시사 한겨레 ⓘ한마당

나무 속 탄소동위원소 14로 태양 활동 추정
태양 활동 정도에 따라 나이테 굵기 달라져
옛 건물 목재 분석해 969~1933년 주기 재구성

태양은 11년에 한 번씩 극대기와 극소기가 반복되는 활동 주기를 갖고 있다. 이를 발견한 독일 천문학자의 이름을 따 슈바베주기라고도 부른다. 그런데 우리가 알고 있는 태양 주기는 불과 25번째 밖에 되지 않는다.

태양 주기를 판단하는 근거인 흑점의 변화를 관측해온 역사가 그만큼 짧기 때문이다. 인류가 태양 흑점을 관측할 수 있게 된 것은 17세기 초반 갈릴레오 갈릴레이가 망원경을 발명하면서부터다.

그런데 망원경 없이도 태양활동을 추적할 수 있는 방법이 있다. 나이테를 분석하면 된다. 나무는 사계절 변화를 겪으면서 1년에 한 개씩의 나이테 고리를 형성하는데, 태양 활동 정도에 따라 그 굵기가 달라진다. 따라서 이것들을 모아보면 나이테에 담긴 연도의 태양 활동 정도를 추정할 수 있다. 수령이 오래된 나무라면 공식 주기 계산 이전의 태양활동도 추적 가능하다.

영국 브리스톨동물원에 있는 한 나무의 나이테. 위키미디어 코먼스

스위스 취리히공대(ETH)가 중심이 된 국제 공동연구진이 새로운 방법으로 나이테를 분석해 조사한 태양활동 주기를 발표했다. 연구진은 영국과 스위스에 보관돼 있는 나이테 기록들을 조사했다.

대기중에는 탄소 원자 1조개당 1개꼴로 방사성 탄소(탄소동위원소14)가 있다. 이 방사성 탄소의 반감기는 5730년이다. 따라서 나이테 속의 방사성 탄소 수를 세어보면, 그 나이테가 생길 당시 방사성 탄소의 대기중 농도를 추정할 수 있다.

방사성 탄소는 태양계 바깥 먼 우주에서 날아온 고에너지 우주 입자(우주선)가 대기중에서 만들어내는 물질이다. 태양의 자기장은 이 우주선이 지구에 오지 못하도록 막는 방패 역할을 한다. 따라서 태양 활동이 강력할수록 광합성 과정에서 나무가 흡수하는 탄소동위원소14의 양도 적어진다. 나이테 안에 탄소동위원소14가 적으면 태양 활동이 더 높다는 걸 뜻한다. 

2012년에 관측한 태양 흑점들. 흑점 수는 태양 활동의 정도를 판별하는 지표다. 태양 활동이 활발해질수록 흑점 수가 늘어난다. 위키미디어 코먼스

문제는 탄소동위원소14의 양을 측정하는 것이 쉬운 일이 아니라는 점이다. 1980~1990년대에 가이거 계수기가 개발돼 나왔지만 이를 이용하려면 많은 재료와 시간이 필요하다. 연구진은 가속기질량분석법(Accelerator Mass Spectrometry, AMS)이라는 좀 더 새로운 방법으로 이 문제를 해결했다. 가속기를 통해 서로 질량이 다른 탄소동위원소들을 분리해내는 이 방법을 이용하면 단 몇시간만에 더 정확하게 측정이 가능하다고 연구진은 밝혔다.

연구진은 이 방법을 이용해 서기 969년부터 1933년까지의 태양 활동을 1년 단위로 재구성할 수 있었다. 슈바베 주기를 서기 1천년까지 확대한 것이다. 

세계에서 가장 오래된 나무는 소나무과에 속하는 캘리포니아의 므두셀라 나무로, 수령이 5천년에 이르는 것으로 알려져 있다. 하지만 캘리포니아 당국은 나무 보호를 위해 위치를 비밀에 붙이고, 사진도 공개하지 않고 있다. 사진 속의 나무는 캘리포니아의 다른 고목 소나무다. 위키미디어 코먼스

나이테를 이용해 태양활동의 역사를 추적하려면 반드시 오래된 나무가 있어야 할까?

미국 캘리포니아에는 해발 3000m 이상 고지대에 수령이 5천년에 가까운 므두셀라나무가 있다. 소나무의 일종인 이 나무의 나이테를 분석하면 5천년 전의 태양활동까지도 살펴볼 수 있다.

하지만 나이테 분석을 위해서라면 굳이 살아 있는 나무를 해칠 필요는 없다. 연구진은 이번 연구에서 현존하는 목조 건물에 쓰인 고대 목재를 분석 재료로 썼다. 예컨대 분석 대상 가운데 하나인 영국 세인트알반스수도원은 11세기에 건축된 건물이다. 연구진은 영국과 스위스의 11개 건물에서 13개의 목재를 분석했다.

연구진에 따르면 현재 확보할 수 있는 나이테는 1만4천년 것까지 가능하다. 이런 나무는 거의 화석에 가까운 상태이지만 아직 분석할 수 있는 탄소는 풍부하게 남아 있다고 한다. 연구진은 다음 목표는 가속기질량분석법을 이용해 1만4천년 전 나무의 탄소동위원소14를 측정하는 것이다. 그것이 성사되면 마지막 빙하기 말기의 태양활동도 재구성할 수 있다.    곽노필 기자

이와야 다케시 일본 방위상이 2019년 일본 지바현 후나바시 소재 육상자위대 나라시노 훈련장에서 연설하고 있다.

연간 방위 관련 예산이 60조원에 육박하는 일본의 육상자위대원 중 일부가 제 돈으로 화장지를 사서 쓰는 것으로 밝혀졌다. 이 문제는 10일 열린 중의원(일본 국회 하원) 예산위원회에서 쟁점이 됐다. 새 회계연도를 4월 시작하는 일본에서는 국회의 2021년도(2021.4~2022.3) 정부 예산안 심의가 한창 진행 중이다.

11일 요미우리신문에 따르면 기시 노부오 방위상은 전날 중의원 예산위에서 작년 상반기의 조사 결과라며 육상자위대 전체의 1.4%가량 부대에서 대원들이 예산 제약으로 자비를 들여 화장지를 사서 쓰는 사례가 있었다고 보고했다.

자위대원들의 화장지 자비 구입 문제는 2018년에도 논란이 됐다. 당시 국회에서 이 문제로 추궁당한 이와야 다케시 전 방위상은 모든 자위대원의 부대 내 생활용품을 예산으로 확보토록 지시해 각 부대는 관련 예산을 늘려온 것으로 알려졌다.

그러나 작년 조사를 통해 2년이 넘었는데도 문제가 완전히 해결되지 않은 것으로 확인된 것이다.

야당 의원으로부터 관련 실태에 관한 질의를 받고 답변에 나선 기시 방위상은 "(나도) 깜짝 놀랐다"며 조기에 문제를 해결하겠다고 말했다.

요미우리신문은 일선 부대에서 화장지와 쓰레기봉투 같은 생필품을 자비로 사는것이 관례였고 일부 부대에는 아직 그런 관행이 남아 있다며 "생활환경이 좋아지면 사기도 올라가기 때문에 기존 인식을 바꿔야 한다"는 자위대 간부의 말을 전했다.

한편 국회에 제출된 2021회계연도 일본 방위 관련 예산(안)은 5조3천422억엔(약56조5천억원)으로, 무기류 구매 비용이 늘면서 9년 연속 증액 편성됐다. 연합뉴스

한국인은 왜 라면에 이토록 진심인걸까. 세계인스턴트라면협회(WINA) 집계를 보면, 2018년 기준 1인당 연간 라면 소비량은 한국(74.6개)이 세계 1위다. 일주일에 한번이상 끓여먹는다는 얘기다. 라면 회사가 수없는 실험 끝에 만든 공식 조리법도 있는데 아무도 말을 안 듣는 ‘특이한’ 식품이기도 하다. ‘밥 맛있게 짓는 법’보다 ‘라면 맛있게 끓이는 방법’에 1000배쯤은 더 관심이 많다.

최근 떠오른 라면 조리계의 새 논쟁 신호탄은 김상욱 경희대 교수(물리학)가 쏘아 올렸다. 일명 ‘찬물라면 조리법’이다. 지난 2일 김 교수는 페이스북에 ‘라면의 새역사를 열다’는 제목으로 ‘찬물에 라면과 스프를 넣고 물을 가열하기 시작했다’는 내용의 글을 썼다. 그는 이 방식이 조리 시간을 절반으로 줄일 수 있는 데다 ‘완벽한 면발’이었다고 강조했다. 김 교수가 올린 이 글은 8일 만에 공유만 800여건이 넘고 2천여개가 넘는 ‘좋아요’가 찍히는 대박 콘텐츠가 됐다. 추후 김 교수는 “방송사와 유튜브 채널로부터도 여러 연락을 받았다”는 후기를 남기기도 했다.

                                 김상욱 교수 페이스북

국내 대표 라면 ‘신라면’과 ‘진라면’의 봉지 뒷면에 나와 있는 공식 조리법은 이렇다. ‘신라면: 물 550ml를 끓인 후, 면과 분말스프, 후레이크를 같이 넣고 4분30초간 더 끓이면 얼큰한 소고기국물 맛의 신라면이 됩니다. 진라면: 550ml에 건더기스프를 넣고 물을 끓인 후 분말스프를 넣고 면을 넣은 후, 4분간 더 끓입니다.’

두 라면 모두 물을 끓인 후 스프와 면을 넣도록 돼 있다. 왜 그런지 라면 제조사에 직접 물어봤다. 처음엔 농심도 오뚜기도 “교수님이 웃자고 쓰신 얘기죠~”, “저희는 소비자들의 각종 레시피를 환영합니다”라며 공식 ‘코멘트’하기를 꺼려했다. 하지만 정색하자 두 회사도 진지한 답변을 내놨다.

농심 쪽은 “찬물 조리법은 문제는 없지만, 교수님 표현대로라면 ‘변인 통제’가 안 된다”고 말했다. 찬물의 온도부터가 제각각이라는 것이다. 섭씨 5도든 10도든 찬물이다. 또 집집마다 가스레인지나 인덕션 등의 화력도 다르다. 찬물 조리법은 보편화할 수 없지만, 끓는점 100도씨는 명확하다는 것이다. ‘완벽한 면발’이라는 표현도 김 교수의 개인적 취향일 것이라고 했다. 결론은 “한결같을 수가 없다”는 점이 핵심이다.

오뚜기는 직접 끓여본 뒤 비교해 설명했다. 기존 조리법대로 하면 물 끓이기까지 약 4분, 끓인 뒤 면을 넣어 4분을 조리해 모두 8분가량이 걸렸다. 김 교수 방식대로 찬물 550ml에 건더기스프, 분말스프, 면을 한꺼번에 넣고 가열하니 4분20초부터 끓기 시작했다고 한다. 김 교수는 물이 끓은 뒤 40초 후에 시식했다고 하지만, 오뚜기 쪽은 이 경우 “면이 익지 않았다”고 전했다. 이에 면이 익을 때까지 더 기다렸더니 조리 시간이 7분30초 걸렸다는 것이다. 오뚜기 관계자는 “화력에 따라 결과가 다를 수 있지만 시간은 약 30초밖에 줄이지 못하고, 면이 익었는지 수시로 확인해야 해 번거롭다”고 말했다. 또 “시간이 단축되면 증발량이 적어져 국물 맛이 약해진다”는 의견도 덧붙였다.

라면 논쟁에 불붙인 김 교수도 첫 글을 올린 뒤 이튿날 찬물 라면 실험과 관련해 페이스북에 다시 글을 올렸다. “제대로 실험하려면 우선 면발의 쫄깃한 정도를 정량화할 수 있는 물리량을 찾고, 그것을 신뢰성 있게 측정할 방법부터 확보해야 한다. 앞서 다른 사람들이 수행했던 실험도 검토하고, 철저한 변인 통제가 가능하도록 실험 계획을 수립해야 한다. 자꾸 나한테 실험 섭외가 오는데, 나는 그냥 호기심으로 해 본 것일 뿐 각잡고 실험할 생각까지는 없다. 아이디어 자체도 나의 독창적 생각이 아니니까 다른 사람이 해도 무방할 듯하다. 관심 있으신 먹방채널이나 과학 유튜브에서 실험해주시면 기쁜 마음으로 볼텐데.. 이론물리학자의 귀차니즘인가.. ^^” 박수지 기자

영하의 추위와 산소 부족 때문에 보통 사람은 사망

              터키항공 화물기

6천ｍ 가까운 하늘 위를 나는 항공기의 바퀴 옆에 숨어 1시간 동안 영하의 추위와 산소 부족을 이겨내고 살아남은 10대 케냐 소년의 기적적인 사연이 화제다.

10일 미국 CNN 방송에 따르면 지난 4일 네덜란드 남동부 림뷔르흐주의 마스트리흐트 아헨 공항에 세워진 터키항공 화물기의 이착륙에 사용되는 랜딩기어 안에서 16살 케냐 소년이 쓰러진 채로 발견됐다.

경찰은 인신매매범들로부터 탈출했을 가능성도 염두에 뒀으나, 소년이 케냐 수도 나이로비에서 출발해 터키 이스탄불, 영국 런던을 거쳐 네덜란드로 밀입국한 것으로 판단됐다.

항공기는 중간 기착지인 런던에서 내린 후 네덜란드로 올 때는 무려 시속 740㎞로 최고 5천790ｍ 상공을 1시간 동안 날았다.

소년은 케냐를 떠난 후 이스탄불에서 항공기에 숨어든 것으로 추정되지만 정확한 경위는 공개되지 않았다.

경찰은 "소년이 살아남은 것은 기적이다. 이런 경우 보통 사람은 추위와 산소 부족 때문에 사망한다"면서 소년이 저체온증으로 병원 치료를 받았지만 금방 완전히 회복했다고 밝혔다.

소년은 네덜란드에 망명을 요청해 관련 부처로 넘겨졌으며, 난민 자격 여부를 심사받게 된다.

앞서 지난해 1월 아프리카 코트디부아르에서 프랑스 파리로 가는 항공기의 랜딩기어에서 밀입국자의 시체가 발견된 적 있으며, 2019년에는 런던 상공을 지나던 한 항공기에서 사람이 추락해 숨지기도 했다.