Curiologist K

태풍 하나가 품고 있는 에너지는 인류가 하루 동안 소비하는 전체 전력량의 수백 배에 달한다는 추정이 있다. 그 에너지가 단순히 따뜻한 바닷물과 대기의 상호작용에서 비롯된다는 사실은, 자연이 얼마나 정교하고 무자비한 기계인지를 새삼 실감하게 만든다. 태풍은 갑자기 생겨나는 것이 아니다. 수일에 걸쳐 조건이 맞아떨어질 때만 탄생하고, 그 조건이 흐트러지는 순간 소멸한다. Photo by Alexa on Unsplash 태풍이란 정확히 무엇인가? 허리케인, 사이클론과의 차이 이름이 다른 이유 태풍(颱風), 허리케인, 사이클론은 사실 같은 기상 현상이다. 차이는 발생 위치뿐이다. 북서태평양에서 발생하면 '태풍', 북대서양과 북동태평양에서 발생하면 '허리케인', 인도양과 남태평양에서 발생하면 '사이클론'이라 부른다. 세계기상기구(WMO)는 이 세 가지를 통틀어 '열대성 저기압(Tropical Cyclone)'으로 분류한다. 기술적으로는 최대 지속 풍속이 기준이 된다. 한국 기상청 기준으로 중심 부근 최대 풍속이 초속 17미터 이상인 열대성 저기압을 태풍으로 정의한다. 그 아래는 '열대폭풍' 또는 '열대저압부'로 구분된다. 태풍의 눈이 조용한 이유 태풍 중심부, 즉 '눈(eye)'은 역설적으로 가장 조용한 곳이다. 지름이 수십 킬로미터에 달하는 이 공간은 구름이 거의 없고 바람도 약하다. 눈을 둘러싼 '눈벽(eyewall)'이 가장 강렬한 바람과 강수가 집중되는 구역이다. 태풍의 눈을 통과한 사람들이 '갑자기 날씨가 맑아졌다'고 느끼는 건 착각이 아니다. 실제로 그렇다. 그리고 그 고요함 뒤에 반대편 눈벽이 기다리고 있다. Photo by Brian McGowan on Unsplash 태풍은 어떻게 만들어지는가? 탄생의 5가지 조건 따뜻한 바다가 연료...

혀를 마취시켜도 음식의 맛을 일부 느낄 수 있다. 치과에서 국소마취를 받은 뒤 커피를 마셔본 사람이라면 이 말이 낯설지 않을 것이다. 쓴맛이 완전히 사라지지 않고, 어딘가 '맛 같은 것'이 남아 있다. 이 현상은 미각이 단순히 혀의 미뢰에서 끝나는 이야기가 아님을 보여준다. 맛의 최종 목적지는 뇌다. Photo by BUDDHI Kumar SHRESTHA on Unsplash 미각이란 정확히 무엇인가 — 단순한 '혀 감각'이 아니다 미뢰는 시작점일 뿐이다 혀 표면에는 유두(papillae)라고 불리는 작은 돌기들이 있고, 그 안에 미뢰(taste bud)가 들어 있다. 성인 기준으로 혀 전체에 약 2,000~10,000개의 미뢰가 분포한다고 알려져 있다. 각 미뢰에는 미각 수용체 세포가 있어 음식의 화학 성분에 반응한다. 여기까지는 교과서에 나오는 내용이다. 그런데 미뢰가 감지하는 것은 화학 신호일 뿐이다. 그 신호가 신경을 타고 뇌간을 거쳐 시상(thalamus), 그리고 대뇌피질의 미각 피질(gustatory cortex)에 도달해야 비로소 '맛'이라는 경험이 생긴다. 혀는 입력 장치고, 뇌는 처리 장치다. 더 흥미로운 점은 미각 피질이 후각, 촉각, 시각 정보를 동시에 통합한다는 것이다. 뇌는 이 모든 신호를 합쳐 하나의 '맛 경험'을 만들어낸다. 그래서 코를 막으면 사과와 양파를 구별하기 어렵다는 실험 결과가 나오는 것이다. 다섯 가지 기본 맛 — 그리고 여섯 번째 논쟁 단맛, 짠맛, 신맛, 쓴맛, 감칠맛(umami). 이 다섯 가지가 현재 과학적으로 인정된 기본 맛이다. 감칠맛은 일본 과학자 이케다 기쿠나에가 1908년 다시마에서 글루타민산을 분리하면서 처음 제안했고, 수십 년 뒤에야 독립적인 미각으로 공식 인정받았다. 과학계가 새로운 감각을 받아들이는 데 얼마나 오래 걸리는지 보여주는 사례다. 최근에는 지방...

게코 도마뱀 한 마리는 자기 체중의 수백 배에 달하는 무게를 발바닥 하나로 지탱할 수 있다. 접착제도 없고, 흡착판도 없다. 비결은 원자 사이에서 작용하는 극도로 미세한 힘, 바로 반데르발스 힘(Van der Waals force)이다. 이 힘은 너무 약해서 개별 분자 하나로는 아무것도 들어 올리지 못하지만, 수억 개가 동시에 작용하면 이야기가 완전히 달라진다. Photo by Bin White on Unsplash 반데르발스 힘이란 무엇인가? 원자 사이의 보이지 않는 접착제 전기적 중립인데 왜 끌어당기는가 원자나 분자는 대부분 전기적으로 중립이다. 양전하와 음전하가 균형을 이루고 있다는 뜻이다. 그런데 전자는 끊임없이 움직이기 때문에, 어느 순간 한쪽으로 쏠리면서 순간적인 쌍극자(dipole)를 만들어낸다. 이 순간적인 전하 불균형이 옆 분자에 영향을 주고, 그 분자도 반응해서 서로 끌어당기는 힘이 생긴다. 이것이 반데르발스 힘의 핵심 메커니즘이다. 반데르발스 힘은 사실 하나의 힘이 아니라 세 가지 상호작용의 묶음이다. 첫째는 두 영구 쌍극자 사이의 쿠퍼(Keesom) 상호작용, 둘째는 영구 쌍극자가 중성 분자를 유도하는 데바이(Debye) 상호작용, 셋째는 순간 쌍극자끼리 작용하는 런던 분산력(London dispersion force)이다. 이 중 런던 분산력은 수소나 비활성 기체처럼 극성이 전혀 없는 분자에서도 작용하기 때문에 가장 보편적인 형태다. 얼마나 약한 힘인가 반데르발스 힘은 공유결합이나 이온결합에 비하면 수십에서 수백 배 약하다. 물 분자들이 서로 묶이는 수소결합보다도 훨씬 약하다. 그런데 이 힘은 거리에 극도로 민감하다. 두 분자 사이 거리가 두 배로 늘어나면 힘은 여섯 제곱에 반비례해서 줄어든다. 즉, 거리가 조금만 멀어져도 힘은 거의 사라진다. 반데르발스 힘은 개별적으로는 무시해도 될 만큼 약하지만, 충분히 가까운 표면이 충분히 많이 접촉하면 그 합산...