물

 맑은 ......

■ 물

 

. 물의 생성 기원설

 

   물을 구성하는 기본 원소인 수소는 빅뱅(Big Bang) 때 만들어져서 우주 도처에 풍부하게 널려 있다. 물을 구성하는 또 다른 원소인 산소는 별 속에서 만들어져서 초신성 폭발을 통해서 우주공간으로 퍼져 나간다. 그리고 이 두 원소가 별 생성 영역에서 서로 합쳐지게 되면 엄청난 양의 물이 형성될 수 있는 것이다. 이렇게 생성된 물 분자는 혜성, 행성, 성간 공간 속에 남아 있을 수 있게 되는 것이다. 그리고 별의 나이가 들수록 별 속에서 더 많은 산소가 만들어지게 되므로 우주의 물은 더욱 풍부해지게 된다.

 

. 물의 성질

 

물은 분자식 H2O, 녹는 온도 0℃(32°F)와 끓는 온도 100℃(212°F), 그리고 고체상태인 얼음일 때 액체상태에서보다 밀도가 작아지는 독특한 성질이 있다.

 

산소원자는 모두 8개의 전자를 가질 수 있는데, 물의 산소는 최외각에 6개의 전자가 차 있다. 산소원자는 단일화학결합을 이룰 때, 자신의 전자 가운데 1개를 다른 원자의 원자핵과 공유하게 하고 대신 그 원자의 1전자를 공유한다. 2개의 수소원자와 결합을 하면 산소의 최외각은 채워진다.

 

물 분자를 이루는 3원자는 105° 구부러진 이 등변삼각형 모양을 하고 있다. 3차원 구조는 비대칭적으로, 산소원자는 음으로, 수소원자는 양으로 하전 되어 있다. 따라서 물 분자는 극성이 매우 큰 분자가 된다.

 

물 분자 내에 있는 수소원자들은 높은 전자밀도 영역으로 끌리며, 그 영역에서 수소결합이라고 부르는 약한 결합을 형성한다. 이것은 물 분자 내의 수소원자가 이웃하는 물 분자에 있는 산소원자의 비공유 전자쌍에 끌린다는 것을 말한다. 이 결과 물 분자들은 강하게 뭉친다.

 

물은 열에 대해 비교적 안정한 화합물로서 2,000℃, 1기압에서 2％ 정도만이 산소와 수소로 해리된다. 금속과 여러 종류의 비금속물질은 물이나 수증기와 반응해 산화물을 생성하면서 물 분자로부터 수소를 유리(遊離)시키는 등의 반응을 한다. 중화반응은 산과 알칼리가 반응해 염과 물을 생성하는 반응이다.

 

   C＋2H2O → CO2＋2H2   2Cl2＋2H2O → 4HCl＋O2

 

 

□ 지구의 물

 

. 설1

지구의 물은 지구 내부에서 뿜어져 나온 화산 활동의 결과라는 것이다. 다시 말해 지구가 생성된 이후 수 억년 동안 이루어진 화산 폭발을 통해 땅속의 수분이 빠져 나와 현재의 바다를 만들었다는 것이다. 생성된 직후의 지구는 화산활동이 매우 활발하였고 화산가스 성분의 대부분이 수증기이다. 이 학설은 1894년에 제기된 이래 가장 신빙성이 있는 학설로 인정되어 왔다.

 

. 설2

아이오와 대학의 루이스 프랑크(Louise Frank)는 지구로 떨어지는 우주 눈덩이(cosmic snowball)가 지구의 물을 증가시켜 왔다고 말한다. 프랑크는 순전히 물로 이루어진 집채만한 또는 그보다 작은 혜성이 지구대기권으로 분당 20여 개씩 떨어져 내리고 있다는 연구결과를 내놓았다. 이 눈덩이는 암석질이 아니고 단단하지도 않아서 다른 유성처럼 꼬리를 늘어뜨리지도 않으며 지표면까지 도달하지도 않는다는 것이다. 이 눈덩이들은 대기 상층 수천 km를 지나가며 기화되어 사라진다는 것이다. 이렇게 들어오는 물의 양은 2만년에 지구의 수면을 2-3 cm 증가시킬 수 있는 양이라고 말하는데, 만일 그것이 사실이라면 지구의 역사 동안 이렇게 들어오는 물의 양은 지금의 바다를 채우기에 충분한 양이 된다.

 

우주로부터 들어오는 물의 통로는 눈덩이 혜성만이 아니다. 1998년에 텍사스의 모나한스(Monahans)와 모로코의 잭(Zag)에 떨어진 운석 속에서도 물이 발견되었다. 이들 운석 속에서 발견된 직경 3 mm 정도의 푸른빛과 자주 빛 암염 결정 안에 물이 존재한다는 것이 여러 가지 분석들을 통해 확인되었다. 그 결정들은 방사능에 의해 푸른빛으로 또는 자주 빛으로 변하게 된 것으로 46억년 전의 것으로 추측되었다. 이것은 결정 속에 묻혀진 물이 태양계 내 행성들보다 먼저 생성되었음을 의미한다.

 

우주공간 속에 먼지처럼 널려 있는 얼음 덩어리가 이렇게 지구에 쏟아져 내린다면 태양계내 다른 천체들도 이런 우박을 면할 리가 없으므로 다른 행성이나 별에도 생명의 기본물질인 물과 유기물이 풍부하게 존재할 것이다. 그렇다면 우주 안의 생명은 필연적 존재일지도 모른다.

 

 

□  태양계의 물

 

. 달의 물

 

달에 물이 없다고 생각한 것은 한 동안은 당연한 결론으로 간주되었다. 달은 중력이 약하여 대기를 붙들어 둘 수 없으므로 달에는 대기가 존재하지 않는다. 이 때문에 한낮의 달 표면 온도는 120℃까지 치솟는다. 또 달은 27.3일 주기로 자전하고 있으므로 태양 빛은 달 표면에 고루 미쳐서 설혹 달 표면에 혜성이나 운석에서 떨어져 나온 물이나 얼음이 있다 해도 달 표면에 계속 남아 있을 수가 없고 진공인 우주공간으로 사라지게 되는 것이다.

 

1996년 미국방부가 발사한 클레멘타인(Clementine)호가 보내온 자료를 분석하면, 달의 남극에서 얼음의 징후가 발견되었다. 달은 자전축의 기울기가 23.5°인 지구와 달리 자전축의 기울기가 5°정도밖에 되지 않고 계산에 의하면 태양의 위치는 달 적도로부터 1.6°이상 벗어나지 않기 때문에 달의 극지방의 크레이터 중에는 태양 빛이 전혀 미치지 않는 사각지대가 존재한다는 것이다. 태양빛이 전혀 비치지 않는 달의 크레이터 속의 온도는 영하 230℃까지 내려가고 만일 이런 곳에 얼음을 포함하고 있는 혜성이나 운석이 떨어진다면 그 얼음은 증발하지 않고 계속 남아 있을 수 있게 된다. 더구나 달에는 대기가 없으므로 혜성이나 운석이 대기권에서 불타는 일도 없이 달 표면까지 도달하게 되므로 그 가능성은 더욱 커진다.

 

1998년 미국 위성 검측 결과 표층 속에 0.3-1%정도로 함유된 얼음이 북극에는 10,000-50,000 km2, 남극에는 5,000-20,000km2 넓이에 흩어져 있다는 결과를 얻었다. 그리고 얼음의 총량은 1100만-3억 3000만 톤 정도로 추정되었다.

 

. 화성의 물

 

화성 탐사선 서베이어호는 적도 인근에서 직경 500 km에 이르는 대규모의 적철광 퇴적층을 발견하였는데, 적철광은 철을 함유한 광물이 물이 있는 곳에서 열 작용을 받아 산화될 때 생성된다. 다시 말해 이런 지층은 고온 다습한 기후 조건에서 물과 대기의 작용으로 형성되는 것으로, 이것은 과거 화성 표면에 액체의 물이 안정적으로 존재하였고 대기층도 지금보다 두터웠다는 것을 시사한다. 또 서베이어호는 토사 등의 퇴적 작용에 의해서 형성되었을 것으로 여겨지는 층상의 지형도 발견하였다. 이러한 지형은 호수나 얕은 바다가 있어야 생성되는 것으로, 특히 경계가 뚜렷해 보이는 지역은 호수보다 물의 움직임이 더 많은 바다였을 가능성이 높다. 이 지형은 43-35억 년 전에 형성된 것으로 지구와 비슷한 시기에 화성에도 바다가 출렁이고 있었을 가능성을 증거한다.

 

서베이호는 최근에 물이 흐른 흔적도 발견하였다. 화성 남반구 분지의 경사면에서 협곡을 발견하였는데, 발견된 협곡은 충격이나 빙결로 갈라지거나 바람에 의한 퇴적물이 쌓여있지 않은 것으로 미루어 100만년 전 이후에 형성된 것으로 보여진다. 이것은 최근에 물이 흘렀다고 보여지는 흔적이며, 표면으로부터 상당히 얕은 지하에 물을 포함한 층이 현재도 존재할 가능성을 시사한다.

 

 

. 태양계의 다른 위성의 물

 

태양계 내에서 화성 다음으로 물이 있을 가능성이 높은 곳은 목성의 위성인 유로파(Europa)이다. 유로파는 달보다 조금 작고 (반경: 1,560 km), 약 85시간 주기로 목성주위를 공전하고 있다. 이 위성은 150 km 두께의 얼음 지각으로 덮여 있는 것으로 추정된다.

 

유로파의 표층 밑의 바다에 원시적인 생명이 있을 가능성도 제기하고 있다. 표층아래 존재하는 액체 물에 목성 및 다른 위성들과의 중력으로 인한 지표면 내부 열이 가해지고 여기에 혜성, 운석 등의 유기물질이 유입되면 생명체에 필요한 주요 성분은 다 갖춰진다는 것이다. 유로파의 대양은 50억년 태양의 역사 내내 수 킬로미터의 얼음 아래 존재해왔을 가능성이 있다.

 

그 밖에 태양계 천체 중 물이 있을 가능성이 제기되고 있는 천체는 목성의 또 다른 위성인 칼리스토(Callisto), 토성의 위성인 타이탄이다.

 

 

. 태양계 밖의 물

 

물은 태양계 바깥에서도 발견되고 있다. 1998년에 유럽우주국(ESA)에서는 적외선우주탐사선(ISO)는 오리온 자리의 KL-BN 영역에서 상당히 많은 양의 물을 발견했다고 발표한바 있다.

 

미항공우주국(NASA)의 관측위성도 CW Leonis (IRC+10216) 주변에서 물이 내는 특정 파장의 전자기파를 찾아냄으로써 방대한 규모의 수증기가 응축돼 있다는 사실을 확인했다. 이 별은 사자자리 방향으로 약 500광년 거리에 있는 종말기를 맞고 있는 적색 거성인데, 적색 거성 주위를 선회하고 있는 혜성들의 표면으로부터 주로 물과 얼음으로 구성된 거무스름한 눈덩이가 증발되고 있다고 한다.

 

물은 은하의 차갑고 어두운 영역인 성간운과 성간물질 속에서도 발견되었다. 그 동안 물은 오리온 성운과 같은 따뜻한 성간운에서만 물 형성이 이루어지는 것으로 생각해 왔지만, 적외선우주 탐사선(ISO)은 10 K 정도로 낮은 은하 내 비활동적인 영역에서 수증기와 얼음을 발견해냈다. 은하계 바깥에서도 물이 발견되고 있다. 1994년에 매릴랜드 대학과 막스 플랑크 연구소에서는 5 개의 활동은하에서 물의 징후를 발견했다고 발표한 바 있다.

 

 

□  물의 일반적 성질

                                                                                                                (

위키백과에서 인용)

물 분자는 두 개의 수소 원자와, 하나의 산소 원자가 공유 결합(결합 길이 0.10nm)을 한 O-H-O의 굽은형의 물질이다. 물 분자는 수소원자와 산소 원자가 각각 전자를 내놓아 전자쌍을 만들고, 이 전자쌍을 함께 나누어 가짐으로써(공유) 결합되어 있다.

 

물은 자연적으로 세 가지 물질의 상태로 나타나며 지구 상에서 여러 형태를 지닌다. 수증기와 구름은 하늘에 있으며 바닷물과 빙산은 극지 바다에 있고 빙하와 강은 산에 있으며 대수층의 물은 땅 속에 있다.

 

비공유 전자쌍이 공유 전자쌍을 강하게 밀기 때문에 104.5˚구부러진 굽은형 구조를 이루고 있다. 물 분자는 선형이 아니며 산소 원자는 수소 원자보다 더 높은 전기 음성도를 갖고 있다. 산소가 수소보다 공유 전자쌍을 세게 끌어 당기므로 산소 원자가 약간의 음전하를 띠고 있는 반면 수소 원자는 약간의 양전하를 띠어 극성을 갖는다. 그 결과 물은 전기 쌍극자모멘트가 있는 극성 분자가 되므로 좋은 무기 용매(보편적 용매)이다.

 

따라서 극성 물질과 잘 섞이며 염화나트륨과 같은 이온성 물질(이온 결합을 한 분자들)을 잘 녹인다. 그러나 무극성 물질과는 잘 섞이지 않는다. 물의 분자는 평상시에는 수소와 산소가 쉽게 분리되지 않으나 전기분해와 같은 강한 에너지를 가해주면 분리가 가능해진다. 순수한 물은 낮은 전기전도율를 갖지만 염화 나트륨과 같은 작은 양의 이온 물질이 훨씬 더 잘 용해되게끔 만든다.

 

물의 최대 밀도는 3.98 °C (39.16 °F)이다. 그 이유는 온도가 더 내려가면 물 분자는 얼음과 비슷한 육각구조를 만들어 약간의 빈 공간이 생기기 때문이다. 이러한 공간은 얼음이 될 때에 생기는 것에 비하면 크지 않으나 여전히 밀도에 영향을 준다.

 

물(다른 액체도 포함)의 끓는점은 기압에 의존한다. 이를테면 에베레스트 산 위에서 물은 68 °C (154 °F)에 끓지만 해수면에서 100 °C (212 °F, 373.15K)에 끓어 기화되는 것과 비교된다. 이와 반대로 열수구 주위의 바다 속 깊은 데 있는 물은 100°C가 되어도 액체 상태를 유지한다. 100°C에서 수증기의 부피는 액체 상태의 물 부피에 비해 약 1,244배 정도 증가한다. 한편 물은 다른 액체보다 끓이기 어려운데 이는 물을 끓일 때 쓰이는 에너지의 일부가 수소 결합을 끊는 데 쓰이면서 완충되기 때문이다.

 

물 분자는 1기압 내에서 0°C, (32°F, 273.15 K)에서 응고된다. 물이 응결할 때는 다른 분자들과는 달리 부피가 약 10%정도 증가하는데, 이는 물 분자 사이의 수소 결합이 강해지면서 육각구조를 만들고 이 사이에 빈 공간이 생기게 되기 때문이다.

 

물은 에탄올과 같은 많은 물질과 가혼성을 가지므로 모든 부분에서 하나의 균질한 액체를 형성한다. 한편 물과 대부분의 기름이 섞이지 않는데 이는 가혼성이 없다고 하며 밀도에 따라 층을 형성한다. 기체로서의 수증기는 완전히 공기와 가혼성을 갖는다.

 

세포 안의 모든 주된 구성 요소(단백질, DNA, 다당류) 또한 물에 잘 녹는다. 물은 다른 수많은 용매와 더불어 불변 끓음 혼합물을 만든다.

 

물은 화학적으로 많은 성질을 갖는다. 대표적인 성질은 수소 결합, 산과 염기의 생성, 그리고 금속과의 산화(결합 및 부식)이다.

 

 

. 물 분자의 수소 결합

 

물에 있어서 수소 결합(결합 길이: 0.17nm)은 전자를 끌어당기는 힘이 상대적으로 약한 수소 원자가 약한 양이온의 성질을 띠고 전자를 끌어당기는 힘이 강한 산소원자가 강한 음이온의 성질을 띰으로써 나타나게 된다. 따라서 물은 극성 분자이다.

 

한편 물은 높은 비열을 갖게 되는데 이 또한 수소결합에 그 이유가 있다. 물을 가열할 때 쓰이는 에너지의 일부는 수소결합을 끊는 데 쓰이고 따라서 물이 다른 분자들에 비해 상대적으로 가열하기 어려운 것이다. 수소 결합으로 인해 물은 분자량이 비슷한 다른 물질에 비해 녹는점, 끓는점, 융해열, 기화열이 크다.

 

물의 비열과 기화열이 크다는 점은 생물체의 수분과 체온이 일정하게 유지될 수 있다는 점과 관련이 있다. 물보다 얼음의 밀도가 작은 것은 수소 결합에 의한 육각형 구조와 관련된다. 또한 표면장력과 모세관 현상도 수소결합으로 설명할 수 있다. 물은 다른 분자와 달리 그 점성에 비교해 표면장력이 큰데, 표면에 있는 물 분자가 공기 중으로 끌려가지 않고 내부에 있는 물 분자의 수소결합력을 받기 때문이다. 모세관 현상은 수소나 산소원자를 포함하지 않은 물질(예: 금속)에서는 잘 안 나타나는데 그 이유는 물이 모세관 현상을 일으킬 때 그 관을 이루는 분자와 수소결합력이 작용하기 때문이다. (유리관을 이루는 유리는 SiO2이므로 수소결합력이 작용한다.)

 

. 산과 염기

 

물은 보통 금속류를 녹여 염기를 만들고 비금속류를 녹여 산을 만든다. 산과 염기의 기준은 양이온으로 하전된 수소 이온과 음이온으로 하전 된 수산화이온이며, 수소이온이 많으면 산성이고 수산화이온이 많으면 염기성이며, 두 이온의 값이 0에 가까우면 중성이 된다. 대표적인 산으로는 염산, 질산, 황산 등이 있으며 이 3가지의 산은 모두 강한 산이다. 대표적인 알칼리(염기)로는 수산화나트륨, 수산화 칼륨, 암모니아수 등이 있으며 3가지 모두 강한 염기이다. 한편 산과 염기는 수소이온이나 수산화이온을 포함하고 있으므로 전해질이고, 이온 물질을 갖는 모든 물이 전해질이다.

 

. 금속과의 결합 및 부식

 

물은 산소와 함께 금속을 잘 부식시키는 성질이 있다. 철의 경우 반응성이 크나 직접적으로는 산소와 잘 반응하지 않으며 아주 천천히 산화철을 생성하게 된다. 하지만 물이 묻은 철은 상황이 다르게 되는데, 그 이유는 물이 철을 이온화하면서 전자를 내놓고 이 전자를 받은 산소원자가 양이온으로 하전 된 철 분자와 결합을 하면서 이루어진다. 이 산화는 물기가 완전히 없어질 때까지 멈추지 않아 결국 속까지 모두 산화시키고 만다. 금속의 산화를 막기 위해 기름칠을 하는 경우가 많은데 이는 기름과의 물과의 반발력을 이용한 것이다.

 

한편 찬물에서 급격히 반응하는 금속은 칼륨, 칼슘, 나트륨 등이 있고, 뜨거운 물에서 급격히 반응하는 금속은 마그네슘, 알루미늄, 아연 등이 있다.

 

 

□  자연의 물

 

. 우주 속에 존재하는 물의 형태

 

. 수증기로 존재

   수성 대기권: 3.4%, 및 수성의 외기권에 다량의 물이 있음

   금성 대기권: 0.002%

   지구 대기권: ~0.40% 이상 (완전 대기 기준), 일반적으로 지표에서는 1-4%

   화성 대기권: 0.03%

   목성 대기권: 0.0004%

   토성 대기권: 얼음에만 있음

   엔셀라두스 (토성의 위성): 91%

   외계 행성 (HD 189733 b, HD 209458 b)

 

. 액체로 존재

   지구: 지표의 71%

   달: 적은 양의 물이 2008년에 발견됨

 

. 얼음으로 존재

   지구: 주로 빙상으로 존재

   달

   티탄 (토성의 위성)

   에우로파 (목성의 위성)

   토성의 고리

   엔셀라두스 (토성의 위성)

   명왕성과 카론(명왕성의 위성)

   혜성 및 카이퍼 대, 오르트 구름 (해왕성 바깥 쪽 영역의 일부 천체)

 

 

□  물과 거주가능 영역

 

액체와 기체, 고체로서의 물은 지구 위에 사는 생물의 생존에 필수적이다. 지구는 태양계의 생명체 거주가능 영역에 위치하여 있다. 태양으로부터 살짝 더 가까이 있거나 살짝 더 멀리 있었더라면 (약 5%, 곧 800만 킬로미터 정도) 기체, 고체, 액체라는 세 가지 형태가 동시에 존재할 가능성이 훨씬 적다.

 

지구의 중력은 물이 대기를 지탱할 수 있게 도와 준다. 대기 속 수증기와 이산화탄소는 온도에 대한 완충 작용(온실 효과)을 제공하므로 표면 온도를 상대적으로 일정하게 유지시켜 준다. 지구가 더 작았더라면 대기가 더 얇아져 온도가 극단으로 치우칠 것이므로 화성과 같이 극관을 제외한 물의 형성을 막는다.

 

지구의 표면 온도는 들어오는 태양 복사(일사) 수준이 오르락내리락 한다. 이는 온실 기체와 표면 및 대기 반사가 동반되면서 지구 온도가 유동적인 과정을 거친다는 것을 말해 준다. 그럼에도 불구하고 지질 시대를 거치면서 상대적으로 일정한 상태를 지속하고 있다. 이를 가이아 이론이라고 부른다.

 

한 행성 위의 물의 상태는 주위 압력에 따라 달라지는데 이는 한 행성의 중력이 결정한다. 어느 행성의 용적이 충분히 크다면 그곳 위의 물은 온도가 높아도 고체 상태를 유지한다. 그 까닭은 중력이 높은 압력을 만들어내기 때문인데 글리제 436 b와 글리제 1214 b에서 볼 수 있는 현상이다.

 

 

 

. 지구 상의 물

 

물은 지표의 71 %를 덮고 있다. 바다는 전체에서 97.2%를 차지한다.

 

한 행성의 표면 위 아래와 공중에 떠 있는 총체적인 물을 수권이라고 부른다. 지구의 물은 대체적으로 1,360,000,000 km^3 이다. 물은 지구에서 대부분 바다에 액체 형태로 존재한다. 인공적으로는 수소와 산소를 혼합한 뒤 방전을 일으켜서 만들어 낼 수 있다. 그리고 물의 분포는 바닷물 (97.33%), 빙하 (2.04%), 지하수 (0.61%), 호수와 강 (0.01%) 그리고 기타 (0.01%)로 이루어져 있다.

 

 

. 지구 맨틀에 포함된 물                                                                                                         (카페 글 중에서 일부발췌)

섭입대의 탈수반응은 대체로 깊이 약 200 km 이내에서 일어나는 현상이다. 전 지구의 섭입대 평균 섭입속력은 약 8 cm/yr 이고, 해양판의 평균두께가 7 km이다. 또한 해양판이 섭입하면서 쐐기맨틀에 형성되는 대류속력은 약 4 cm/yr이다. 이때 쐐기맨틀에는 두께 20-40 km 의 함수대가 형성된다. 즉 탈수반응에 의해 방출되지 않은 물이 해양판에는 약 0.015-0.05%, 쐐기맨틀 함수대에는 0.11-0.42%가 포함된 것으로 현재 알려졌다. 이렇게 해양판의 섭입에 의해 맨틀로 이동되는 물의 양은 계산에 의하면 최소 1.1x10^11 kg/yr이다 (최대 계산값은 7.8x10^11 ). 그런데 중앙해령이나 열점에서 방출되는 물의 양은 약 1.2x10^11 kg/yr이다. 맨틀로 이동되는 물의 양은 지구 초기, 즉 온도가 높은 경우에는 탈수반응이 활발하여 지금보다 더 작았을 것으로 생각된다. 점차 지구가 냉각되면서 맨틀로 이동되는 물의 양은 증가되어 현재 값에 이르게 되었다.

 

   현재 해수의 총량은 약 1.4x10^21 kg인데, 여러 가지 관측과 계산을 종합하면 맨틀에 포함된 물의 양은 6.5x10^21 kg 이다. 이는 해수의 4.6배에 해당하는 양이다. 맨틀 총 중량에서 물의 함량은 중량비로 0.16%이다. 만약 섭입대에서 맨틀로 이동하는 물의 양과 맨틀에서 지표로 방출되는 물의 양의 균형이 이루어지지 않는다면 지표의 물의 양에 변화가 발생할 것이다. 따라서 지표 물의 양을 결정하는 지질학적 요인으로는 섭입대에서의 탈수반응 정도와 섭입 속력, 해령과 열점에서의 화산활동 등이다.

 

섭입(攝入)은 암권의 판과 판이 서로 충돌하여 한 판이 다른 판의 밑으로 들어가는 현상을 말하며, 해구 아래에서 일어난다. 들어가는 판의 위쪽 면을 따라 지진이 활발하게 일어난다.

 

 

. 지구 내부의 물의 흐름                                                                                                                        (카페 글 중에서)

자연에 있는 물은 시내, 호수, 해양과 같은 차가운 유체로 대개 생각하지만, 우리가 볼 수 없는 지하 깊은 곳에서도 매우 많은 뜨거운 유체가 활동하고 있으며 이는 궁극적으로 지표면에 영향을 미친다. 지구 표면은 몇 개의 판으로 나누어져 있으며, 두 개의 판이 충돌할 때, 한 개의 판이 다른 판을 아래쪽으로 밀면서, 물은 지각과 핵 사이에 있는 맨틀로 들어간다. 지구 내부로 들어온 물은 친수성 암석 광물을 통해 이동한다. 180km이후에서는 초임계유체(supercritical liquid)라고 불리는 한 종류의 유체가 존재한다.

 

Santosh 등의 일본 연구자에 의하면, 지구의 물질 순환은 "판구조론에 의한 지구 표면, 플룸구조론(plume tectonics)에 의한 천이지대, 핵과 맨틀 경계에서 활동하는 프로세스의 조합"에 의해 컨트롤된다는 견해로서, 뜨겁게 상승하는 플럼은 지구의 깊은 부분과 표면을 연결시켜주는 거대한 파이프처럼 작용한다고 생각한다.

 

지구 내부의 거대한 자유 유체 순환은 제한된 지대에서만 발생한다고 제안한다. 판의 경계를 따라 섭입되는 물은 맨틀 전이 지대라고 불리는 410∼660km 경계에까지 이른다. 이 지역의 농축 친수성 규산염(hydrous silicat)에 저장된 물은 현재 해양의 거의 5배에 달하는 거대한 양이다.

 

지구 역사의 주요한 시기에서 유체의 이동은 대부분 외핵에서 표면으로 이동하는 한가지 경로로 진행되었을 것이라고 주장한다. 물이 되돌아오는 흐름은 아마도 약 7억 5,000만 년 전에 시작되었으며 판의 섭입을 통해 깊은 곳으로 침투하는 물은 적절한 미끄러움을 제공한다. 미끄러움은 깊게 섭입된 암석의 일부를 표면으로 돌아오게 이동시킨다. 지하 깊은 곳에서 돌아온 암석은 초고압광물조합(ultrahigh-pressure mineral assemblage)에서 확인된다.

 

 

□  물의 순환                                                                                                                 (위키백과에서 인용)

물의 순환은 수권 안의 물이 지속적으로 이동하는 것을 가리킨다. 이를테면 대기, 토양의 물, 지표수, 지하수, 식물 사이에서 물은 이동한다.

 

바다 등의 물이 공기로 증발하고 식물과 짐승으로부터 공기로 증산한다.

공기에 응축되어 있는 수증기에서 바다나 땅으로 떨어지는 강수 현상을 일으킨다.

육지로부터 보통 바다로까지 이어지는 표면 유출을 일으킨다.

 

. 민물

표면 유출한 일부 물은 이를테면 호수와 같이 어느 정도의 시간 동안 갇히게 된다. 높은 고도에서 겨울 동안 극북과 극남에서 눈은 만년설, 설괴빙원, 빙하 안에 모인다. 물은 또 땅에 스며들어 대수층으로 이동한다. 그 뒤 지하수는 샘이나 온천, 간혈천 표면으로 거슬러 흘러간다. 또, 지하수는 우물로 말미암아 인공적으로 뽑아낼 수 있다. 이러한 물은 깨끗한 민물이며 사람과 길짐승의 삶에 중요하다.

 

. 조석

조석은 달과 태양이 대양에 미치는 기조력으로 말미암아 지구의 대양 표면이 오르내리는 일을 가리킨다. 조석은 바다와 삼각강 수체의 깊이 변화를 일으키며 조류를 만들어낸다. 특정 장소에서 바뀌는 이러한 조석은 지구 회전의 영향과 지역적인 수심측량에 따라, 지구 기준에서 태양과 달의 위치가 바뀌어 일어난다.

 

. 바닷물

바닷물은 평균 3.5%의 염분에 적은 양의 기타 물질을 포함한다. 바닷물의 물리적 속성은 민물과 비교하여 몇 가지 면에서 큰 차이가 있다. 더 낮은 온도 (-1.9°C)에서 얼고, 온도를 어는 점으로 낮추면 밀도가 올라간다. 일반적인 바다의 염도는 발트 해의 0.7% 정도에서 비롯하여 홍해의 4.0%에 이르기까지 다양하다.

 

 

□  삶에 미치는 영향

 

생물학적 관점에서 물은 다른 물질과 구별되는 점으로 생명의 증식에 없어서는 안 되는 수많은 특성을 지니고 있다. 유기 화합물이 궁극적으로 복제를 할 수 있게 하는 방식으로 반응할 수 있게 함으로써 이러한 역할을 수행한다. 알려진 모든 형태의 생명체들은 물에 의존한다. 물은 체내의 수많은 용질이 녹이는 용매일뿐 아니라 또 체내의 물질대사에 필수적인 부분이므로 중요하다고 할 수 있다.

 

물은 광합성과 호흡에 필수적이다. 광합성을 하는 세포는 태양 에너지를 이용하여 물의 수소를 산소에서 분리시킨다. 수소는 기체나 물에서 흡수한 CO2와 결합하여 포도당을 형성하고 산소를 내뱉는다. 살아있는 모든 세포들은 이러한 재료를 이용하고, 수소와 산소를 산화시켜 태양 에너지를 포획하며, 그 과정 가운데 물과 CO2를 다시 형성한다. (세포 호흡)

 

. 물 속 생활

 

. 해양 규조류

지표의 물에는 생물로 가득하다. 생물의 최초의 형태는 물에서 발생하였다. 거의 모든 물고기는 예외 없이 물 속에서 살며 돌고래, 고래와 같은 수많은 종류의 해양 포유류가 있다. 양서류와 같은 특정한 종류의 짐승들은 물과 땅을 오가며 산다. 켈프, 말과 같은 식물들은 물에서 자라며 일부 물속 생태계를 위한 기반으로 자리 잡혀 있다. 플랑크톤은 일반적으로 바다 먹이 사슬의 토대가 된다.

 

바다의 척추동물들은 살아남기 위하여 산소를 보유하여야 하며 보유 방법은 다양하다. 물고기는 허파가 아닌 아가미를 가지고 있으나 폐어와 같은 어떠한 종류의 물고기들은 아가미와 허파 둘 다 지니고 있다. 돌고래, 고래, 수달, 물개와 같은 해양 포유류들은 공기를 마시기 위하여 주기적으로 지표로 올라와야 한다. 일부 양서류들은 피부를 통하여 산소를 마실 수 있다.

 

. 음용수

사람의 몸은 체형에 따라 55%에서 78%의 물을 지닌다. 몸이 정상적으로 기능하려면 날마다 1~7리터의 물을 마시어야 탈수 현상을 막을 수 있다. 섭취하여야 하는 정확한 물의 양은 활동 수준, 온도, 습도 등의 요인에 따라 다를 수 있다. 대부분은 물을 직접 마시는 것보다 음식이나 음료수를 통하여 소화시켜 물을 흡수한다. 건강한 사람이 물을 얼만큼 섭취하여야 하는지에 대한 명백한 답은 없으나 날마다 6~7잔의 물 (거의 2리터)을 마시는 것이 최소한의 적절한 양이라는 것이 대부분의 옹호자들이 생각이다.

 

시베리아의 바이칼 호는 식수에 적합한 최대의 민물 원천이다. 이곳은 소금과 칼슘이 매우 적으므로 상당히 깨끗하다.

 

 

□  지구상의 수자원

 

구   분	면적 (천㎢)	총수량 (천㎦)	(%)
(a) 지표수 담 수 호 염 수 호          하 천	860 700	130 100 1.2	0.009 0.008 0.0001
(b) 지하수 토양수  지하수(800m이내)심층지하수	129,500	70 4,160 4,160	0.005 0.31 0.31
A. 육지상 총량 (a+b) B. 만년빙하 C. 대 기 층 D. 해 양	131,060 17,870 510,230 361,300	8,620 29,200 13 1,320,000	0.635 2.15 0.001 97.2
(총 계 (A~D))	-	1,357,000	100.0

 

 

. 우리나라의 강수량

 

우리 나라의 연평균 강수량(1,274mm)은 세계의 연평균 강수량(973mm)의 1.3배로 조금 풍부한 편이다. 그러나 비좁은 땅에 많은 사람들이 몰려 사는 까닭에 한 사람 몫으로 나누면 전세계 평균 양(34,000㎥)의 11분의 1에도 못 미치는 3천 톤 정도이다.

 

우리 국토(남한)에 1년간 떨어지는 총 강수량은 1,267억㎥이며, 이 중 45퍼센트인 570억㎥이 증발하거나 땅 속으로 스며들고, 55퍼센트인 697억㎥이 하천으로 흐른다. 그러나 이중에서도 467억㎥이 홍수로 한꺼번에 흘러가 버리고 평상시 강에 흐르는 물은 230억㎥에 불과하다.

 

 

 

□  물의 물리.화학적 특성과, 생체에서의 특성 

                                                                                                               (카페글 중에서 발췌)

물은 독특한 성질을 가지고 있는데, 그 중 가장 대표적인 것은 온도에 따른 비중의 변화가 일정하지 않다는 점이다. 물은 온도가 하강하면서 비중이 꾸준히 증가하다가  +4'c에서 최고 값을 가지고, 이를 지나면서 다시 비중이 줄어든다. 얼음이 되어 고체로 결정화되면 비중은 더욱 줄어든다. 고체인 얼음보다 액체인 물의 비중이 더 커서, 얼음은 고체인데도 불구하고 수면위로 떠오른다. 수면 위로 떠오른 물은 수면 위로 일종의 차단 막을 설치하여, 더 이상 수온이 내려가지 않도록 물의 열량 손실을 막아 준다. 이러한 작용으로 수중 생물은 추위로부터 안전하게 보호되는 것이다.

 

물은 화학적으로 분자량이 가장 작은 용매인데도 불구하고 어는점과 끓는점이 매우 높고, 천연 용매들 중에서 비중이 가장 크다. 물은 열을 흡수할 수 있는 능력이 최대인 용매로서, 비열이 매우 크다. 물의 비열은 온도에 따라서 변하는데, 물의 최저 비열점은 항온동물의 체온 즉, 혈액의 온도와 비슷한 37.5'C 이어서 의미하는 바가 크다. 인간 혈액의 90% 이상이 물이어서, 넓은 온도 변화를 극복하고 체온을 일정하게 유지할 수 있다. 물의 열 전도율은 다른 용매들에 비해서 대단히 높다. 그래서 물은 주변에서 발생하는 잉여 열을 효과적으로 흡수하고, 열이 필요한 경우에는 자신의 열을 주변에 제공한다. 물은 주변 의 온도를 일정하게 유지시켜 주는 열 완충제로 작용한다.

 

물의 표면장력과 점도는 일반적인 용매들에 비해서 대단히 높다. 물은 뛰어난 용매로서 모든 물질에 대한 상대적인 용해 능력이 최고다. 따라서 생명체에게 각종 영양분을 공급할 수 있는 가장 효과적인 용매로 작용할 수 있다. 물은 생체정보에 대한 수용 능력 및 저장능력이 최대이다. 따라서 물은 생체정보를 기억하는 일종의 마그네틱 테이프로 활용되는 것이다. 물은 알려진 용매들 중에서 극성(Polarity)이 가장 높은 극성용매이다.

 

. 물의 특성에서 비롯된 다양한 생명 현상들

 

다양성은 물 분자 자체의 구조적 특성에서 찾아볼 수 있다. 물 분자는 한 개의 산소 원자에 두 개의 수소원자가 약 104.5도의 각도를 이루고서 결합하고 있으며, 산소원자와 수소 원자의 전기 음성도 차이가 커서 전기적으로 극성을 띠고 있다. 그래서 오각형, 육각형 등과 같은 여러 가지 모양의 강력한 수소결합을 이룬다.

 

물 분자에서 수소결합의 세기는 10kcal/mol로서 분자들의 열 운동에너지의 약 10배에 달하는 큰 에너지이다. 이와 같은 강력한 수소결합이 상온에서는 완전하게 작용하지 않고 약 12%정도는 끊어져 있는 상태여서, 물의 유동성이 이상적으로 상승하는 성질이 발생한다. 물의 어는점(빙점), 끓는 점, 표면장력, 점도 등은 산소가 속한 다른 원자들인, 황(S) 규소 (Si) 게르마늄(Ge) 주석(Sn) 등에 비해서 상대적으로 높다고는 하지만, 물 분자의 강력한 수소 결합에너지를 고려하면 훨씬 더 높아야만 한다. 다시 말해서, 물의 점도는 글리세롤 보다 훨씬 높아야 한다. 그러나 물의 점도는 이론치 보다 그렇게 높지 않아 수중생물들이 물 속을 자유롭게 유영할 수 있다. 이러한 물의 특성은 물 분자가 단독으로 활동하는 것이 아니라 덩어리(cluster)를 이루고서 단체행동을 하기 때문이다.

 

. 물의 중요한 특성중의 하나는 물의 비열은 다른 무엇보다도 엄청나게 크다는 점이다.

 

물의 비열은 1cal/g(18cal/mo1)로 막연히 크다고 알고 있지만, 이 값은 물의 진동 에너지를 고려하면 (약 9ca1/mo1) 도저히 이해할 수 없는 특성이다. 현재로서는 물의 비열이 높은 이유는 수소결합에 필요한 에너지 때문이라고 설명하고 있다.

그렇지만 이유는 불명확하지만 물의 비열이 엄청나게 크기 때문에 생명체내에서 엔트로피가 증가하지 않도록 막아 주는 것은 분명하다. 열역학 제2법칙은 엔트로피의 증가의 법칙으로서 엔트로피가 증가하여 질서가 줄어들어서 이용할 에너지는 점점 줄어들 수밖에 없다고 한다. 그러나 지구는 육지와 바다로 나뉘어 있으며 육지(땅)와 바다(물)의 비열이 서로 다르기 때문에 태양열을 동시에 받더라도 획일적으로 일정하게 온도가 상승하지 않고 일정한 온도 차이가 발생하고, 이로 인하여 일정한 순환 과정이 가능하고 여기서 유용한 에너지가 생겨나고 일정한 질서가 생겨난다

 

또한, 대부분의 생명체는 주로 물로 구성되어 있어서 급격한 온도 변화에 대해서 비교적 신체상의 급격한 변화를 피할 수 있다. 실제로 생체 내의 어떤 특이한 물은 영하 80'C 이하의 차가운 온도에서도 얼지 않는 특이한 성질을 지니고 있다.

 

물은 강력한 수소결합에도 불구하고 점도가 낮고 유동성이 뛰어나다. 특히, 식물의 물 관을 따라 흐르는 물은 초유동성을 지니고 있다고 추정하는 과학자들이 많다. 즉, 식물의 물 관은 퇴화된 세포로 구성되어 있어서 세포로서의 생물학적 기능은 전혀 발휘할 수 없고 다만 셀룰로스 성분으로만 이루어져 있어서 물과 수소결합을 잘할 뿐이다. 물 관은 물을 가득 채운 채 한곳에 가두어 놓을 수는 없다.

 

물은 비열이 비정상적으로 크고 점도는 상대적으로 낮다는 이상한 특성을 지니고 있다. 이러한 특성은 초저온에서 존재하는 초유동체(액체헬륨)의 성질과도 유사한 면이 많다. 이는 마치 고온에서 초전도체가 가능하듯이, 물은 상온에 존재는 초유동 유체적 속성을 지니고 있음을 알 수 있다. 세포간의 정보전달은 생체광자(Bio-photon) 뿐만 아니라, 물을 통해서도 얼마든지 가능하다.

 

이처럼 자연의 순환과 생명의 현상을 유지하는 근본은 바로 물이 존재하기 때문이다. 이런 의미에서 물은 만물의 근원이라고 해도 과언이 아니다. 고대 그리스의 철학자 탈레스는 자연에 대한 이러한 이해를 바탕으로 만물의 근원은 물이라고 주장하였다. 너무나 비과학적이었던 이런 괴변들은 파동의 세계에서는 사실로 나타나고 있다.

 

 

 

 

■  물의 유전율(permittivity, 誘電率)

 전자기파 (마이크로파)의 영향

 

 

      물 분자는 산소와 수소가 약 104.5도의 각도로 불안전하게 결합되어 있으며, 네 가지의 운동을 하고 있다. 우선 수소원자는 각도를 변하는 “변각운동”, 좌우로 휘어지는 “병진운동”, 뱅뱅 돌아가는 “회전운동”을 행하며, 수소원자와 산소원자의 사이에서 양자의 거리를 줄였다 늘였다 하는 “신축운동”을 하고 있다. 이러한 복잡한 운동을 하는 가운데 물 분자의 에너지가 높아진다. 이 운동에너지가 열이 되어 외부로 방출하게 된다. 이것이 “자기발열”, “공진, 공명” 현상인 것이다.

 

인체 내에서도, 물 분자는 6~11㎛ 파장대의 원적외선이 공명 흡수되면 활발한 운동을 일으키게 된다.

 

(참고) 11㎛ 파장인 전자기파의 주파수 환산

 

주파수(F) = 상수(C) / 파장 (λ)

상수(C) = 3*10^8 m/s = 3*10^11 mm/s

파장 (λ) = 11 ㎛ = 11/10^3 mm / Cycle

주파수(F) = 3*10^11 /  (11/10^3) Hz (Cycle / Second)

         = 2.7273 * 10^13 Hz

         = 2.7273 * 10^4 * 10^9 Hz

         = 27,273 GHz

 

전자레인지의 원리는 Magnetron Tube 를 이용하여 2.45 GHz의 microwave를 발생시켜 물 분자를 공진 시켜 열을 발생 시키는 원리이다. 실제 수증기(물 분자)의 진동 주파수는 22.2 GHz와 184 GHz이지만, 처음 Microwave oven을 만들 때, 금속이 사방으로 막힌 한정된 내부공간에서 가능한 공진 주파수인 2.45 GHz가 현재까지 규격으로서 (ISM, Industrial, scientific and medical) 사용되는 것일 뿐이다.

 

어떤 물질을 규정하는 파라미터로서 유전율과 투자율이 있다.

 

유전율(permittivity, 誘電率)은 전기적인 성질을, 투자율(permeability)은 자기적인 성질을 나타내는 것인데, 유전율이 높으면 그 물질에 전기장이 제대로 전파하지 못하고 손실이 크게 된다. 전자파의 입장에서는 큰 유전율을 가지는 물체는 손실이 그만큼 크지만, 물질의 입장에서는 전자파를 흡수하여 열이나 기타 에너지로 사용할 수 있음을 의미한다. 물은 이러한 유전율이 매우 높다.

 

□  유전율

                                                                                                                            (위키백과)

유전율(permittivity, 誘電率) 또는 전매상수는 전하 사이에 전기장이 작용할 때, 그 전하 사이의 매질이 전기장에 미치는 영향을 나타내는 물리적 단위이다. 매질이 저장할 수 있는 전하량으로 볼 수도 있다. 같은 양의 물질이라도 유전율이 더 높으면 더 많은 전하를 저장할 수 있기 때문에, 유전율이 높을수록 전기장의 세기가 감소된다. 그래서 높은 유전율을 가진 물질을 축전기에 넣는 유전체로 사용하면, 축전기의 전기용량이 커지게 된다.

 

. 실온에서 여러 물질의 유전상수

 

. 진공 1 (진공상태를 1로 정의 할 때)

공기 1.00059

테플론 2.03

종이 3

고무 7

메탄올 30

증류수 80  (물)

티탄산바륨(BaTiO3) 1200

 

 

□ 유전체 흡수 과정

 

일반적으로 유전체가 전자기파의 에너지를 흡수하는 과정은 주파수에 따라 다양한 메커니즘으로 일어난다.

 

. 완화 효과 : 분자의 영구쌍극자와 유도쌍극자 성질에 관련되어 있다. 낮은 주파수에서 장이 충분히 느리게 변한다면 쌍극자들은 장이 변하기 전에 평형에 도달할 수 있다. 쌍극자가 장의 변화를 따라가지 못할 만큼 매질의 점성이 크다면, 장의 에너지는 흡수되어 손실된다. 쌍극자가 완화되는 이러한 메커니즘을 일컬어 "유전완화(dielectric relaxation)"라 하고, 이상적인 쌍극자의 경우 고전적인 디바이 완화(Debye relaxation) 과정으로 설명할 수 있다.

 

. 공명 효과 : 원자, 이온, 전자의 회전운동 혹은 진동운동으로 인해 발생한다. 이 과정은 각 운동의 해당 흡수 주파수 근처에서 나타난다.

 

 

□ 유전체의 양자역학적 해석

 

양자역학적으로 볼 때, 원자 혹은 분자간 미시적 상호작용은 여러 범위에 걸쳐 존재하며, 이 상호작용들은 우리가 유전율이라 부르는 거시적 거동으로 나타나게 된다. 극성 유전체 매질 속에 있는 분자들에 저주파 전자기파를 가하면 분자들은 장의 움직임에 따라 주기적으로 회전하게 된다.

 

예를 들어 마이크로파 영역에서는 물 분자가 주기적으로 회전하게 되는데, 이로 인해 물 분자간 수소결합이 깨지게 된다. 결국 전자기장은 수소결합에 대해 일을 해준 셈이고 이 에너지는 열의 형태로 물질 속에 흡수된다. 이것이 전자레인지가 물을 포함하고 있는 물질을 가열하는 원리다. 물의 경우 마이크로파 영역과 원자외선 영역에서 전자기파를 강하게 흡수한다.

 

자외선 이상의 고주파 영역에서는 주파수가 너무 커서 분자들이 흡수하지 못하고 대신 원자들이 흡수하게 된다. 이렇게 흡수된 에너지는 원자 내 전자를 여기 시키는 데 사용된다. 플라즈마 주파수 영역에서는 전자들이 완전히 이온화되고 따라서 전도성을 보이게 된다.

 

중간 주파수 영역의 에너지는 전자에 이용되기에는 너무 작고 회전운동에 이용되기에는 너무 크다. 이 에너지는 분자의 진동운동 형태로 흡수된다. 물의 경우 이 영역이 파란색 영역에 해당하는데 여기서 흡수율이 급격히 떨어지게 된다. 즉 파란 빛은 물에 잘 흡수되지 않고 반사되는 것이다. 바로 이 이유 때문에 바다가 파랗게 보이는 것이며, 눈과 같이 신체 내에서 물을 포함하고 있는 기관들이 직사광선에 의해 손상 받지 않게 된다.

 

 

 

 

■  물 분자와 원자 구성을 생각하며

 

 

물의 분자식은 H2O 이다.  물 분자를 구성하는 원소인 수소와 산소도 이 원소를 구성하는 기본물질 간 소립자 물리학의 보이지 않는 작용 반작용의 힘이 작용하고 있다.

 

 그 상호간의 힘이 서로 작용하고 있음을 시각적으로 알 수 있는 것이 이 눈의 결정체를 통해서 짐작 할 수 있는 것이다. 물이 어는 점, 즉 액체와 고체의 상변이 순간, 보이지 않는 힘이 일정한 각도와 크기로 작용하고 있음을 눈결정체 사진을 통하여 어림 짐작 할 수 있는 것이다.

 

전자, 양자, 중성자, 페르미온, 뮤온, 쿼크, 타우온 등으로 이루어 진 입자 중에 글루온, 포톤, 보존, 중력자 등이 작용하여 상호작용 하는 힘 즉, 강한, 약한, 전자, 중력 등의 상호작용으로 원소 자체의 결합력도 생기며,  분자를 이루는 결합력도 생기고, 눈결정체처럼 상변이(相變異)의 순간 일정한 각도, 일정한 형제를 구성하게 하는 상호작용 힘도 발생한다고 한다. 지구나 달의 중력이나, 인력처럼 물체의 중력도 중력자라고 하는 물체 자체가 가지고 있는 힘의 특성에 의해서 발생 된다고 한다.

 

만일 그 중력자를 키우거나, 줄일 수 있도록 컨트롤 할 수 있다면, 중력을 더 키울 수도, 줄일 수도 있게 되고 무중력 상태 또는 역의 중력 상태 (밀어주기)도 가능하게 된다고 상상해 본다. 그리만 할 수 있다면, 이 세상의 각종 물리현상을 뒤 바뀔 수도 있지 않을까? 하는 공상도 가져 본다.

 

원소 내의 상호 작용하는 힘의 본질은 과연 무엇일까?

 

      한 알갱이의 모래 속에서 세계를 보며

      한 송이 들꽃 속에서 우주를 본다.

      그대 손바닥 안에 무한을 쥐고

      한 순간 속에 영원을 담아라.

 "순수의 전조(Auguries of Innocence)”

                             by William Blake (영국시인, 1757-1826)

 

산소와 수소로 이루어 진 물 분자의 고화 상변이(相變異) 때 보여 주는

얼음의 6각 형상 특징처럼,

동식물 세계에서 각 종별로 갖게 되는 형상의 특징들도

그 구성 원소의 물리적 특성에서 오는 상호작용력에 따라

구조나 형상의 배열, 질감이나 색상 따위들이 제 각기의 특성을 결정 짖게 되는 것이 아닐까?

 

. 민들레의 노랑 꽃잎, 톱날 같은 잎새의 모양,

       바람에 흩날리는 솜털 같은 홀씨

. 호랑나비 날개의 화려한 색상과 고운 무늬

. 얼룩말 털의 얼룩무늬

. 규조류 세포의 정교하고 다양한 피각 구조

. 조개며 소라 껍질의 정형화된 아름다운 문양

. 오징어 문어 낙지 같은 연체동물의 질감이며 형상

. 사람의 양 손발의 스무 개 손발가락, 눈.코.입을 둔 머리형상 ……