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눈은 왜 하얗게 보일까? 눈이 하얗게 보이는 것은 눈 결정 하나하나가 투명한 얼음인데도 수없이 많은 결정이 쌓이면서 빛을 모든 방향으로 흩어 버리기 때문이다. 얼음 한 조각을 들어 보면 유리처럼 맑고 색이 없다. 그런데 눈은 그 투명한 얼음이 아주 작은 결정으로 부서져 공기와 뒤섞여 쌓인 것이라, 빛이 결정 표면을 만날 때마다 조금씩 꺾이고 반사되면서 수천 번 방향을 바꾼다. 햇빛은 빨강부터 보라까지 모든 색이 섞여 있다. 눈 결정은 특정 색만 흡수하지 않고 모든 색의 빛을 거의 똑같이 반사하기 때문에 섞인 빛이 그대로 눈 밖으로 튀어나오고, 모든 색이 섞인 빛을 우리 눈은 흰색으로 본다. 설탕이나 소금 결정 하나는 투명한데 가루로 모아 놓으면 하얗게 보이는 것, 맑은 유리를 잘게 부수면 하얀 가루가 되는 것도 모두 같은 이유다.. 더보기
고슴도치 가시는 어떻게 만들어질까? 고슴도치는 위협을 느끼면 몸을 공처럼 말아 가시만 밖으로 내놓는다. 다 자란 고슴도치 등에는 5,000개에서 7,000개의 가시가 나 있는데, 이 가시는 고슴도치가 태어나면서부터 갖고 나온다. 가시는 뼈도 아니고 따로 달린 무기도 아니다. 털이 변한 것이다. 고슴도치 가시는 케라틴이라는 단백질로 되어 있다. 사람의 머리카락과 손톱을 만드는 성분과 같다. 보통 털은 가늘고 속이 차 있지만 고슴도치 가시는 지름 1mm, 길이 2cm 정도로 굵고 속이 비어 있으며, 안쪽에 얇은 칸막이들이 가로로 질러 있어 가볍고 잘 부러지지 않는다. 가시 끝은 뾰족하지만 호저의 가시처럼 미늘이 없어서 적의 몸에 박혀 빠지지는 않고, 만지면 따끔한 정도다. 가시가 자라는 곳은 피부 속 털주머니다. 일반 털이 자라는 것과 똑같은.. 더보기
바닷물은 왜 쉬지 않고 흐를까? 바닷물이 쉬지 않고 흐르는 것은 바람이 표면을 밀고, 물의 온도와 염분 차이가 깊은 곳의 물을 가라앉히거나 떠오르게 하기 때문이다. 표면의 해류는 지구를 도는 무역풍과 편서풍이 물을 밀어 생기고, 깊은 바다의 흐름은 극지방에서 차갑고 짠 물이 무거워져 가라앉으면서 시작된다. 두 흐름이 이어져 전 세계 바다를 한 바퀴 도는 데 1,000년 가까이 걸리는 거대한 순환이 만들어진다. 표면 해류의 방향은 지구 자전이 정한다. 바람에 밀린 물은 북반구에서는 오른쪽, 남반구에서는 왼쪽으로 휘는데 이것이 코리올리 효과다. 그래서 북태평양과 북대서양의 해류는 시계 방향으로, 남반구는 반시계 방향으로 큰 원을 그리며 돌고, 이 원의 서쪽 가장자리에서 물이 몰려 쿠로시오 해류나 멕시코만류 같은 빠르고 따뜻한 해류가 된다... 더보기
고래는 어떻게 숨을 참고 오래 잠수할까? 향유고래는 한 번 숨을 쉬고 2,000m 깊이까지 내려가 한 시간 넘게 머무는데, 이것이 가능한 이유는 폐에 공기를 많이 담아서가 아니라 산소를 근육과 피에 저장하고 쓰는 양을 극단적으로 줄이기 때문이다. 고래의 폐는 몸집에 비해 사람보다 작고, 깊이 잠수할 때는 수압에 눌려 아예 찌부러진다. 대신 근육 속 미오글로빈이라는 단백질이 사람의 10배나 되어 근육 자체가 산소 탱크 노릇을 한다. 잠수하는 순간 고래의 몸은 절약 모드로 바뀐다. 심장 박동이 1분에 서너 번으로 떨어지고 피가 뇌와 심장으로만 흐르도록 다른 곳의 혈관이 좁아진다. 꼬리를 젓는 근육은 피가 거의 안 와도 저장된 미오글로빈의 산소로 움직이고, 그것마저 떨어지면 산소 없이 에너지를 만드는 방식으로 버틴다. 사람이 그렇게 하면 젖산이 쌓여.. 더보기
악어는 왜 입을 벌리고 가만히 있을까? 동물원이나 다큐멘터리에서 악어는 물가에 엎드려 입을 쩍 벌린 채 한참을 가만히 있다. 먹이를 기다리거나 위협하는 것처럼 보이지만 사실 악어가 입을 벌리고 있는 것은 더워진 몸을 식히기 위해서다. 악어는 땀샘이 없어 땀을 흘리지 못하므로 입 안의 축축한 점막을 공기에 내놓아 물이 증발하는 힘으로 머리의 열을 내보낸다. 악어는 스스로 체온을 만들지 못하는 변온동물이라 햇볕을 쬐어 몸을 데우고 물에 들어가 식히며 체온을 30도에서 33도 사이로 맞춘다. 아침에는 등을 햇볕에 대고 몸을 데우는데, 몸통은 두꺼운 비늘과 갑옷 같은 피부로 덮여 열이 잘 빠지지 않는다. 가장 빨리 식힐 수 있는 곳이 입 안이라, 뇌가 있는 머리가 너무 뜨거워지기 전에 입을 벌려 그 부분만 먼저 식히는 것이다. 입을 벌리면 혀와 입천.. 더보기
신기루는 왜 생길까? 한여름 뜨거운 고속도로 저 앞에 물이 고인 것처럼 반짝이는데 다가가면 사라지고 또 저 앞에 생긴다. 사막에서 오아시스가 보이는 것도 같은 현상이다. 신기루는 뜨겁게 달궈진 땅 바로 위 공기층이 그 위 공기보다 훨씬 뜨겁고 가벼워져서, 하늘에서 비스듬히 내려오던 빛이 이 층에서 위로 휘어 올라오기 때문에 생긴다. 눈은 휘어진 빛을 땅에서 올라온 것으로 착각해 하늘의 모습이 땅에 비친 것처럼 본다. 빛은 밀도가 다른 공기를 지날 때 방향이 꺾인다. 뜨거운 공기는 밀도가 낮아 빛이 빠르게 지나가고 찬 공기는 밀도가 높아 느리게 지나가는데, 빛은 느린 쪽에서 빠른 쪽으로 비스듬히 들어가면 더 눕는 방향으로 꺾인다. 땅 바로 위 몇 센티미터의 공기가 50도를 넘으면 그 위 공기와 밀도 차가 커져서, 하늘에서 내려.. 더보기
빙하는 왜 파랗게 보일까? 냉동실 얼음은 투명하거나 하얀데 사진 속 빙하와 빙산은 속이 짙은 파란빛을 띤다. 빙하가 파랗게 보이는 것은 수백 년 동안 눌려 공기 방울이 빠져나간 두껍고 맑은 얼음이 붉은빛을 조금씩 흡수하고 파란빛만 남겨 돌려보내기 때문이다. 바다가 파란 것과 같은 원리인데, 얼음이 아주 두껍고 순수해야만 그 색이 드러난다. 물과 얼음은 빛의 색 중 파장이 긴 붉은빛과 노란빛을 아주 조금씩 흡수한다. 컵 속 얼음처럼 얇을 때는 흡수량이 너무 적어 티가 안 나지만, 빛이 얼음 속을 몇 미터 지나면 붉은빛은 거의 사라지고 파란빛만 남는다. 그 파란빛이 얼음 안쪽에서 흩어져 나오면서 우리 눈에 푸른색으로 들어온다. 두꺼울수록 더 진한 파랑이 되는 이유다. 그런데 두껍기만 해서는 안 된다. 눈이 쌓여 만들어진 얼음에는 공기.. 더보기
포도 껍질에 묻은 하얀 가루는 농약일까? 포도를 사 오면 껍질이 하얀 가루로 뽀얗게 덮여 있어 농약이 아닌가 싶어 박박 씻게 된다. 이 가루는 농약이 아니라 포도가 스스로 만들어 껍질에 내보낸 천연 왁스층으로, 과분이라고 부른다. 수분이 날아가는 것을 막고 비와 세균, 벌레로부터 열매를 지키려고 포도가 두른 보호막이라 오히려 신선하다는 표시다. 과분은 식물의 잎과 열매 표면에 생기는 큐티클 왁스의 한 종류다. 포도뿐 아니라 블루베리, 자두, 사과, 오이 껍질에도 있고, 블루베리의 뽀얀 빛과 사과를 문지르면 반짝이는 윤기가 모두 이 왁스다. 눈에 안 보일 만큼 작은 왁스 결정이 빽빽이 서 있어 빛을 흩어 하얗게 보이고, 손으로 문지르면 결정이 눌려 투명해지며 포도 본래 색이 드러난다. 포도에게 이 층은 수분 저장고를 지키는 뚜껑이다. 햇볕과 바람.. 더보기

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