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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
맨홀 뚜껑은 왜 둥글까? 길을 걷다 보면 발밑의 맨홀 뚜껑은 하나같이 둥글다. 사각형이면 만들기도 쉽고 구멍도 네모로 파면 될 텐데 굳이 원형인 것은, 둥근 뚜껑은 어떻게 돌려도 구멍 안으로 빠질 수 없기 때문이다. 사각 뚜껑은 비스듬히 세우면 대각선 길이가 변의 길이보다 길어서 구멍으로 떨어질 수 있지만, 원은 어느 방향으로 재도 지름이 같아 절대 구멍을 통과하지 못한다. 맨홀 아래는 사람이 들어가 작업하는 공간이고 깊이가 몇 미터에 이른다. 무게 수십 킬로그램인 주철 뚜껑이 작업 중 구멍으로 떨어지면 아래 사람이 크게 다치므로, 뚜껑이 구멍에 빠질 가능성 자체를 없애는 것이 가장 중요한 설계 조건이다. 정사각형 뚜껑은 대각선이 변보다 약 1.4배 길어서 돌려 세우면 그대로 빠지고, 직사각형은 더 쉽게 빠진다. 원형은 다른 장.. 더보기
바닷물은 왜 짤까? 바닷물을 한 모금 삼키면 짜다 못해 쓰다. 강물은 밍밍한데 바다만 짠 것은 수십억 년 동안 비가 땅의 바위를 조금씩 녹여 소금 성분을 강으로 실어 바다에 쏟아부었고, 바다에서는 물만 증발해 하늘로 돌아가고 소금은 남아 계속 쌓였기 때문이다. 빗물은 공기 중 이산화탄소를 머금어 약한 산성을 띤다. 이 물이 땅에 떨어져 바위를 지나면서 나트륨과 염소, 칼슘, 마그네슘 같은 성분을 아주 조금씩 녹여 내고, 그 물이 강이 되어 바다로 흘러든다. 강물도 사실 아주 옅게 짜지만 농도가 낮아 혀로는 못 느낄 뿐이고, 해마다 수십억 톤의 소금이 이렇게 바다로 들어간다. 바다에 들어온 소금은 나갈 길이 거의 없다. 햇빛이 바닷물을 증발시켜 구름이 되고 비가 되어 다시 땅으로 돌아가지만, 증발할 때 소금은 함께 날아가지 .. 더보기
지하철 창밖은 왜 낮에도 까맣게 보일까? 지하철을 타고 창밖을 보면 대낮에도 터널 벽은 안 보이고 새까만 유리에 내 얼굴만 비친다. 밖의 터널이 어두운 데 비해 객차 안은 조명으로 밝아서, 유리가 밖을 보여 주는 창이 아니라 안을 되비추는 거울처럼 작동하기 때문이다. 유리는 빛을 대부분 통과시키지만 일부는 표면에서 반사한다. 양쪽 밝기가 비슷하면 통과해 들어오는 바깥 빛이 반사되는 안쪽 빛보다 훨씬 강해 밖이 보이지만, 바깥이 캄캄하면 들어올 빛이 거의 없고 반사된 안쪽 빛만 눈에 들어와 유리가 검은 거울이 된다. 밤에 불 켠 방 창문이 거울처럼 되는 것도 같은 이유다. 유리 한 장은 닿는 빛의 팔 퍼센트쯤을 반사하는데, 어두운 쪽에서는 그 팔 퍼센트가 눈에 들어오는 빛의 전부가 된다. 그래서 지하철 창에는 객차 안 승객과 조명, 광고판이 또렷.. 더보기
손톱은 왜 발톱보다 빨리 자랄까? 손톱은 두어 주만 지나도 깎아야 하는데 발톱은 한 달이 넘어도 그대로인 것 같다. 실제로 손톱은 한 달에 3밀리미터쯤 자라지만 발톱은 그 절반도 안 되는 1밀리미터 남짓 자란다. 손은 몸에서 늘 움직이고 피가 잘 돌며 자극을 많이 받는 곳이라 손톱 뿌리에 영양과 신호가 풍부하게 가기 때문이다. 손톱과 발톱은 뿌리 쪽 피부 아래에서 새 세포가 만들어져 앞으로 밀려 나오며 자란다. 이 뿌리가 얼마나 활발히 일하느냐는 피가 얼마나 잘 도느냐에 달려 있는데, 손은 심장에 가깝고 하루 종일 쓰이니 혈액 공급이 넉넉하고, 발은 심장에서 멀고 신발 속에 갇혀 있어 상대적으로 피가 덜 돈다. 자극도 성장을 부추긴다. 손끝은 물건을 잡고 두드리며 끊임없이 자극을 받는데, 이런 자극이 손톱 뿌리의 세포 활동을 촉진한다고 .. 더보기

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