물질의 세계 - 에드 콘웨이 ⸻ II

 

미니 콜라캔의 용량은 222g으로 체중이 50kg인 사람 몸에는 약 200g의 나트륨이 존재한다. 소금은 물과 만나 나트륨 이온과 염소 이온으로 전리되어 우리의 근육과 신경활동에 중요한 작용을 한다. 육식을 하지 않는 짐승들도 본능적으로 돌이나 흙을 빨아서 필요한 소금과 미네랄을 보충하는데, 이러한 나트륨은 소화 및 신진대사에 매우 중요한 역할을 하고 있다. ‹흥미로운 점이 있다면 알파Alpha 야수들은 사냥 후 뜨거운 내장을 차지하는데, 이 과정에서 소화되지 못한 초식동물의 음식물을 섭취하게 된다.› 남은 고기나 야채를 오래 보관하기 위한 방법으로 소금 염장이 사용되는데, 음식물을 염장할 경우 삼투현상으로 인해 음식물 속 수분이 모두 빠져나가 세포들이 죽어 버리기 때문에 부식하지 않는 음식물을 오래 보관할 수 있다. 그렇다고 소금으로 식재료만 보관하는 것은 아니다. 가스나 포집된 이산화탄소, 또는 태양에너지와 풍력에너지, 그리고 수소 같은 연료들을 보관하기도 한다. 그렇다면 나머지 소금은 어디에 쓰이는 것일까. 몇세기 전만해도 상류층의 식탁 위 풍요와 허세의 상징이였던 식염Pure Dried Vacuum Salt 외에도 오늘날 소금은 화학 산업과 제약 산업에 큰 기반을 이루고 있다. 클로르알칼리Chlor Alkali 공정으로 소금물은 수소 가스와 수산화나트륨으로 나뉘고, 우리가 사용하는 비누와 세정제를 만드는데 이용되고 있다. 차아염소산염hypochlorite, 즉 표백제와 정수 시설을 위해 염소와 수산화나트륨이, 그리고 종이와 유리를 만들 때 소다회Soda Ash, 즉 탄산나트륨이 사용된다. 이제 곧 눈발이 날리는 혹독한 겨울이 올 것이고, 우리는 출퇴근과 각가지 쇼핑을 즐기기 위해 도로 위에 상당량의 소금을 뿌려야 할 것이다. 전쟁을 치르기 위해, 도로나 철로를 건설하기 위해 굴을 파는 경우 화약의 도움은 필수이므로 질산칼륨saltpetre과 유황과 목탄 가루가 이에 사용되지만, 한편 질산칼륨은 식물을 건강하고 빠르게 자라나게 만들어 주기도 한다. 소금을 본능적으로 알맞게 섭취하는 짐승들wildlife과는 다르게 그 어떤 유인원보다 더 ¨각성¨된 우리는 저염식으로 고혈압을 고치려고 노력하지만, 부족한 소금은 빈혈을 초래하거나 신진대사를 억제하는 ¨망각¨상태에 빠지게 만들기도 한다. 그렇다고 소금을 과다섭취할 경우 색다른 ¨미각¨을 위해 ¨각성¨한 우리는 비만, 뇌졸중, 심장질환, 그리고 위암이나 골다공증 등의 ¨망각¨을 부르는 질환을 얻을 수 있다. 썩은 고기나 소변에서만 검출되던 질산칼륨은 인도의 향신료에 매료된 영국이 갠지스강 진흙에서 이것을 우연히 발견하게 되면서 향신료 전쟁에 이어 소금 전쟁을 부추겨 결국 월급Salary을 못받는 군중과 간디의 소금행진을 초래했고, 질산염, 요오드산염, 황산염, 염화물의 염류가 들어 있는 칼리치caliche가 우연히 페루에서 발견되면서 다이너마이트의 기초인 질산과 니트로글리세린nitroglycerine가 추출되기 시작됐다. 작금의 시대 식탁 위 ‘소금과 후추’는 이제 누구에게나 당연스레 여겨지는 기본적인 식재료이다. 수성이나 화성이나 태양계 소행성 세레스Ceres에 소금이 있거나 존재했을지도 모른다는 연구결과가 있지만 아직 확실한 증거는 없다. 생명에게 소금의 존재는 각별함을 떠나 필수적인 물질이기 때문이다. 

 

‘Drink Me! Try Me!’ 우리는 이상한 나라의 앨리스 마냥 호기심으로 시작해 먹고, 마시고, 커지고 작아지기를 반복한다. ‘Do Not Drink! Do Not Eat!’ 우리는 다시 사과를 먹고, 주스를 마시고, 커지고 작아지기를 반복하지만 고해하지 않으므로 짜디짠 눈물이 흐르지 않는다.    

 

우리는 아이언 맨Iron Man이다. 우리의 신체에 흐르는 적혈구 속에 철이 섞여있기 때문이다. 철도 소금과 같아서 사고로 피를 많이 흘리거나 헌혈 뒤 종종 발생하는 빈혈을 방지하기 위해 붉은 육류, 콩류, 달걀, 견과류, 또는 뽀빠이Popeye처럼 비타민과 철분이 풍부한 시금치를 적당히 섭취해 주어야 한다. 반대로 과다 철분은 체내에 축척되어 심장이나 간을 손상시키고, 인슐린을 만드는 세포를 파괴시켜 당뇨병으로, 혹 뇌하수체에 쌓여 생식기능 저하나 불임을 부를 수 있다. 철은 금속의 꽃이다. 거의 모든 도구, 장비, 그리고 건축물에 사용되기 때문이다. 철에도 주철cast iron과 선철pig iron이 있는데, 탄소함량이 많을 수록 격자 구조가 불완전해서 쉽게 구부러지거나 쉽게 부서진다. 그래서 영화 속 철을 단련하는 장인은 쉴새없이 철을 두드려 원자들 사이의 탄소를 제거하며 더욱 더 단단한 강철을 만들어 내고자 노력한다. 파이프 같은 극연강은 탄소 함류량이 0.12% 이하고, 강철봉이나 강판 같은 연강은 0.12~0.3%, 볼트나 이음쇠 같은 반경강은 0.3~0.4%, 피아노선 같은 경강은 0.4~0.6%, 그리고 면도날 같은 탄소 공구강은 0.6~1.6%의 탄소가 들어있다. 그래서 초미세 현미경으로 사용한 면도날을 관찰하면 피지와 면도거품, 그리고 아이언 맨의 거칠은 수염 등으로 인해 쉽게 손상된 칼날을 확인할 수 있다. 쉽게 말해 순철은 탄소함유량이 0.02% 이하의 철이고, 연철은 0.1%, 강철은 0.1~1.7%, 주철은 1.7~4.5%, 그리고 무쇠는 1.7~7.0%를 의미한다. 에펠탑은 강철보다 훨씬 느리게 녹는다는 이유로 연철이 사용됐으나 더 높고 더 긴 교량, 또한 즐비한 마천루로 도시의 멋진 경관을 형성하기 위해 엔지니어들은 이제 부식에 강한 강철을 흔히 사용한다. 슈퍼맨을 Man of Steel(합금: Alloy Steel)이라고 하는데, 아마도 철광석에서 나온 ‘철의 경도나 강도’(¨아름다움¨)가 약해 탄소, 망간, 실리콘, 니켈, 티타늄, 구리, 그리고 크롬과 같은 원소들을 섞기 때문이 아닐까 싶다. 우리가 착각하는 것 중 하나가 바로 온실가스의 주원인이 오직 교통수단에만 있다고 단정하는 것이다. 공실률이 높은 건축물을 지어올려 실업률과 증시로부터 선방하기 위해 생산하는 시멘트가 항공업보다 더 많은 이산화탄소를 배출하고, 강철 생산 과정에서 나오는 온실가스가 전체의 약 7~8%를 차지한다. 선진국 개인이 사용하는 평균 강철 소비량이 15톤인데, 만약 5~7톤 정도를 사용하던 후발주자 국가들이 편리와 번영을 위해 탈탄소를 거부한다면 앞으로 그 양은 현재의 2배, 어쩌면 3배로 치솟을지도 모르는 일이다. 

 

“철의 이야기는 최초의 용광로가 생기기 훨씬 전에 이미 시작되었다. 투탕카멘 무덤에서 멋진 유리풍뎅이가 발견되었을 때 그 옆에는 단검이 놓여 있었다. 온통 보석으로 휘감긴 화려한 황금 손잡이가 달려 있는 단검이었다. 그러나 화려한 귀금속보다 더 귀중한 것은 칼날이었다. 단검의 철제 칼날은 3,000년 세월이 무색하게 전혀 녹슬지 않았다. 이 칼날을 만든 금속은 원래 유성의 일부였다. 철, 니켈, 코발트의 천연 합금이 우주에서 벼려지고 하늘에서 떨어진 결과물이었다. 투탕카멘 목걸이의 노란색 유리풍뎅이와 마찬가지로, 이 금속도 사하라 사막의 사구에서 발견되었을 것이다.”