물질의 세계 - 에드 콘웨이 ⸻ IV

“과학자들이 오존층에서 구멍을 발견하고 그 원인인 프레온가스의 대체재를 개발하기까지는 그리 오랜 시간이 걸리지 않았다. 그러나 석유와 가스는 그 본질상 대체가 어려운 편이다. 석유와 가스는 완벽에 가까운 에너지원이며, 대부분의 제조품에 원료로 들어가기 때문이다. 석유와 가스로부터 벗어나려면, 선의와 탄소 중립 목표 이상의 노력이 필요하다.” 

석유와 가스라는 물질은 원생동물Protozoa과 같은 생명체로부터 만들어졌다. 흥미롭게도 지구온난화로 인해 1억 년 전 대기 중 이산화탄소 농도가 높아지면서 플랑크톤의 개체수가 급격히 증가하였고, 이와같은 동물성 플랑크톤과 해조류 등의 유기물들이 쌓여 가열과 압축과정을 거친 후 결과물인 근원암층을 이루기 시작한 것이다. 하지만 석유와 가스가 스며들어 대규모 연료층을 형성하기 위해서는 저류암층이라는 공간이 있어야 하고, 이러한 조건을 충족시키는 곳이 바로 전 세계 석유 매장량의 절반과 가스의 40%가 자리한 페르시아만이다. 석탄보다 오염이 덜한 천연가스는 단단한 셰일Shale로 된 근원암층에 자리하기 때문에 기존의 수직시추vertical drilling로는 불가능하고, 개발된지 얼마되지 않은 수압파쇄hydraulic fracturing와 수평시추horizontal drilling라는 새로운 기술을 접목해야만 가능하다. 지구의 나이가 46억 년이라고 치면, 거대충돌 가설로 달이 생성된 시기가 바로 44억 년 전이다. 미토콘드리아와 엽록체같은 생명체가 우연히 발생한 시기는 원생누대로 약 25억년~5억 4200만년 전이다. 그리고 우리가 현재 사용하고 있는 화석연료는 약 2.51억년~6000만년 전에 살았던 생명체들로부터 얻어낸 것이다. 이 시기가 바로 쥬라기 공원에 등장하는 공룡들이 지구를 누볐던 트라이아스기, 쥬라기, 그리고 백악기이다. 백악기 때 지구의 이산화탄소 농도가 1120~1680ppm에 달했고, 현 추세라면 425ppm에 달하는 인류의 이산화탄소 농도는 300년 안에 백악기 시기와 비슷한 1000ppm에 이르를 것이다. 소행성 충돌, 혹 빙하기로 공룡이 멸종된 후 신생대가 되고 나서야 포유류와 조류 등이 지구상에서 활기를 띠었고, 600만년 전에서야 아프리카 유인원이 이족보행을 시작하게 되었다. 그 후 150만년 전에 등장한 호모 에렉투스가 불을 다루기 시작했고, 20만년 전부터 현인류와 같은 호모 사피엔스가 만물의 영장 자리를 차지하게 된 것이다. 19세기에 들어서야 에너지 밀도가 낮은 향유고래기름이나 목탄, 그리고 석탄이 산업혁명에 불을 지폈고, 화석연료의 출현과 동시 평등과 편리를 부르짖는 인류의 운명에 헨리 포드와 니콜라 테슬라, 그리고 토머스 에디슨의 삼각관계 결론이 문명에 거대한 하나의 획을 그었다.

‹만약 에디슨이 테슬라의 교류 시스템을 찬성하고 포드의 내연기관 엔진에 반대했더라면 인류의 운명은 크게 뒤바뀌였을 것이 분명하다. 에디슨이 직류를 원했던 이유는 안정성 때문이였고, 테슬라가 교류를 주장한 이유는 경제적이였기 때문이다. 결국 에디슨의 직류는 현재 전기차의 베터리에 사용되고 있으며, 테슬라의 교류는 엔진처럼 자동차를 움직이는 전기모터에 사용되어 포드의 내연기관 엔진은 차츰 설 자리를 잃고 오늘도 빛을 바래가는 중이다.›

그렇다면 혹자는 설계자가 미래에 등장할 지적생명체를 위해 석유와 가스를 디자인했을까,라는 질문과 함께 추가적으로 궁금한 점들을 머리속에 떠올릴 것이다. 그리고 부담스럽게도 현인류가 석유와 가스를 모두 써버린다면 지구를 살아갈 다음 지적생명체는 과연 무엇을 쓴다는 말인가,라고 토로할 수도 있다. 그러나 인류는 곧 100억명을 쉽게 돌파할 것이고, 탄소의 증가는 날날이 높은 추세를 보이고 있다. 또한 이상기후현상은 현재 지구촌 곳곳에서 끊임없이 발생하고 있으며, 인류가 화석연료를 많이 쓸수록 플랑크톤은 곧 공룡이 존재하던 1억 년 전으로 회복될 것이다. 인위적으로 높아진 이산화탄소로 바다와 호수에 사는 플랑크톤은 증가하게 되고, 바닥으로 가라앉은 원생동물과 플랑크톤은 공기가 차단된 상태로 퇴적물과 함께 오랜시간 가열과 압축을 거쳐 다시 유기물질인 케로젠을 만들어낼 것이다. 46억 살인 지구에게 해양동물이 육지로 올라오는 시간은 고작 유년기에 불과한 8.4%, 즉 3억 9000만 년이다. 그동안 가이아에 새로운 대륙판이 짜지고, 그리하여 대규모 화산활동이 전지구적으로 발생한다면 하늘을 가리는 화산재 때문에 새로운 빙하기가 찾아올 가능성도 배제할 수 없다. 운이 좋다면 새로운 지적생명체는 지금으로부터 약 3억 8850만 년 후에 등장해 화석이 되어버린 현인류의 정보들을 운좋게 찾아내 열심히 연구해 볼 것이다. 그에 앞서 포유류는 공룡같은 거대한 동물과의 경쟁에서 살아남아야 한다. 물론 높은 이산화탄소 때문에 광합성량은 무척 높을 것이고, 거대해진 식물들의 성장 속도는 매우 빠를 것이다. 대신 영양가가 적고 이미 오래전 번식된 곤충들의 습성을 기억하는 스마트한 식물들로 인해 우리가 알던 공룡보다 더 거대한 몸집을 가진 초식공룡들과 그들을 잡아먹는 육식공룡들이 대륙을 활보할지는 모른다. 그리고 새롭게 등장한 지적생명체는 다시 새로이 형성된 땅에서 오래전 실패한 현인류보다 더 혹독하게 전보다 훨씬 똑똑한 식물과 싸우며 운좋게 화석연료를 쓰지 않고 SMR 원자로를 개발해 낼지는 모른다. 현인류가 전쟁과 같은 폭력성을 배운 개기가 바로 사냥 때문인데, 단백질, 칼슘, 엽산, 비타민, 그리고 철분은 식물에서도 충분히 얻을 수 있지만, 지방을 비축해야하는 신체구조와 과학지식이 전무한 수렵채집인이 과거와 비슷한 상황을 답습해야 한다면 쉽게 구할 수 있는 육식은 아마도 불가피할 것이다. 만약 현인류의 낙오를 거울삼아 새로 등장한 지적생명체가 가인Cain and Abel의 실수를 번복하지 않는다면, 저주에서 벗어난 그들은 쉽게 풍년을 맞이하여 설계자가 건네는 가죽옷을 입지 않아도 될 상황을 맞이할 것이다. 그렇다면 에너지 밀도가 높고 완벽한 에너지원인 석유와 가스는 인류가 훗날 천천히, 그리고 조금씩 사용해야 했던 것인지도 모른다. ‘한 알의 모래 알갱이 속에서 우주를 보는 일’에 백년이상을 써버린 인류의 잘못인가, ‹e.g. 1990년 모래에서 추출된 유리를 사용해 만든 허블 우주망원경› 아니면 윌리엄 블레이크 같은 시인들이 다이아나 팬톤의 Fly Me To The Moon 가사처럼 쉬운 것을 너무 추상적인 단어와 은유적 표현들로 어렵게 묶어 설명한 것이 문제인가.

우주력

y = aᵡ, 우주의 크기가 지수함수적으로 급격히 증가한 이유는 수학적으로 우주의 크기인 y가 고정된 x라는 시간의 주기에 따라 a배가 되었기 때문이다. 이것은 빅뱅 후 크기가 원자핵만 하던 우주가 10 ⁻³⁶ 에서 10⁻³초 사이에 10조분의 1의 10조분의 1초마다 2배로 증가하며 100번 똑딱거린 후 1광년의 크기로 급팽창 했다는 것을 말한다. (1광년 = 2¹⁰⁰) 따라서, 무 → 허수시간 → 드 지터 우주 → 빅뱅 → 프리드만 우주가 된다. 

무 → 허수시간 → 드 지터 우주 → 빅뱅 → 프리드만 우주
무10⁻4⁴⁵s (초힘) → 빅뱅 직후10⁻4⁴³s (전자기력, 강한 상호작용, 약한 상호작용, 중력)
빅뱅 직후10⁻4⁴³s → 프리드만의 급팽창 우주10⁻³⁵s

율리우스력, 그레고리력

September → 신성한  7 라틴 ‘Septem’
11번째 달 → ‘야누아리우스 Januarius & 페브루아리우스 Februarius’는 당시 한 해의 마지막 달
→ 7 Eleven