지진과 화산 쫌 아는 10대(과학 쫌 아는 십대 11)

46억 년의 시간을 품은 지구의 속 깊은 이야기

2016년 9월 12일 오후 7시 44분경 경북 경주. 우르릉 우르릉 하면서 짐승의 울음소리가 들리더니 큰 폭발음과 함께 땅이 흔들렸다. 정체는 규모 5.1의 지진. 인근 지역 시민은 "오후 7시 45분쯤 쇠가 부딪치는 소리와 함께 5∼6초간 강한 진동을 느꼈다"며 "처음에는 무슨 전쟁이 일어난 줄 알았다"고 말했다. "저녁 식사를 하던 중 냉장고가 흔들리고 쥐고 있던 숟가락을 떨어뜨렸다"며 "TV 방송도 끊겨 보지 못하고 있다"고 말한 시민도 있었다. 이처럼 당시 규모가 상당히 컸기 때문에 이 지진이 본진이 되려나 싶었지만 40여분 후 오후 8시 32분경 2차 지진이 발생했다. 규모는 한반도 관측 이래 최대인 5.8. 이 정도 규모의 지진을 처음 겪은 우리나라는 우왕좌와 갈팡지팡, 어떻게 주민들을 대피시켜야 할지조차 매뉴얼이 없는 상태였다. 설상가상 이듬해 2017년 11월 포항에서 규모 5.5 지진이 또다시 발생하자, 소 잃고 외양간 고치는 격으로 지진 대비와 대피책을 마련하게 되었다.

경주와 포항에서는 전례 없이 규모 5가 넘는 큰 규모의 지진이 아무런 전조도 없이 일어난 것일까? 실은 경주에서 지진이 일어난 2016년에만 해도 규모 2 정도의 작은 지진이 250회나 일어났다. 우리가 못 느낄 뿐 지구는 친절하게도 큰일이 일어나기 전 신호를 보내며, 이 책은 우리 자신을 지키기 위해 그 신호를 해독하자는 취지로 마련되었다. 지진과 화산은 지구가 탄생한 46억 년 전부터 단 한순간도 멈추지 않은 채 끊임없이 움직이고 있는 생명체라는 것을 증명하는, 6400여 킬로미터 떨어진 저 깊은 곳에서부터 보내온 신호이기 때문이다. 에너지 전달 방식과 속도가 다른 몇 가지 지진파는 지구 내부가 단일한 상태가 아니라 온도도 물질의 상태도 다른 층으로 나뉘어 있다는 정보를 전달하는 지구의 언어이고, 화산은 지각이 현재진행형으로 움직이고 있다는 증거이자 그 움직임이 어느 방향으로 이루어지는지까지 알게 해 주는 암호라는 것. 화산과 지진에 대한 과학지식은 보이는 거죽만이 아니라 보이지 않는 혈관까지 볼 수 있게 해 준다. 거스를 수 없는 자연의 섭리이기에 피할 수 없다면 공존할 수 있는 길을 찾는 것, 바로 그것이 지구가 자신에 대해 말하는 이야기 지진과 화산에 귀를 기울여야 하는 이유이다.



지진과 화산은 베스트프랜드

지구는 겉보기엔 차갑고 딱딱한 듯해도 속은 아주 뜨겁고 열정적이다. 주변 땅을 휩쓸어 버릴 정도로 뜨거운 물질을 긴 시간 엄청난 속도로 토해 내는 화산이 산 증인이다. 그런데 지진과 화산은 아주 가까운 사이다. 지진이 일어나는 이유 역시 지구의 속이 늘 부글부글 끓고 있기 때문이다. 지각 아래에는 아주 뜨거운 맨틀이 있는데, 맨틀은 고체이지만 아주 천천히 흐른다. 그러니까 지각은 느리게 흐르는 뜨거운 맨틀 위에 얹혀 있는 셈이다. 지표면을 이루는 지각은 여러 개의 조각으로 나뉘어 제각기 다른 방향으로 움직이는데, 이때 조각들은 서로 벌어져 그 사이로 마그마가 비집고 올라와 용암이 흐르기도 하고, 때론 서로 만나 힘겨루기를 하다 어느 한쪽이 다른 한쪽 밑으로 들어가기도 하며, 서로 스쳐 지나가면서 가벼운 찰과상을 남기기도 한다. 어떤 형태로 조각들이 접촉을 하든 크고 작은 접촉 사고는 일어나는 법. 바로 그 사고의 형태가 지진과 화산이다. 접촉 시 생기는 열기는 화산활동이고, 마찰의 진동은 지진이니까. 그러므로 지진과 화산은 결국 비슷한 지역에서 일어날 수밖에 없으며, 지진과 화산이 일어나는 지역을 이어 보면 움직이는 대륙 판의 형태와 각각의 판이 움직이는 방향 및 속도까지 유추해 낼 수 있는 것이다.

이 책은 지진과 화산이 일어나는 근본적인 원인인 맨틀의 대류 현상 및 대류 현상이 근원이 되어 탄생한 대륙이동설과 판구조론을 그림을 통해 머릿속에 쏙쏙 들어오도록 설명한다. 더불어 지각을 이루는 암석과 광물의 특징을 종류별로 나누어 정리하고, 화산활동으로 지각 위로 올라온 그것들이 오랜 시간에 걸쳐 다시 땅속 마그마로 돌아가는 순환의 과정을 알기 쉽게 보여 준다.



지진을 대비하고 화산과 어울리며 지구에서 평화롭게 사는 법

지구 생물의 삶에 없어서는 안 될 땅이지만 늘 고마운 것처럼 보이지 않을 수 있다. 화산이 터지면 용암과 화산재가 쏟아져 내려 땅은 폐허가 되고 대기는 태양조차 들어올 틈이 없을 만큼 자욱하다. 지진이 일어나면 오랜 생활을 터전을 잃는 것을 넘어 많은 사람이 다치고 죽는다. 이렇게 위험하기에 우리 인간은 지진을 두렵게만 생각하는데, 사실 지구는 그렇게 무자비하지 않다. 믿기지 않겠지만 지진이 생기기 전 지구는 이런 말을 한다. "야, 나 이제 땅을 막 흔들 거야. 너희들 조심해라." 그런데 지구는 지진파로 이런 말을 하기 때문에 인간이 알아듣지 못한다는 것이 함정. 오랜 노력 끝에 요즘은 지진파를 제대로 번역해서 지구 속이 어떻게 생겼는지 알아냈다. 화산 또한 알고 보면 고마운 존재다. 화산 폭발은 땅속에 있는 풍부한 무기물을 꺼내는 유일한 방법이다. 전 세계 인구의 5퍼센트가 화산 근처에서 사는 이유가 뭘까? 땅이 비옥해서 수확량이 많기 때문이다. 커피, 설탕, 바나나, 카카오 농장이 모두 화산지대 가까이 있는 이유다. 화산이 내뿜는 화산재는 사바나를 비옥하게 만들어 세렝게티가 건강한 생태계를 유지하도록 돕고, 아이슬란드나 일본, 하와이는 뜨거운 물이 솟아나는 노천온천 덕분에 관광수입을 올린다. 연어는 화산재가 녹아 무기질이 풍부한 쿠릴호수에 알을 낳으러 오고, 연어를 풍족하게 먹을 수 있는 불곰은 사람을 해치지 않는다. 다이아몬드 등 다양한 광물은 모두 화산 근처에서 캐낸 것이다.

이 책은 그저 화산과 지진에 대한 위험성만을 알리기 위해 만들어지지 않았다. 어떻게 하면 피할 수 없는 자연재해인 화산과 지진을 현명하게 대비할 수 있을지, 그래서 좀 더 오래 평화롭게 지구에서 살 수 있을지 알려 주기 위해 그에 대한 정확한 정보를 제공하고자 기획되었다. 지구의 언어인 지진파를 해석하는 방법을 소개하고 지진파가 오는 속도보다 빨리 대비할 수 있는 방법을 발견하도록 독려한다. 화산 옆에 살면서 우리가 얻는 득과 실이 무엇일지 냉철하게 따져 볼 수 있도록 돕는다. 화산과 지진에 대한 과학지식을 익히면 인간과 생물의 삶에 도움이 되도록 이용할 수 있다고, 무엇보다 사람과 생물의 목숨을 건질 수 있다고 이 책은 말한다. 최근 인간의 무한한 욕심 때문에 기후가 급격하게 변화하면서 자연에서 벌어지는 일들을 제대로 예측하는 것이 어려워졌다. 많은 생물이 급변하는 환경에 적응하지 못해 멸종하기도 했다. 우리가 화산과 지진에 대해 나아가 지권에 대해 자세히 알아야 하는 이유는, 그래야 인간을 비롯한 지상의 생물이 지구에서 잘 살아남을 수 있기 때문이다. 지구를 이해하다 보면 어떤 방식으로 살아야 좀 더 오래 평화롭게 지구에서 살 수 있을지 알게 될 것이다. 《지진과 화산 쫌 아는 10대》가 그 이해의 첫 단추가 될 수 있을 것이다.



◇ 더 높은 단계로 도약하는 열띤 과학 토론의 장 〈과학 쫌 아는 십대〉

오랜 기획은 물론 정성 들인 집필과 편집으로 2019년 1월부터 출간을 시작한 [과학 쫌 아는 십대]가 11권 출간을 맞이했다. '2015 개정 교육 과정'은 자주적이고 창의적이며 더불어 사는 인간상을 추구한다. 그 가치관 아래 교과별 핵심 개념과 원리를 중심에 두고 인문ㆍ사회ㆍ과학기술에 대한 기초 소양 교육을 강화하면서 교과 간 통합과 융합 교육을 하는 데 초점을 맞추고 있다. 미래형 인재를 만들려는 이런 교육의 흐름에 맞춰, 풀빛은 지식의 양보다는 핵심이 되는 개념을 선별하고 그것이 어떤 원리로 이루어져 있고 어떻게 적용할 수 있는지를 또렷이 알게 하는 청소년용 과학 시리즈를 기획하였다. 핵심과 원리, 그리고 적용이라는 삼박자에 질문과 토론을 유도하는 인문학적 고찰은 중학생 독자와 현장 교사, 학부모들이 원하는 바이자 과학 공부에 대해 [과학 쫌 아는 십대] 시리즈가 목표하는 분명한 방향이다.

지금까지 첨단 과학기술인 인공지능의 실체를 현실의 문제들과 접목해 조목조목 해부한 01번 《인공지능 쫌 아는 10대》를 시작으로, 다채로운 성분으로 가득한 세상의 본질을 탐구한 02번 《물질 쫌 아는 10대》, 일상에서 쉽게 행하는 여덟 가지 소비를 통해 환경문제를 파헤친 03번 《환경과 생태 쫌 아는 10대》가 출간되면서 [과학 쫌 아는 십대] 시리즈는 과학적 지식을 우리 삶과 연결하는 적극적 노력을 선보였다. 이후 우주 탄생론을 흥미롭게 정리한 04번 《빅뱅 쫌 아는 10대》와 문명을 일구고 다지는 데 기여한 빛의 세계를 담은 05번 《빛 쫌 아는 10대》, 세상을 이루는 가장 기본이 되는 원소를 문명사와 연결한 06번 《원소 쫌 아는 10대》는 지구과학, 물리, 화학 분야를 대표하는 키워드를 중심 삼아 과학 저변을 소개하였다.

다음으로 블랙홀과 중력파에 이르기까지 중력의 모든 것을 소개한 07번 《중력 쫌 아는 10대》, 늘 주변에 있지만 가치를 알지 못했던 전자기파의 실체와 원인 그리고 활용 방안에 대해 설명한 08번 《전자기 쫌 아는 10대》가 연달아 출간되며 독자가 물리학의 지평을 넓힐 수 있도록 도왔다. 기후 위기가 왜 도래했는지 과학적으로 설명하고 기후 정의의 차원에서 이를 극복하는 방안을 설명하는 09번 《기후 변화 쫌 아는 10대》는 긴박한 지구 위기의 해법을 제안한다. 소재를 통해 원소라는 화학의 기초가 어떻게 기술공학으로 탄생하는지를 흥미롭게 설명한 《신소재 쫌 아는 10대》가 10번을 장식했다. 그리고 우리가 귀 기울여 들어야 할 46억 년의 지구의 역사와 지구의 현 상태를 알리는 신호인 지진과 화산을 파헤친 《지진과 화산 쫌 아는 10대》가 11번으로 출간되었다. 앞으로 《바이러스 쫌 아는 10대》, 《유전자 쫌 아는 10대》 등 [과학 쫌 아는 십대] 시리즈는 계속된다.

미래 지향적인 현실 소재에서부터 기초과학의 토대가 되는 핵심 개념까지 [과학 쫌 아는 십대]는 전방위로 과학을 아우른다. 이런 지식들을 단순히 정보를 앞세워 기술하기보다 원리는 무엇이고 어떻게 적용을 하며, 해결되지 않은 과학적 문제는 무엇이고 야기하는 쟁점은 무엇인지, 결과적으로 우리가 그것을 어떻게 받아들여 해석하고 이해해야 하는지를 대단히 입체적으로 다루는 것이 이 시리즈의 특징이다. 중학생 조카를 앞에 두고 친밀하게 이야기를 건네듯, [과학 쫌 아는 십대]는 십대의 눈높이에 맞춰 가장 친절하고 가장 쉬운 설명이 핵심이다. 거기에 내용을 풍성하게 하는 사진 자료와 핵심을 파고들되 위트로 무장한 삽화로 처음부터 끝까지 호기심을 잃지 않고 완독할 수 있게 하는 매력을 갖추고 있다. 작은 부분도 놓치지 않고 10대를 위해 내용과 형식에 정성을 다한 [과학 쫌 아는 십대]를 친구처럼 곁에 두기를 제안한다.

〈과학 쫌 아는 십대〉를 펴내며

지구의 심장이 지구인에게 보내는 신호



1. 지진 - 지구의 이야기를 들어라

지진을 대비하는 방법

지진의 규모

지진계의 원리

지진파를 해석하라



2. 지구의 내부 구조 - 지구의 속사정

지구 출생의 비밀

지구의 내부 구조

지각에 대해 알려 주마



3. 대륙이동설 - 대륙이 뗏목이야?

대륙 퍼즐 맞추기

고생물의 흔적

또 다른 증거들

부족한 게 있었어



4. 판구조론 - 지구는 3차원 퍼즐

판구조론이란?

판구조론의 원칙

지각이 생기는 곳

지각이 사라지는 곳

미끄러져 비껴 지나가는 판들

판구조론의 증거

맨틀 대류가 원인이라네



5. 암석과 광물 - 돌고 도는 돌의 일생

암석의 순환

암석과 광물의 정의

광물의 특성

광물의 종류



6. 화산 - 화산이 없으면 우리도 없다

화산의 구조

화산 재해에서 살아남기

화산 옆에 사는 이유

마그마가 필요해

묽은 용암

뻑뻑한 용암



지구에서 평화롭게 살아가기 위해

이지유 서울대학교에서 지구과학교육학과 천문학을 공부했다. 살아 있는 화산 킬라우에아가 있는 하와이 빅아일랜드에 살면서, 화산에 대해 공부하고 대화하려고 노력했다. 그 결과 화산과 지진은 절친이며 지진파를 이용해 인간과 대화를 시도하고 있다는 것을 알았다. 기회가 있을 때마다 화산과 지진의 이야기를 인간에게 들려주려고 애쓰고 있다. 지금까지 《기후 변화 쫌 아는 10대》, 《빅뱅 쫌 아는 10대》, 《이지유의 이지 사이언스》(전 4권), 《나의 과학자들》, 《처음 읽는 우주의 역사》, '별똥별 아줌마가 들려주는 과학 이야기' 시리즈 등 다수의 책을 펴냈다.