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무인도생존법

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장경애 기자
과학동아 1998년 8월*** 개인정보보호를 위한 이메일주소 노출방지 ***

오늘 우리는 로빈슨 크루소가 된다. 비행기 추락으로 바다를 흘러흘러 도착한 곳은 바로 무인도. 방향을 찾는 것에서부터 식수를 만드는 것까지 모든 것을 직접 해야하는데.. 과연 살아 남을 수 있을까?
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무인도 하면 제일 먼저 떠오르는 사람이 있다. 바로 28년간 무인도 생활을 성공적으로 이끌어낸 로빈슨크루소가 그 주인공. 비록 소설 속의 인물이지만 계획적이고 과학적이던 그의 생활은 많은 사람들을 감탄시켰다.

대부분의 사람들은 일상의 일탈로 무인도에 대한 막연한 기대감을 표현한다. 하지만 정작 아무런 준비 없이 무인도에 떨어진다면 당신은 살아남기 위해 무엇을 할 수 있겠는가. 무인도라는 공간 속에서 우리가 배운 과학적 지식을 삶의 지혜로 승화시켜볼 수 있다는 상상도 무더운 여름날 한여름 밤의 꿈으로는 적당하지 않을까.

우선 무인도에 떨어지면 제일 먼저 해야 할 일은 날을 표시하는 것. 무인도에서의 생활은 단조로움의 연속이기 때문에 날짜를 표시해 놓지 않으면 시간이 얼마나 흘렀는지 알 수 없다. 나무 같은 것에 날짜나 하루하루를 표시해 나가는 것이 좋다. 하지만 단순히 단조로움을 피하기 위해 날짜를 표시하는 것은 아니다. 언제 구출될지 모르는 상황에서 날짜를 표시해 놓아야 계절에 대한 대비를 할 수 있기 때문이다.

또 계절의 변화를 예측하기 위해 북극성의 고도를 이용해 위도를 알아두는 것도 한 방법이다. 북극에 있다면 북극성이 머리 바로 위에 있을 것이고, 적도 지방이라면 북극성이 지평선에 와 있을 것이다. 즉 북극성의 고도를 90。에서 빼면 그 지방의 위도를 짐작할 수 있다.

방향찾기


태양과 나무막대

나무 막대를 세워놓고 그림자 길이가 같은 두지점을 찾아낸다. 오전과 오후에 같은 점이 생기므로 두 지점을 찾을 수 있다. 두 점을 연결해 동서방향을 얻고, 동서축을 수직이등분해 남북방향을 얻는다. 그림자가 생기는 쪽이 북쪽이고(북반구이므로) 반대는 남쪽이다. 태양을 등지고 그림자가 내 앞에 있을 때 오른쪽이 동쪽이고 반대편은 서쪽이다.

북극성

천구상 북극에 위치해 있으면서 카시오페이아와 북두칠성 사이에 있는 밝은 별이 북극성이다. 항상 북쪽을 가리키는 별로 이름난 북극성은 지구 자전축에 위치하므로 지구가 자전해도 위치가 변하지 않는 별이다. 북극성을 바라볼 때 북극성이 있는 방향이 북쪽, 반대 방향이 남쪽, 오른쪽이 동쪽, 왼쪽이 서쪽 방향을 가리킨다.


나이테

나이테는 형성층의 세포가 분열해 안쪽에 물관부를 만들고 바깥쪽에 체관부의 조직을 만들어 가는 도중에, 성장이 잘 일어나는 봄, 여름과 성장이 거의 일어나지 않는 가을과 겨울의 차이에 의해 생긴다. 따라서 일년 중 기온의 차가 없는 열대지방의 수목은 형성층에서 만들어지는 세포 크기의 차가 없어 나이테가 없는 것도 많다. 나이테로 방향을 구분하는 방법은 나이테의 원이 밀집한 쪽이 북쪽이고, 나이테의 간격이 크게 벌어진 쪽이 남쪽이다. 그 이유는 햇빛을 많이 받는 남쪽의 생장이 활발하기 때문이다.

식수 만들기


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가재가 사는 물은 안심

무인도에서 가장 중요하다고 할 수 있는 것은 식수를 찾는 것이다. 우선 무인도의 지형을 살펴보고 물이 흘러 내려올 수 있는 계곡을 찾아보는 것이 첫번째 방법이다. 다행히 물을 발견했다고 해도 무작정 먹을 수는 없다. 물이라도 그냥 먹을 수 있는 것과 그렇지 못한 것이 있기 때문이다. 식수를 구분할 수 있는 가장 기초적인 방법은 물 속의 생물을 살피는 것. 식수로 사용할 수 있는 1급수는 가재나 옆새우류가 살고 있는 것으로 간단한 정수를 통해 먹을 수 있다.하루살이 유충이 살고 있는 2급수부터는 침전, 여과처리해야 식수로 이용할 수 있다. 그 외 다슬기, 거머리, 물달팽이가 사는 3급수, 실잠자리 나방, 파리의 유충이 사는 4급수, 장구벌레, 실지렁이가 사는 5급수도 화학적인 처리과정을 거쳐야 먹을 수 있다.

그런데 먹을 물을 찾을 수 없다면 바닷물을 식수로 만들어야 한다. 즉 담수화 작업이 필요하다. 염분 제거의 한가지 방법은 기원전 4세기부터 알려져 왔다. 그리스의 철학자 아리스토텔레스는 소금물을 끓이면 수증기가 날아가고 소금만 남는다는 사실과 수증기를 다시 액화하면 순수한 물이 된다는 것을 알았다고 한다. 지금도 간단한 담수 공장에서는 물을 끓여 수증기를 액화시키는 방법으로 식수를 얻는다. 하지만 이런 방법은 생산의 원가가 너무 높아 일상적으로 사용되지 못하는 것이 현실이다.

이제 바닷물을 식수로 만들어 보자. 가열할 수 있는 큰 통에 바닷물을 담고 증류수를 받을 수 있는 통을 가운데 놓는다. 뚜껑에 해당하는 비닐을 둥글게 만들어 찬물을 채우고 끓는 바닷물을 위에서 붙잡는다. 그러면 소금과 물의 혼합물인 바닷물이 끓으면서 물이 먼저 기화하다가 찬물에 닿으면 다시 액화해 가운데의 통으로 증류수가 받아진다. 이런 방법으로 바닷물을 증류할 수 있다.

이렇게 만들어진 식수는 그릇이나 대나무 마디에 보관할 수 있다. 만약 비가 오면 빗물을 받아 저장하면 되는데 이때 짧은 시간에 많은 양의 빗물을 받는 방법이 있다. 풀단을 역삼각형 모양으로 묶어서 빗물이 모이도록 하면 훨씬 쉽게 물을 모을 수 있다. 이 때 모은 빗물은 침전물을 제거한 후 끓여서 먹는다.

먹어야 산다

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물고기를 기절시켜

이제부터는 식량거리를 마련해야 한다. 숲 속의 과일 같은 열매나 물고기 등을 사냥해야 한다. 물고기를 얻는 방법 중에 재미있는 것이 있다. 큰 돌을 이용해 물위로 조금 나와있는 돌 위를 내려치는 것이다. 그러면 큰돌의 충격량이 물 속까지 전해져 물고기들을 순간적으로 기절시킨다. 그 후 돌을 들어보면 그 아래 작은 물고기들이 기절해 떠오르는 것을 볼 수 있다. 또 물이 흐르는 얕은 계곡에 돌 그물을 만들어 물고기들이 갇히게 만드는 방법과 나무로 작살을 만들어 물고기를 잡는 방법이 있다.

이 방법들도 계곡과 물고기가 존재해야 가능할 뿐이다.
무인도에서 새알을 얻는 행운을 얻게된다면 당연히 삶아 먹을 생각을 할 것이다. 다행히도 그릇이 있어서 삶을 수 있으면 좋겠지만 그렇지 못하더라도 비닐봉지만 있으면 방법은 있다. 우리가 생각하기에 비닐봉지를 불에 대면 금새 타버릴 것 같지만 실제로는 안 그렇다. 물의 끓는점은 100℃ 이지만 비닐봉지(정확히는 폴리에틸렌이라는 고분자 물질이다)의 연화점(플라스틱 등이 물러지는 온도)은 대개 100℃ 이상이기 때문에 물을 담은 비닐 봉지를 가열하게 되면 비닐봉지와 맞닿아 있는 물의 온도만 올라간다. 그리고 새알은 물이 끓지 않아도 삶아진다. 즉 물이 닿아있는 비닐봉지에는 영향을 거의 주지 않는다. 왜냐하면 비닐봉지와 물이 맞닿아 있기 때문에 열이 모두 물로 전달되기 때문이다. 물론 물이 닿아있지 않은 부분에 계속해 열을 가하면 비닐 봉지는 타버린다.

또는 돌의 열전도를 이용해 음식을 익혀 먹을 수 있다. 자갈을 불에 구워 파놓은 땅에 넣은 다음 고기 등을 나뭇잎으로 싸서 올려놓고 달궈진 돌을 올려놓으면 고기가 익는데 이런 것을 자갈 구이라고 해도 좋지 않을까.

음식 저장은 이렇게

땅속에 묻기

감자와 같은 탄수화물 식품 저장에서 제일 중요한 것은 수분을 감소시키지 않고 적당한 온도를 유지하는 것이다. 그러기 위해 제일 적당한 곳은 땅속. 땅속을 사방 1m, 깊이 1m 정도 파고 겨나 마른 짚을 사이사이에 깔면서 층층이 저장하면 변질되지 않는 온도 범위(5-10℃)에서 적당한 수분 상태를 유지할 수 있다. 뿌리를 먹는 식품은 뿌리를 직접 땅속에 묻어둔다.

육류와 어류 저장법

육류나 어류를 저장할 때는 내장을 빼고 소금물에 담궜다가 바람이 잘 통하는 응달에서 말려 저장한다.

식물 저장법

식물인 경우에는 끓는 물에 살짝 데쳐서 말리는 것이 비타민 B와 C의 영양소 손실이 적어 좋다.

식용식물과 독식물

식용식물

참나리의 뿌리:대부분의 섬에 자리잡고 있는 식물로 알려진 참나리는 영양분이 매우 풍부해 구황작물로 이용되기도 했다.
방가지똥, 왕고들빼기, 민들레 잎:섬에 자생하는 식물들로 날잎을 그대로 야채처럼 먹을 수 있다.

독식물

섬천남성:빨간 열매가 아주 맛있게 생겼지만 먹으면 즉사할 수도 있는 위험한 식물이다.
독버섯:대개 색깔이 화려한 버섯을 독버섯으로 알고 있지만 반드시 그런 것은 아니다. 따라서 가장 안전한 방법은 독버섯인지 아닌지 구별이 안가는 경우에는 먹지 않는 것이 최선이다.

약용식물

쑥:쑥은 거의 모든 곳에 자생하는 것으로 쉽게 찾아 볼 수 있다. 특히 섬에 나는 쑥은 약쑥으로 이용된다. 쑥은 지혈작용을 하므로 다쳐서 피가 날 때 잎을 따서 손으로 짓이겨 상처에 대면 피를 멈추게 한다.

불을 피워라

마찰과 물렌즈
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인 류가 지금까지 이뤄낸 업적 가운데 가장 큰 것이라고 할 수 있는 것이 불의 사용이다. 인류는 선사시대부터 자연적으로 발생한 화산, 산불, 번개로부터 천연의 불을 얻어 사용했다. 그러다 차츰 석영질의 부싯돌이나 황철광을 비벼서 불을 얻는 방법을 알아냈다.

지금은 불씨를 잘 보관하거나 불을 사용하는데 특별한 어려움이 없지만 무인도에선 불을 만들어내고 유지하는 것이 최우선 과제다. 불을 얻기 위해 먼저 사용할 수 있는 방법이 마찰열과 마른 풀을 사용하는 것. 마른 풀로는 쑥과 수리취라는 것이 있는데 이들은 주변에서 쉽게 구할 수 있는 것으로 경험상 가장 불이 잘 붙는 것으로 알려졌다. 석영질의 부싯돌을 마찰하거나 나무를 화살촉같이 뾰족하게 만들어 마찰시키는 방법이 있으나 이 방법으로 불을 피우기는 쉽지 않다.

돋보기같은 안경을 끼고 있거나 렌즈가 있으면 태양빛을 모아 마른풀이나 종이를 태워 불을 붙일 수 있다. 만약 비닐이 있다면 간단하게 물렌즈를 만들어 볼 수도 있다. 비닐을 반구형태로 만들어 물을 약간만 채운 다음 태양에 노출시켜 초점을 찾아 불을 피우면 된다(그림3). 이 방법 역시 그리 쉽게 불이 붙지는 않는다. 오랜 동안의 노력이 있어야 한다. 이런 경우는 간혹 비닐하우스에 원인 모를 불이 나는 것과 관련된다. 비가 온 뒤 비닐하우스 윗부분에 물이 고이고 그 곳에 햇빛이 비추면 물렌즈가 만들어져 태양 빛을 집광시키기 때문이다.

잠을 잘 때는 동물로부터 자신을 보호하기 위해 불을 피울 필요가 있다. 동굴을 찾을 수 있다면 행운. 대개 사람들은 뱀의 출현을 두려워 하지만 아주 큰 섬이 아닌 작은 무인도에서 뱀이 나타날 확률은 희박하다. 왜냐하면 뱀의 먹이가 될 개구리, 메뚜기 등의 먹이사슬이 형성되지 않기 때문이다. 또다른 것으로 거미나 지네 등을 들 수 있는데 이들은 사람이 있는 곳에는 거의 나타나지 않으므로 염려할 필요가 없다. 왜냐하면 거미나 지네들은 사람의 체취를 느끼고 다가서지 않을 것이기 때문이다. 흔히 폐가나 흉가에서 거미줄을 볼 수 있지 사람이 사는 곳에서는 거미줄을 볼 수 없던 것과 관련지어 생각해 볼 수 있다.

생존 필수품

무인도에 그 무언가를 가져갈 수 있다면… 평상시에는 잘 쓰지도 않던 칼 하나, 밧줄, 깡통이 얼마나 필요한지는 무인도에 떨어져 봐야 알 수 있다. 만약 무인도에 그 무언가를 가져갈 수 있다면 당신은 무엇을 고르겠는가?

다용도 칼: 날짜 표시, 식물 채취, 각종 도구 제작.
두꺼운 긴옷: 기온 변화에 대비.
돋보기: 불피우기/ 라이터: 불피우기.
조난발신기: 구조 신호용/ 나침반: 방향 잡기.
투명한 비닐: 불을 피우거나 식수를 증류시키는 데 이용.
로프: 사냥이나 구조물 짓기.
가열가능한 그릇: 음식 조리용 또는 바닷물을 식수로 만들기.
♣ P.S. 과학동아는 무인도에서 필수품(?)

나의 건강체크

해충에 물리지 않는 것이 최선

무인도라는 고립된 공간에서 개인의 건강을 책임질 사람은 자기 자신뿐이다. 따라서 필요한 자신의 건강체크법은 알아둘 필요가 있다. 일반적으로 병원에 가면 가장 먼저 체크하는 것이 생체활력증후라고 불리는 체온, 혈압, 맥박수, 호흡수이다. 이상의 4가지 증상이 민감한 신체의 변화를 알려주는 초기 지표인 셈이다.

정상적인 경우 체온은 36.5℃이나 질병에 걸리면 체온은 상승한다. 체온계가 있으면 좋겠지만, 없다면 열의 변화를 느낄 수 있는 이마나 겨드랑이를 만져보면 알 수 있다. 물론 이 때 느끼는 열의 정도는 평상시와의 상대적 차이일 뿐이다.

혈압은 기구 없이 측정할 수 없으나 지나친 긴장으로 인해 뒷목이 뻐근하고 당기면 혈압을 의심해 볼 수 있다. 맥박수는 손목의 동맥 박동수를 체크하는 것으로 정상인의 경우 1분당 60회 가량 된다. 이 역시 정신적으로 긴장하면 맥박수가 증가한다. 보통의 경우 성인의 호흡수는 1분에 12-18회 정도 되고 긴장하면 횟수가 증가한다.

사람이 생존하는데 가장 중요한 것은 신체의 수분 균형이다. 갈증이 나면서 입이 마른 것은 탈수의 징후로 빠른 시간 내에 수분 공급이 필요하다는 것을 의미하는 것. 수분만 적절히 공급되면 일정기간 동안 음식을 섭취하지 않고도 생존이 가능하다는 것은 이미 알려진 사실이다. 탈수가 일어나면 갈증을 못이겨 바닷물을 마시는 경우가 있는데 이는 원칙적으로 안되는 일이다. 바닷물을 먹으면 체액의 농도가 높아져 더 많은 수분을 필요로 하기 때문이다. 혹자는 적당한 염분도 섭취해야 하므로 바닷물을 마셔도 되지 않을까 생각할 수 있다. 하지만 충분한 수분 공급이 이뤄지지 않는 상황에서 바닷물을 마시는 것은 상황을 더 악화시키는 꼴이 된다. 소금은 하루에 2-3g 정도 필요한데 얼마간은 먹지 않더라도 몸에 비축된 염분을 상당 기간 이용할 수 있으므로 큰 문제는 안된다.

무인도 생활을 하게 되면 일단 정상적인 열량 섭취가 어려워지고 긴장 상태나 무기력감이 이어지면서 면역력이 떨어질 수 있으므로 주의해야 한다. 면역력 저하는 모든 질병의 원인이기 때문이다.
여기서 특별히 주의해야 할 것은 동물이나 곤충, 모기 등에 물리지 않도록 하는 것이다. 왜냐하면 동물이나 곤충이 보유한 균이 사람에게 들어와 질병을 일으킬 수 있기 때문이다. 그러나 수인성 전염병인 콜레라나 장티푸스의 감염 가능성은 오히려 거의 없다. 장티푸스나 콜레라균을 가진 사람이나 동물의 배설물이 물을 오염시켜 전염되는 병이므로 무인도에서는 거의 가능성이 없다.

구조신호 보내기

구조대의 눈에 띠려면 구조 신호를 보내야 한다. 낮에는 불을 피워 연기로 알리고 밤에는 불빛으로 신호를 보낼 수 있다. 이 때 낮에 사용하는 풀과 밤에 사용하는 풀에는 차이가 있다. 즉 낮에는 연기가 많이 나야 하므로 불을 피울 때 밑부분에는 잘 타는 나무를 놓고 윗부분에는 연기가 많이 발생하는 건조되지 않은 풀을 올려놓아야 한다.
또 가능하면 SOS신호를 보내는 것이 좋다. 길게 3번, 짧게 3번, 길게 3번의 불빛을 나뭇잎으로 가렸다 보여주면 구조 신호가 된다. 물론 해안가에 SOS라고 크게 써 놓는 것도 잊지 말아야 한다.


 
5인의 과학자 무인도 서바이벌 실험노트
 
잡동사니로 만들어낸 라디오·사진기·비누

이영완 기자
과학동아 2001년 8월*** 개인정보보호를 위한 이메일주소 노출방지 ***

로빈슨 크루소는 무인도 날짜를 잊지 않기 위해 해가 질 때마다 표시를 했다. 그러나 과학자들은 라디오를 만들어 오늘의 날짜와 세상 소식을 들었다. 다섯명 과학자들의 무인도 과학실험 노트를 펼쳐보자.
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과학자들이 도착한 카프라이아섬의 실제 위치는 북위 43˚03´ 동경9˚50´이었다.
영 국 BBC방송과 오픈 유니버시티는 물리학, 화학, 바이러스학, 해양생물학, 민족식물학 등 다양한 배경을 가진 과학자 다섯명을 지난해 가을 지중해의 외딴 섬으로 보내 특이한 실험 프로그램을 제작했다. 이 과학자들은 기본적인 공구와 잡동사니들로 라디오, 사진기, 비누 등을 만드는 '러프 사이언스'(Rough Science)라는 TV 시리즈의 주인공이 된 것. 5월 10일부터 4회에 걸쳐 방영된 이 시리즈는 2백만명이 시청하는 놀라운 성공을 거뒀으며 곧 미국 PBS방송에서도 방영될 예정이다. 무인도에 도착한 과학자들은 나무판자, 돌맹이로 이 섬의 위치를 찾는 일부터 시작했다.

ㅣtipㅣ
하늘에서 북극성이 보이지 않으면 대신 남십자성을 찾아본다. 남십자성이 보이면 남반구 어딘가로 생각하면 된다. 경도는 그리니치 천문대가 기준이다. 라디오에서 표준시간으로 정오를 알리면 그때부터 진자를 움직여 그리니치와의 시간차를 구할 수 있다. 시간차를 360도로 환산하면 경도가 나온다. 진자의 주기는 2π√(진자 길이/중력가속도)이므로 진자의 길이를 4m로 하면 대략 주기가 4초가 된다. 나침반이 없다면? 바늘을 자석에 여러 차례 비빈 다음 물에 떠있는 나뭇잎 위에 올려놓으면 남북을 가리킨다.

첫째주: 시간을 알아내다

무인도의 경도를 알기 위해서는 기준점인 그리니치 천문대의 시간을 알아야 한다. 물리학자 조나단 해어는 라디오를 만들어 BBC의 시보를 듣기로 했다. 라디오파는 전자기파의 일종으로 우리 주위를 초당 30만㎞의 속도로 날아다니고 있다. 전자기파와 전류는 항상 서로 변환될 수 있다. 그래서 전등 스위치를 끄거나 켤 때 라디오에서 딸깍 하는 소리를 듣는 것. 해어는 전선줄로 만든 안테나로 라디오파를 잡아 코일을 감은 원통막대에 연결시켰다. 그러나 이렇게 잡은 전류는 끊임없이 방향이 바뀌기 때문에 바로 헤드폰으로 들을 수 없다. 이때 사용되는 것이 전류를 한 방향으로 흐르게 하는 검파기. 다이오드나 방연광(方鉛鑛)과 같은 결정이 사용된다. 해어는 암석에 흔하게 포함돼 있는 방연광 결정을 사용했다. 또 냄비를 잘라 만든 동조 축전기를 이리저리 이동시켜 서로 다른 전압의 라디오파를 찾을 수 있었다. 그러나 해어는 BBC방송을 듣는 데는 실패했다. 대신 스위스의 한 방송국이 보내는 국제방송을 듣고 그리니치 시간을 확인했다. 한편 이날 화학자 마이클 벌리반트와 민족식물학자 안나 르윙턴은 로즈마리로 방충제를 만들었다. 이들은 물을 끓여 증기를 발생시킨 다음 이를 로즈마리를 말린 통에 통과시켰다. 이증기를 식히면 아래에는 물이, 위에는 로즈마리 아로마 층이 생긴다. 과학자들은 이 아로마를 올리브 열매 기름에 녹여 방충제로 사용했다. 이 아로마는 방충효과뿐 아니라 원기를 회복하는 힘을 발휘했다고 한다.

ㅣtipㅣ
라디오파를 잡는 안테나는 길면 길수록 좋다. 안테나가 길면 더욱 강한 전압을 얻을 수 있기 때문. 축전기는 전기를 통하는 물질을 서로 맞붙지 않게 붙여놓은 장치다. 이때 접하는 면이 크면 클수록 더 많은 전압이 생성된다. 가능하면 얇은 부도체 막을 전도성 물질 사이에 두면 좋다. 라디오 신호가 잘 안잡힐 때는 방연광 결정의 다른 곳에 전선을 갖다 대 본다. 이어폰은 일반 헤드폰보다는 광석 라디오용 이어폰을 사용하는 것이 좋다. 이어폰에는 코일을 감은 전자석이 있어 방연광을 통해 전류가 흐를 때마다 자성을 띠게 돼 움직인다. 이는 곧 맞붙어 있는 금속판을 떨게 해 소리를 발생시킨다.

ㅣ포로수용소에서 제작된 라디오ㅣ
2차대전 당시 포로수용소의 군인들은 라디오를 만들어 몰래 아군의 정보를 들었다고 한다. 검파기 역할을 하는 방연광을 구하지 못할 때는 석탄을 때고 나오는 코크스를 이용하거나 했다.
또 베트남전에 참전한 한 미군은 포로수용소에서 헤드폰을 만들었다고 한다. 리차드 루카스라는 이 포로는 못에 코일을 감아 만든 전자석을 이용했다. 전자석은 전류의 흐름에 따라 맞붙여 놓은 얇은 깡통에 붙었다 떨어지면서 소리를 냈다. 안테나로는 포로수용소 주변의 철조망을 이용하거나 수용소 내의 전선을 이용했다. 밤에는 모든 전원을 차단하기 때문에 수용소 전체에 퍼져 있는 전선들이 훌륭한 안테나 역할을 한 것.

오스트레일리아 시드니에 사는 앨런 찰턴은 방연광 대신 쓸 수 있는 다이오드를 만드는 방법을 광석라디오 인터넷 동호회 사이트에 올렸다. 그는 새끼 손가락 한마디 크기의 볼펜 심 한쪽에는 구리선을 깎아 채우고 또 다른 한쪽에는 구리선을 불에 그을려 만든 산화구리 가루를 채워 다이오드를 만들었다. 볼펜심의 양쪽은 촛농으로 막고 전선을 양쪽에서 서로 맞붙지 않게 끼우면 다이오드가 완성된다.

둘째주: 기록을 남기다

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고생 끝에 카메라가 완성됐지만 노출시간 부족으로 촬영에는 실패했다.
과학자들은 카메라를 만들어 조난의 기록을 남기기로 결정했다.
과학자들은 은판 사진기를 만들기로 했다. 1839년 프랑스의 다게르는 요오드화은을 입힌 은판사진기를 만들었는데, 빛과 반응한 부분의 요오드화은은 검게 변하고 영상이 맺혀 빛이 통과하지 못한 곳은 하얗게 된다. 요오드화은은 해양생물학자 바네사 그리피스가 차고 있던 은팔찌와 해초를 전기분해시켜 합성했다. 전지는 바닷물을 담은 유리병을 전선으로 연결한 것이었다. 이것은 레몬이나 감자에 전극을 꼽아 만든 전지와 같은 형태. 마지막으로 해초 추출물을 넣은 물 속에 연필심으로 (+)극을, 은팔지를 (-)극으로 하면 요오드화은이 가라앉는다.

과학자들은 트레이싱 페이퍼를 요오드화은 수용액에 적셔 필름을 완성했다. 이 필름에 열쇠를 올려놓고 햇빛에 두자 빛이 닿은 곳은 검게, 열쇠가 있던 곳은 하얗게 변했다. 그러나 실제 촬영은 실패했다. BBC방송팀의 촬영스케줄 때문에 햇빛에 노출시키는 시간이 부족했기 때문. 필름은 화학자 마이클 벌리반트와 해양생물학자 바네사 그리피스가, 카메라는 물리학자 조나단 해어가 만들었다.

한편 바이러스학자 마이클 리히와 식물학자 안나 르윙턴은 각종 식물의 열매와 뿌리로 조난자들의 깃발을 염색했다. 염료가 섬유에 잘 달라붙게 하기 위해서는 풀 역할을 하는 매염제가 필요하다. 보통 산과 염기, 특히 금속원소를 포함한 염기가 결합된 염류가 많이 사용된다. 무인도의 과학자들은 대신 오줌을 끓여 그 속에 들어있는 요산염, 수산염, 인산염 등의 염류를 매염제로 사용했다. 식물학자 르윙턴이 처음부터 오줌을 한 물통에 눌 것을 요구한 것도 이 때문으로 밝혀졌다.

ㅣtipㅣ
카메라를 만드는 동안 바이러스학자와 식물학자는 깃발을 염색했다. 다음은 두 과학자가 추천한 집에서도 해볼 수 있는 염색 방법. 오래된 속옷이나 베개 껍질과 같은 순면을 우선 주방용 세척제를 탄 따뜻한 물에 담가 세탁한다. 이때 소다 회도 함께 넣어준다. 이렇게 삶은 천을 명반을 풀어놓은 물에 담가 매염을 한다. 시장에서 빨간 양파를 사서 껍질을 물에 넣고 끓이면 붉은 염료가 준비된다. 미리 매염을 해둔 천을 넣고 약 80℃의 염료 물에 넣고 염색한다. 염색이 다 끝나면 염료가 나오지 않을 때까지 물에 헹군 다음 응달에서 말린다. 이 과정을 반복하면 더 좋은 색을 얻을 수 있다. 그 외 치자열매로는 붉은색, 검은콩으로는 보라색, 오래된 인스턴트 커피로는 갈색 염색을 할 수 있다.

ㅣ독자의 편지ㅣ
러프 사이언스 제작진은 일반인들을 대상으로 무인도의 과학자들과 똑같은 카메라를 만들 수 있는 방법을 응모했다. 다음은 최우수작으로 뽑힌 작품.

from 마이크 웰치
우선 구리와 아연 동전에 각각 전선을 연결한 다음, 오줌을 담은 병에 넣는다. 오줌은 전해질 용액이 돼 구리에서 아연으로 전류가 흐르는 전지가 만들어진다. 다음에는 해초를 으깬 물을 모래로 채운 병에 흘려 요오드 용액을 얻는다. 이 용액을 물과 섞어 다른 병에 채운다. 전지의 전선을 은팔지와 금속판에 연결한 다음 이 병에 넣는다. 이렇게 하면 은팔찌에서 은이온이 나와 요오드와 반응해 요오드화은을 발생시킨다. 요오드화은은 (+)극이 되는 금속판에 달라붙게 돼 자연스럽게 필름이 만들어진다. 이 필름을 바늘구멍사진기 안에 넣고 촬영한다. 영상이 맺힌 필름을 조개껍질 가루와 오줌을 한데 섞어 만든 용액 위에 두면 암모니아 증기에 의해 영상이 더 선명하게 착상된다. 이것은 무인도의 과학자들도 생각하지 못했던 필름 현상에 대한 아이디어이다.

셋째주: 전기를 발생시키다

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모든 화학시험에 빠지지 않은 재료인 해초와 식물을 으깨고 있는 그래피스(왼쪽)와 르윙턴.
무 인도의 과학자들이 각종 화학반응을 일으키기 위해서는 전기가 절실해졌다. 과학자들은 1831년 마이클 패러데이 발견한 전자기유도법칙을 이용하기로 했다. 즉 코일에 자석을 갖다대면 코일에 전류가 발생하는 것이다. 반대로 자석을 그대로 두고 코일을 움직여도 같은 전류가 발생한다.

바이러스학자 마이클 리히는 고교 졸업 후 한동안 기계공으로 일했다가 26살에야 다시 대학에 들어가 바이러스학을 전공했다. 그는 예전의 경험을 되살려 코일을 자석 주위로 회전시켜 전기를 발생시키기로 했다. 이렇게 하면 직류를 바로 얻을 수 있는 장점이 있다. 코일을 회전시키기 위해서는 또다른 동력원이 필요했다. 리히가 사용한 동력은 증기였다. 증기는 필름과 방충제를 만들 때 사용한 커다란 두개의 금속 물통을 사용했다. 그는 물을 끓인 뒤 가느다란 관으로 증기를 보내 코일에 연결된 회전축 날개에 분사시켰다. 반면 물리학자 조나단 해어가 만든 발전기는 자석을 돌려 교류를 발생시켰다. 자석을 돌리는 힘은 풍차를 만들어 조달했다.

발전기를 만드는 과정에서 두 과학자는 아무 말 없이 자신의 일에만 몰두했다. 그동안 다른 과학자들은 무인도에서 처음으로 긴장감을 느꼈다고 한다. 그러나 곧 자신의 일에 몰두하기 위한 과학자들의 전형적인 형태라는 것이 드러났고 두 사람 모두 상대의 성과물에 대해 칭찬을 아끼지 않았다고 한다.

그럼 발전기는 제대로 작동했을까. 불행히도 물리학자의 풍차는 바람에 부서졌고 전직 기계공의 회전축 날개는 눈에 보일 정도로 천천히 돌았다. 다른 과학자들은 발전기를 포기하고 화학전지를 만들기 시작했다.

ㅣtipㅣ
물리학자 조나단 해어는 풍차를 이용해 축음기도 만들었다. 축음기의 기본은 원판 형태로 자른 나무의 측면에 홈을 내 줄을 걸 수 있게 한 것. 이렇게 만든 두개의 원판 중 하나는 편평한 곳에 두고 그 위에 레코드판을 올려놓았다. 원판에 걸어둔 줄은 두개의 작은 도르래를 거쳐 세로로 세워둔 다른 원판에 연결됐다. 세로로 된 원판 중심에 꽂아둔 축이 풍차의 힘을 받아 돌면 회전력이 줄을 통해 전달돼 레코드판을 올려놓은 원판도 돌게 되는 것이다. 스피커는 종이컵의 바닥을 레코드판 쪽으로 해서 바늘이 레코드판을 긁을 때마다 나는 소리가 바닥을 울린 다음 종이컵을 통하면서 확대되도록 했다.

ㅣ독자의 편지ㅣ
당신이라면 어떻게 전기를 발생시킬 것인가라는 질문에 한 영국 시청자는 너무도 간단한 방법을 알려왔다.

from 마라 프리왯
아연이 많이 든 동전, 바닷물을 적신 천, 구리가 많은 동전 순서로 쌓는다. 계속 동전과 천의 층을 쌓아 가면 전지가 완성된다. 전선을 아래위로 연결하면 아래가 (-)극이 되며 위가 (+)극이 된다. 아연이 이온화되는 경향이 구리보다 높기 때문에 전자를 더 잘 내놓기 때문이다. 1880년 볼타가 만든 최초의 전지도 아연과 은(구리 대신) 사이에 소금물을 적신 종이를 끼운 것을 반복한 형태였다. 만약 우리나라 동전 전지를 만든다면? 겉보기와 달리 구리가 제일 많이 든 1백원이나 5백원짜리 동전(구리 75%, 니켈 25%)을 (+)극으로, 100% 알루미늄인 1원짜리 동전을 (-)극으로 하면 된다. 1원이 없다면 알루미늄 호일로 대신한다. 참고로 5원과 10원 동전은 구리 65%, 아연 35%가 든 황동으로 만들어졌으며 50원은 구리 70%, 아연 18%, 니켈 12%이다.

넷째주: 비누를 만들다

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비누 만들기에 한창인 벌리반트와 르윙턴.
과 학자들은 무인도의 생활이 길어질수록 건강 문제에 신경을 써야했다. 그 가운데 가장 먼저 청결 문제가 대두됐다. 그래서 화학자 마이클 벌리반트는 비누를 만들기로 했다. 유지를 알칼리용액과 반응시키면 글리세린과 비누가 얻어진다. 벌리반트는 바닷물 속에 들어있는 염화나트륨(NaCl)을 추출한 다음 물에 녹여 염화나트륨 수용액을 만들었다. 이 수용액을 전기분해하면 알칼리인 수산화나트륨(NaOH) 용액이 만들어지는 것. 그러나 마이클 리히의 증기 발전기는 제대로 작동하지 못했고 조나단 해어의 풍력발전기 역시 강풍에 부서지는 바람에 전기를 얻지 못해 수포로 돌아갔다.

벌리반트는 대신 나뭇재를 물에 녹여 만든 수산화칼륨(KOH)용액을 사용했다. 이 용액을 올리브 열매에서 짜낸 기름과 섞은 뒤 가열해 비누를 만들어냈다. 식물학자 안나 르윙턴은 여기에다 식물에서 추출한 아로마를 첨가해 좋은 향이 나도록 했다.

러프 사이언스 시리즈는 일군의 남녀들이 외딴 곳에서 생활하며 참가자끼리 매번 투표로 한사람을 추방시키는 미국 CBS방송의 '서바이버'를 연상시킨다. 그러나 아무런 의미 없는 인기투표와 가학적인 상황설정이 판치는 여타의 방송과 달리 러프 사이언스는 어렵게 여겨지던 과학을 가깝게 했으며 각자의 창의성에 바탕을 둔 협력이 큰 힘을 만들어낸다는 것을 보여줬다. 무인도의 과학자들이 이구동성으로 말한 것도 바로 이 점이었다.

ㅣtipㅣ
천연유지와 알칼리 용액을 반응시켜 비누를 만들면 부산물로 글리세린이 얻어진다. 글리세린은 피부를 부드럽게 해주는 장점이 있다. 또 흰색 비누를 물, 에탄올 글리세린과 함께 가열하면 투명한 비누를 얻을 수 있다. 이것은 글리세린이 물과 분자구조가 비슷해 비누가 물을 더 많이 함유하도록 하기 때문.

ㅣ모래로 얼굴 씻은 클레오파트라ㅣ
비누는 고대 로마의 목욕탕에서는 발견되지 않는다. 클레오파트라도 비누를 쓰지 못하고 고운 모래로 얼굴의 불순물을 닦고 식물의 에센스 오일을 바르는데 그쳤다. 로마 신화에 따르면 '사포'(Sapo)라는 산에서는 동물을 태워 하늘에 제사를 지냈다고 한다. 그런데 제물로 바친 동물의 기름이나 제사에 쓰인 유지로 만든 촛농이 빗물에 쓸려 내려가면서 나뭇재와 섞이게 돼 비누가 만들어졌다고 한다. 강으로 흘러온 비누를 사용하게 된 사람들이 사포산에서 온 것이라 해서 'soap'라는 이름을 붙였다는 것. 반면 기원후 1세기경 로마의 역사가 플리니가 지금의 프랑스를 일컫는 '골지방의 사람들이 머리카락을 붉은 색으로 물들이는데 사용하기 위해 발명한 것'으로 비누를 기록했다. 플리니는 비누의 제조법도 함께 기록했다. 13세기 경 영국에서는 비누제조업이 번창해 나뭇재를 얻기 위해 산에 있는 나무를 마구 베어내 겨울에 땔감이 부족했다는 기록도 있다.
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