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“자연 속에서 파란색은 왜 드물까?”
푸른빛의 비밀을 찾는 과학 탐험

창백한 푸른 점, 블루 마블... 우주에서 바라본 지구는 푸른빛이 도드라진다. 푸르게 넘실거리는 바다와 파란 하늘을 보고 있자면 ‘블루’는 지구를 상징하는 색으로 뽑혀도 부족함이 없다. 그럼에도 파란색은 매우 드문 색이다. 자연 속에서 찾아보기 힘들뿐 아니라, 푸른 색소가 대중들에게 널리 쓰이는데도 오랜 시간이 걸렸다. 울트라마린은 중세시대에 금보다도 비싼 색이었다. 고대 이집트 왕의 무덤을 장식했던 이집트블루는 지금도 신비한 빛을 뽐낸다. 또한 많은 문학가와 미술가들에게 ‘블루’는 예술적 영감을 일으키는 창조의 색이었다.
《블루의 과학》은 파랑에 빠진 한 과학기자가 발로 뛰며, 푸른빛의 과학적 비밀을 하나씩 풀어가는 책이다. 파랑과 관련된 역사적 일화와 물리학, 화학, 생물학 등에 걸친 연구 성과를 짚으면서 빛과 색의 비밀을 캐낸다. 하늘과 바다가 파란 까닭, 푸른색을 내는 색소 분자의 발견과 원리, 푸른빛을 인지하는 인간 뇌의 작용, 인위적으로 파란 꽃을 피우기 위한 과학자들의 연구, 파란색 동물들이 푸르게 보이는 이유 등을 이 책에서 알 수 있다. 저자는 앉아서 책 속의 지식만을 전하지 않는다. 실험실과 연구실을 직접 찾아가 듣는 과학자들의 이야기는 파란색의 과학에 동참하는 여정을 더욱 흥미롭게 해준다.

새로운 청색의 탄생에는
어떤 비밀이 있을까?

2009년 새로운 청색이 발견됐다. 색의 이름은 ‘인민블루(YInMn Blue: 국내에서는 인망블루로 알려졌으나 인민블루가 원 발음에 가깝다)’. Y(이트륨), In(인듐), Mn(망간)으로 이루어진 이 색은 역사상 가장 파란색이었다. 예술계와 산업계는 200년 만에 발견한 이 무기화학적 색소에 비상한 관심을 보였다. 이전까지 모든 청색의 기준은 울트라마린이었다. 미켈란젤로가 시스티나 성당 천장 그림을 그릴 때 썼던 이 색은 대부분의 예술가들에게는 선망의 색이었다. 1508년도 당시의 기록에 따르면 울트라마린 30그램을 사려면 약 41g의 황금(약 12두카덴)을 지급해야 했다. 라피스 라줄리라는 희귀한 광석에서 추출해야하기 때문에 값이 비쌌다. 1824년에 이르러서야 인공 울트라마린의 제조법이 개발되었고, 대중적으로 퍼지기 시작했다.
인민 블루의 발견에도 흥미로운 이야기가 숨어 있다. 이 색을 발견한 마스 서브라매니언 박사는 고성능 컴퓨터에 쓰일 신소재 개발에 매달리고 있었다. 일산화이트륨과 일산화인듐 그리고 산화망간을 혼합해 만든 물질이 새로운 신소재가 될 것으로 기대했으나, 한없이 푸른빛을 띨 뿐이었다. 기대했던 물질은 얻지 못했지만, 우연히 발견된 인민블루는 그동안의 어떤 연구 업적보다도 대중에게 큰 화제를 불러일으켰고 산업적인 성과를 그에게 안겨줬다.
청색을 만들어내기 위한 과학자들의 노력이 항상 좋은 결말로 끝난 것은 아니다. 18세기의 프랑스 화학자 피에조르셉 마케는 베를린에서 발명된 프러시안 블루 색소를 연구 중에, 그때까지 알려지지 않았던 푸른색의 산을 발견한다. 애거시 크리스티가 작품에 가장 많이 사용한 독약이자, 유대인 대량학살의 도구로 사용됐던 물질, 바로 ‘청산’이었다. 청색을 향한 과학자들의 연구는 지금도 계속되고 있다. 기대되는 최신의 연구도 《블루의 과학》에서 찾아볼 수 있다.

동식물에서 파란색은
왜 보기 어려울까?

식물은 생존을 위해 빛 에너지를 필요로 한다. 특정한 파장의 빛만 흡수하고 여기서 흡수되지 않고 반사되는 나머지 파장의 색들이 우리 눈에 어떤 색으로 비치게 되는데, 그 나머지 색이 파랑 경우가 드문 것이다. 식물계의 모든 색소 가운데 꽃을 푸른색으로 물들일 수 있는 색소군은 단 하나로, 그게 바로 안토시아닌이다. 특히 안토시아닌의 한 종류인 델피니딘 계열의 분자가 많은 푸른 꽃을 피우게 한다. 저자는 이 델피니딘을 푸른 장미의 비밀을 풀 열쇠로 주목한다.
2004년 여름, 최초로 푸른 장미를 재배하는데 일본의 연구진이 성공한다. 2009년부터 일본 국내에 판매가 시작된 이 장미의 이름은 ‘어플로즈’였다. 저자는 산토리 연구소를 찾아가 연구진이 만든 푸른 장미를 확인한다. 하지만 장미는 그리 파랗게 보이지 않았다. 푸른 장미 연구에 몰두하고 있는 한 과학자는 지금보다 얼마나 더 파란 장미를 만들 수 있을지 현재로서는 이야기하기 어렵다고 말한다.
동물의 파란색은 어떨까? 저자는 파란색을 띠는 동물에게서 어떤 비밀을 알아냈을까? 식물의 푸른색과 동물의 푸른색은 어떤 차이가 있을까? 일반적으로 꽃은 색소를 지니고 있어 가시광선의 일부분을 흡수하고 나머지를 반사한다. 그에 반해 새와 물고기, 나비 등에게서 보이는 푸른 계열의 색깔들은 대부분 미세한 표면 조직의 광선을 꺾거나 구부리거나 분산시킴으로써 나타난다. 저자는 이를 이해시키기 위해 비눗방울의 예를 들어 설명한다.
땅 속의 파란 광물에서 시작해 파란색을 얻으려는 인간의 집착, 지금까지의 과학으로도 만들기 힘든 파란 장미의 특별함, 그리고 동물의 푸른빛이 얼마나 정교한 구조에 의한 것인지를 책에서 접하다 보면 자연의 색이 얼마나 경이롭고 신비한지를 깨닫게 된다. 이 책은 파란색으로의 여행을 위한 가장 아름답고 흥미로운 안내서다.

바이에른 방송BR
“파랑에 대해 알아야 할 모든 것.”

독일 제2텔레비전 프로그램 〈관점〉ZDF aspekte
“파란색으로의 여행을 위한 필수 가이드!”

프랑크푸르트 종합신문 일요판Frankfurter Allgemeine Sonntagszeitung
“일화와 연구를 바탕으로 파란색의 과학을 흥미롭게 전달한다.”

독일 라디오방송 쿨투어Deutschlandfunk Kultur
“색과 인간의 관계를 이해하고픈 욕구가 샘솟는다.”

파랑은 과학이다

땅에서 나는 파랑
시각의 동물
수레국화꽃의 비밀
색과 언어의 세계
동물의 푸른빛

여기 푸름이 있었다

찾아보기

그로부터 3년 후, 서브라매니언은 새로운 청색을 발견했다. 처음에는 엄청난 충격이었다고 그는 회상했다. 하루가 지나 다시 연구소에 들러 오븐 속을 들여다본 나도 크게 놀랄 수밖에 없었다. 두 개의 작은 덩어리는 푸른색, 그것도 아주 짙은 푸른색으로 변해 있었다. 마치 누군가 ‘청’이라는 개념 자체를 물질화한 것 같았다. 역사학자 사이먼 샤마(Simon Schama)가 자신이 본 파랑 중 가장 파란색이었다고 말한 바로 그 파랑이었다. _땅에서 나는 파랑(25쪽)

질소 분자와 산소 분자가 파장이 짧은 청색과 보라색을 강하게 반사하기 때문에 원래는 흰색 광선으로 태양을 출발한 빛은 푸른 기가 빠진 상태로 우리에게 도달하게 된다. 그래서 태양은 우리 눈에 노랗게 보인다. 이에 반해 하늘이 파란색으로 보이는 이유는 파란빛이 대기권에서 흩어져 모든 방향에서 우리 눈에 도달하기 때문이다. 이를 물리학적 용어로는 산란광이라고 한다. 미국의 작가 리베카 솔닛은 이를 ‘잃어버린 빛’이라고 부르기도 했다. _시각의 동물(83쪽)

수레국화꽃을 둘러싼 비밀 또한 뢴트겐선의 도움으로 풀 수 있었다. 뚜껑을 열어보니 실로 거대한 구조가 숨겨져 있었다. 6개의 시아니딘 분자와 6개의 보조색소 분자가 하나의 철 원자와 하나의 마그네슘 원자를 마치 수레바퀴 모양처럼 둥그렇게 둘러싸고 있었던 것이다. 푸른 꽃 안에는 이렇게 교묘하고 영리한 구조가 모습을 감추고 있었다. _수레국화꽃의 비밀(135쪽)

《베르너 표준색상집》은 자연에서 따온 표현으로 가득하다. 예를 들면 붉은색에는 피나 장미, 살구꽃에 빗댄 이름이 많고 노란색에는 꿀색, 레몬색, 밀짚색, 사프란색 같은 이름을 붙였다. 녹색 영역에는 잔디색, 사과색, 피스타치오색이 있다. 그런데 유독 파랑은 프러시안블루, 베를린블루, 차이나블루, 인디고블루, 울트라마린 등 자연물의 이름이 아닌 화학이나 예술분야에서 빌려온 명칭이 대부분을 차지한다. _색과 언어의 세계(197쪽)

스픽스앵무새는 하나의 예에 지나지 않는다. 우리가 사는 푸른 별은 시간이 지나면서 색이 점차 뿌옇게 바래는 컬러사진이다. 하나의 색이 바래고 또 다른 색이 생기를 잃는다. 히아신스앵무새는 멸종위기 단계다. 옥색앵무새의 푸른빛은 이미 사라져 돌이킬 수 없게 되었다. 우리가 채 발견하기도 전에 어디선가 소리 없이 멸종해간 푸른 동물들이 있다. _동물의 푸른빛(262쪽)