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공기가 지구의 풍경을 바꿨어!

물질로 보는 문화 시리즈 1권. 보이지는 않지만 우리 주변 어디나 있는 공기. 공기 덕분에 지구는 생명체로 가득할 수 있었고, 인류는 공기를 이용해 과학 기술을 발전시킬 수 있었다.
공기는 수억 년간 만들어지면서 생명체가 살아가기에 적절해졌고, 호흡하는 식물과 동물이 나타났다. 그러다 수백만 년 전에 탄생한 인간은 공기로부터 생명력을 얻는 데 그치지 않고 공기를 이용하기 시작했다. 공기의 움직임을 이용한 배를 만들어 새로운 대륙으로 이동하거나 비행기를 만들어 하늘을 날았다. 물을 끓여 나온 공기의 힘을 이용해 기계를 움직이고, 산업 혁명을 일으키기도 했다. 하지만 지금 인류의 발전과 함께한 공기가 너무 뜨거워져 위험에 처했다. 무슨 일이 벌어지고 있는 걸까? 인류와 함께 걸어온 공기를 통해 과학, 환경, 역사를 엿본다.

■ 나무도 로켓도 공기가 필요해!
나무가 자라고 높이 솟아오르려면 공기의 도움이 꼭 필요하다. 식물은 호흡과 광합성을 하며 성장하는데, 호흡하는 과정에서 공기를 들이마셔야 한다. 그리고 식물이 광합성을 위해 햇빛을 받을 때 햇빛이 아주 뜨겁지 않고 적당할 수 있는 것도 지구에 두꺼운 공기층, 즉 대기권 덕분이다. 대기권은 생명체에 해로운 자외선을 대부분 흡수하고 이로운 태양 에너지를 받아들인다. 게다가 공기층은 지구가 차가워지지 않도록 태양열을 잘 가두는 역할도 한다.
인간은 공기의 힘을 이용해 배를 움직이고 하늘을 날며 세계 곳곳을 탐험했다. 그리고 우주까지 탐험의 영역을 넓혔는데, 우주로 발사하는 로켓도 공기가 꼭 필요하다. 로켓은 연료를 태워 발생하는 가스의 힘으로 하늘 높이 날아오른다. 그런데 연료를 태우려면 반드시 산소가 필요해서 로켓 안에 산소 탱크를 넣어 둔다. 산소가 없는 우주에서도 로켓이 날 수 있는 이유가 로켓이 공기를 담고 있기 때문이다.
친구의 목소리나 멀리서 동전이 떨어지는 소리를 들을 수 있는 것도 공기 덕분이다. 소리는 공기의 진동을 통해 우리 귓속으로 들어와 어떤 소리인지 전달되는 것이다. 냄새도 마찬가지로 공기가 필요한데, 냄새 분자가 공기 속에서 퍼져 나가기 때문에 우리가 코로 냄새를 맡을 수 있는 것이다.

■ 뜨거운 공기가 위험해!
산업 혁명이 일어나는 데는 증기 기관이 큰 역할을 했다. 18세기에 만들어진 증기 기관은 석탄을 태워 물을 끓여서 나온 뜨거운 공기, 즉 증기의 힘으로 움직이는 기계다. 기계의 힘으로 물건을 만들기 시작하자 값싸고 질 좋은 상품이 생산됐다. 더불어 상품과 재료를 나르기 위해 증기 기관차가 만들어지고 교통도 크게 발전했다. 결국 사람들의 전반적 생활을 바꾸게 된 산업 혁명이 시작된 것이다.
산업 혁명 이후 사람들의 생활은 편리해지고 좀 더 잘살게 되었지만, 한편 지구를 뒤덮던 공기는 고통받기 시작했다. 상품을 생산하기 위해 공장은 끊임없이 석탄이나 석유를 태워 기계를 돌렸다. 공장 굴뚝에서는 검은 연기가 하늘을 뒤덮었고, 거리에서는 자동차 배기가스가 쏟아져 나왔다. 이때 나온 이산화탄소, 메탄 등 온실가스가 공기 사이를 비집고 들어가면서 지구는 점점 뜨거워지고 있다. 지구의 공기가 뜨거워지자 이상기후가 곳곳에서 발생하고, 북극곰은 살 곳을 잃고 지구의 생태계가 위협받고 있다.
인간의 편리를 위해 마음껏 사용했던 공기, 이대로 가만히 놔둬도 괜찮을까? 공기로부터 생명도 얻고 기술 발전의 혜택도 받았다면 이제는 과거 지구를 단단하게 만들었던 공기로 되돌릴 필요가 있지 않을까?

■ 인류를 바꾼 ‘물질로 보는 문화’ 시리즈!
고대의 철학자들은 ‘물, 불, 공기, 흙’을 우주를 이루는 기본 요소인 4원소라 불렀다. 비록 각 물질마다 어떤 성분으로 이루어져 있는지는 몰랐지만 사람이 살아가는 데 가장 중요한 물질이라는 건 깨달았던 것이다. 그래서 고대인뿐만 아니라 현대인에게도 가장 중요한 물질인 ‘물, 불, 공기, 흙’을 통해 인류 역사의 변천과 과학, 환경, 사회 전반을 두루두루 살펴보기 위해 ‘물질로 보는 문화’ 시리즈를 만들었다.

첫 번째 풍경 숨 쉬는 생명체가 나타나다
지구의 탄생
녹색 세균 남조류
식물의 광합성
동물의 호흡
숨 쉬는 나의 몸
왜 숨을 쉬어야 해?
공기가 대체 뭐야?
공기의 특징
지구의 방패, 대기권

이것도 공기라고?_공기가 만든 빛깔

두 번째 풍경 공기를 타고 멀리멀리
소리의 정체는 떨림
소리를 통해 모이는 사람들
열을 품은 공기, 바람
신대륙을 발견하게 한 바람
냄새 분자가 두둥실
냄새를 풍기는 궁전
공기 속에 바이러스가
세상을 바꾼 전염병

이것도 공기라고?_불은 공기가 꼭 필요해
세 번째 풍경 공기를 가르며 날다
하늘을 날겠다는 꿈
하늘을 날게 한 공기
새처럼 날개를 달다
날개를 떠받치는 공기의 힘
라이트 형제, 하늘을 날다
하늘 너머 우주로

이것도 공기라고?_공기를 담은 발명품

네 번째 풍경 이로운 공기, 해로운 공기
산업 혁명의 뜨거운 공기
칙칙폭폭 증기 기관차
산업 혁명이 바꾼 풍경
스모그와 미세 먼지
지구의 폐를 지켜라
뜨거워지는 공기
구멍 난 오존층
북극곰을 구하려면

이것도 공기라고?_공기가 만든 무서운 바람