또 비가 오잖아!

「깨어라!」 아일랜드 집필자

“이런! 또 비가 오잖아!”

당신도 이와 비슷한 말을 해 본 적이 있습니까? 예를 들어, 한여름을 맞아 아일랜드에 있는 대서양 연안의 경치 좋은 곳을 찾아갔는데 비가 온다면 어떻겠습니까? 아마 당신은 아름다운 경치를 즐길 수 있는 따뜻하고 햇살이 좋은 날을 기대했겠지만, 그와는 달리 사나운 바람에다 폭우까지 만나게 됩니다. 그런 경우라면 비에 대해 고마워해야 한다는 사실을 잊어버리기가 쉽습니다. 하지만 비가 없다면 우리 자신도 아름다운 경치도 결코 존재할 수 없을 것입니다!

비는 마치 마르지 않고 공급되기라도 하듯 땅을 적시고 난 뒤에도 반드시 또 내립니다. 어떻게 그러한 일이 가능합니까? 놀라운 순환 체계 덕분입니다. 이러한 순환 체계의 가장 중요한 세 가지 단계—증발, 응축, 강수(降水)—를 잠시만 살펴보더라도, 생명 유지에 필수적인 이 체계가 결코 되는대로 돌아가는 것이 아님을 분명히 알 수 있습니다. 한 참고 문헌에서는 이 체계가 “확정된 불변의 법칙들에 따라 작용하는” 복잡하게 설계된 과정이라고 설명합니다.

증발

지구 상의 물의 약 97퍼센트는 대양에 담겨 있습니다. 나머지는 대부분 빙하를 이루고 있거나 호수와 대수층에 보존되어 있습니다. 물론 대양의 물은 마실 수 없습니다. “늙은 선원의 노래” *라는 시에 나오는 고뇌에 찬 뱃사람의 부르짖음을 빌리자면, 대양에는 ‘물, 사방에 물뿐이지만 마실 물은 한 방울도 없습니다.’

대양의 물이 마실 수 있는 물이 되려면 길고도 복잡한 과정을 거쳐야 합니다. 우선 대양의 물은 증발해서 기체 즉 수증기가 됩니다. 태양열은 매년 육지와 바다로부터 40만 세제곱킬로미터에 달하는 물을 대기중으로 증발시킵니다. 엘리후라는 고대의 한 남자는 그러한 과정에 대한 공로를 하느님께 돌리며 다음과 같이 말했습니다. “그분은 바다에서 물방울들을 끌어올리시고 그분이 만드신 안개로부터 비를 방울방울 떨어뜨리신다네.”—욥 36:27, 「신 영어 성서」.

공중으로 400킬로미터도 넘게 뻗어 있는 대기는 그 자체가 “거의 믿을 수 없을 정도로 복잡한 체계”를 이루고 있습니다. 물의 재순환은 땅에서 10에서 20킬로미터  높이까지의 대기에서 이루어집니다. 대류권이라고 부르는 이 영역을 가리켜 「연약한 물의 행성」(Our Fragile Water Planet)이라는 책에서는 “지표면과 맞닿아 있는 곳으로 구름과 비와 눈과 허리케인과 토네이도가 생성되는 영역”이라고 묘사합니다.

공기는 더우면 더울수록 더 많은 물을 보유하고 있을 수 있습니다. 따뜻하고 바람이 잘 부는 날에 빨래가 더 빨리 마르는 것도 바로 그러한 이유 때문입니다. 그러므로 가장 많은 물을 보유하고 있는 것은 열대 지방의 대기입니다. 당신은 이런 질문이 생길지 모릅니다. ‘그러면 그 모든 물이 어떻게 물이 필요한 다른 장소들로 이동하는 걸까?’ 지구를 에워싸고 있는 강력한 풍계(風系)가 그러한 일을 가능하게 해 줍니다. 풍계가 생기는 이유는 지구가 지축을 따라 자전하는 방식으로 인해 그리고 지표면의 어떤 부분들이 다른 부분들보다 온도가 더 높아짐으로 인해 대기가 끊임없이 요동하는 상태에 있기 때문입니다.

요동하는 지구의 대기에는 거대한 기단이 있는데, 기단이란 넓은 지역에 걸쳐 있으며 온도가 대체로 비슷한 공기 덩어리를 말합니다. 기단의 크기는 얼마나 됩니까? 기단의 면적은 수백만 제곱킬로미터에 달할 수 있습니다. 따뜻한 기단은 열대 지방에서 생성되며, 차가운 기단은 북극과 같은 극지방에서 생성됩니다. 이러한 기단들은 대기 중에서 물을 운반하는 거대한 운반 장치 역할을 합니다.

또 하나의 놀라운 설계 솜씨를 대기 중의 수증기의 움직임에서 엿볼 수 있습니다. 그러한 움직임은 열을 열대 지방과 같은 과열 지역으로부터 열을 필요로 하는 지역으로 운반해 줍니다. 그러한 움직임이 없다면 지구의 일부 지역은 사정없이 계속 더 뜨거워질 것입니다.

 응축

수증기가 대기 중에서 매우 중요한 기능들을 수행하기는 하지만, 계속 대기에 남아 있기만 한다면 분명 땅에 물을 공급하는 데에는 거의 소용이 없을 것입니다. 예를 들어, 사하라 사막 상공의 대기는 상당한 양의 수분을 보유하고 있지만, 그 지역은 메말라 있습니다. 어떻게 해서 대기 중에 있는 수분이 땅으로 되돌아옵니까? 수분은 우선 응축을 통해 다시 액체 상태가 됩니다.

당신은 아마 욕실의 뜨거운 샤워기에서 나오는 따뜻한 공기가 차가운 유리창이나 거울에 닿을 때 수증기가 응축되는 것을 본 적이 있을 것입니다. 일부 공기가 기온이 더 낮은, 고도가 높은 곳으로 상승하면서 온도가 떨어질 때도 그와 비슷한 현상이 일어납니다. 공기를 상승하게 만드는 것은 무엇입니까? 따뜻한 기단이 밀도가 더 높고 온도가 더 낮은 기단에 의해 위쪽으로 밀려 올라가면서 그러한 현상이 생길 수 있습니다. 어떤 경우에는 산들로 인해 공기가 위쪽으로 밀려 올라가기도 합니다. 다른 경우로서, 특히 열대 지방에서는 공기가 대류에 실려 위쪽으로 이동할 수도 있습니다.

당신은 이런 질문이 생길지 모릅니다. ‘하지만 대기 중에 이러한 수증기가 응축되어 부착될 만한 무슨 물질이 있을까?’ 대기 중에는 연기와 먼지와 바닷소금 입자와 같은 극히 작은 입자들이 가득합니다. 일부 공기의 온도가 내려감에 따라 수증기는 그러한 미세한 응결핵에 응축됩니다. 그리하여 미세한 물방울들이 눈에 보이는 구름을 형성합니다.

그렇게 형성된 물이 즉시 땅으로 떨어지는 것은 아닙니다. 이유가 무엇입니까? 어쨌거나 물은 공기보다 밀도가 800배나 높은데 말입니다. 그 이유는 구름을 구성하는 각각의 물방울들이 너무도 작고 가볍다 보니 기류 속을 떠다닐 수 있기 때문입니다. 앞서 언급한 엘리후는 물의 순환의 일부인 그러한 매혹적인 현상에 대해 놀라움을 금치 못하며 “머리 위에 떠 있는 구름, [창조주의] 완전한 기술이 이룬 놀라운 일”이라고 말하였습니다. (욥 37:16, 신 영어 성서) 당신 머리 위의 하늘에 두둥실 떠 있는 솜털 같은 작은 구름이 100톤에서 1000톤이나 되는 수분을 함유하고 있을 수 있다는 사실은 정말 놀랍지 않습니까?

강수

많은 구름은 비를, 아니 정확히 말하자면 강수를 전혀 만들어 내지 않습니다. 어떻게 물이 대기로 올라가고  어떻게 구름이 하늘을 떠 다니는지를 설명하기란 비교적 쉬운 일입니다. 한 저술가는 “정말 어려운 것은 어떻게 물이 [다시] 땅으로 떨어지는지를 설명하는 일”이라고 말합니다.—「대기가 제기하는 어려움」(The Challenge of the Atmosphere).

한 개의 작은 빗방울이 만들어지려면 “구름을 구성하는 미세한 물방울이 100만 개 이상” 필요할 수 있습니다. 하늘을 떠다니며 구름을 구성하는 이 미세한 물방울들이 무엇 때문에 분당 약 10억 톤씩 매일 땅으로 떨어지는 물로 변화되는지 속 시원히 대답해 줄 수 있는 사람은 아무도 없는 것 같습니다. 구름을 구성하는 미세한 물방울들이 단순히 서로 결합하여 더 큰 빗방울을 이루는 것입니까? 어떤 경우는 그렇습니다. 열대 지방과 같은 곳에서는 빗방울이 그런 식으로 형성되는 것 같습니다. 하지만 그것만 가지고는, 아일랜드의 대서양 연안과 같은 곳에서 “빗방울이 형성되는 수수께끼”는 도저히 설명할 길이 없습니다.

이곳 아일랜드의 대서양 연안에서는 구름을 구성하는 미세한 물방울들이 단순히 결합하는 것이 아닙니다. 물방울들은 사람이 온전히 이해하지 못하는 방법으로 미세한 얼음 결정들을 형성합니다. 그러한 결정들이 한데 모여 “자연 최고의 걸작품 중 하나”로 일컬어지는 눈송이를 형성합니다. 눈송이들은 점점 커지고 무거워짐에 따라 상승 기류에 휩쓸리지 않고 땅으로 떨어지기 시작합니다. 날씨가 눈이 내릴 만큼 충분히 추울 경우, 그러한 눈송이들은 눈으로 내리게 되며, 보통 한번 눈이 오면 셀 수 없이 많은 눈송이들이 떨어집니다. 하지만 눈송이들이 떨어지면서 따뜻한 공기층을 통과하게 되면 녹아서 빗방울이 됩니다. 그러므로 눈은 비가 얼어서 된 것이 아닙니다. 오히려 적어도 온대 지방의 경우, 대부분의 비는 눈으로 시작하지만 땅으로 떨어지다가 녹아서 비가 되는 것입니다.

그러므로 비는 아직도 완전히 이해되지 않는 복잡한 과정을 거쳐 엄청난 거리를 여행한 뒤에야 땅으로 되돌아오게 됩니다. 때때로 비가 당신이 개인적으로 계획한 일이나 하고자 하는 일에 방해가 될 수 있는 것은 사실입니다. 하지만 이 놀라운 순환 체계 덕분에 우리는 결코 중단되는 일 없이 물을 공급받게 됩니다. 그렇습니다. 비는 참으로 축복입니다. 따라서 아마 다음번에 비가 당신의 얼굴에 떨어지는 것을 느끼게 되면, 하느님께서 주신 이 선물에 대해 감사하는 마음이 조금 더 생길 것입니다.

[각주]

[14면 네모와 도해]

우박의 형성 과정

「기후」(Weather)라는 책은 이렇게 언급한다. “우박은 기류가 소용돌이치는 커다란 뇌운이 만들어 내는 독특한 산물이다.” 구름을 구성하는 미세한 물방울들이 뇌운 속에 있는 미세한 응결핵에 응축되면, 때때로 그것들은 강한 상승 기류에 실려 기온이 어는점 이하인 구름의 상층부로 휩쓸려 올라가게 된다. 어는점 이하의 그러한 온도에서 다른 미세한 물방울들은 생성 초기 단계에 있는 빗방울에 응축되어 즉시 얼어버린다. 그러한 과정이 여러 차례 반복되는 동안, 얼어붙은 빗방울은 위아래로 오르내리며 기온이 어는점 이하인 층을 들락날락한다. 매번 그러한 과정이 일어날 때마다 얼어붙은 빗방울은 새로운 얼음층을 덧입으면서 점점 더 무거워지는데, 마치 겹겹이 싸인 양파와도 같이 얼음층이 점점 많아진다. 마침내 그 얼음 덩이는 아주 무거워져 구름 속의 상승 기류에 휩쓸리지 않고 고체 상태로 땅으로 떨어지는데, 이것이 우리가 알고 있는 우박인 것이다. 「대기와 날씨와 기후」(Atmosphere, Weather and Climate)라는 책에서는 “때때로 우박은 무게가 각각 760그램이나 나가는 초대형이 될 수도 있다”고 설명한다.

[도해]

(온전한 형태의 본문을 보기 원한다면, 출판물을 참조하십시오)

우박

↑ 상승 기류

결빙 고도.........................

↓ 하강 기류

[15면 네모와 삽화]

알고 있었습니까?

전 세계의 대기 중에 담겨 있는 물의 양은 평균적으로 약 열흘 치의 강수량을 충족시킬 정도에 불과하다.

한 차례의 여름 뇌우는 제2차 세계 대전 중에 히로시마에 떨어진 폭탄 12개와 맞먹는 에너지를 방출할 수 있다. 세계적으로 매일 약 4만 5000번의 뇌우가 발생한다.

대기는 주로 직접적인 태양열로 가열되는 것이 아니다. 대부분의 태양열 에너지는 대기를 곧장 통과해 버린다. 대기는 가열된 지표면에서 다시 대기로 복사되는 에너지에 의해 가열된다.

물은 지구 상에 풍부히 있는 물질 가운데, 같은 지역에서 서로 다른 세 가지 상태—고체, 액체, 기체—로 동시에 존재하는 유일한 물질이다.

안개는 단지 구름이 지표면에 형성된 것일 뿐이다.

[16, 17면 도해와 삽화]

(온전한 형태의 본문을 보기 원한다면, 출판물을 참조하십시오)

지구 상의 물의 97퍼센트는 대양에 담겨 있다

태양열은 물을 증발시킨다

수증기가 응축하여 구름을 형성한다

구름은 강수를 통해 수분을 내려 보낸다

빗방울과 눈송이