안녕, 지구의 과학

들어가는 글

1부 땅과 돌

1. 물질의 결합: 나눔과 공유 011
2. 작으나 위대한 존재: 모래 020
3. 1억 년의 시간: 북한산 028
4. 가장 오래된 돌과의 대화: 변성암 037
5. 두 다리 사이로 20억 년: 지층의 부정합 042
6. 인간과 자연이 그린 땅의 역사: 지질도와 지도 054
7. 암석에서 우주를 보다: 암석과 광물의 미시 세계 063
8. 자연과 인간의 이야기: 부침바위와 세검정 070
9. 사람을 닮은 돌: 마애석불과 석굴암 079
10. 경계와 문명: 판구조론 088

2부 대기와 바람 그리고 물

11. 온 하늘을 덮는 구름: 비와 구름 101
12. 균형과 불균형 사이: 온대저기압과 편서풍 파동 110
13. 섞임에 대하여: 혼합층 118
14. 바람과 물의 흐름: 에크만수송 125
15. 움직여서 균형을 맞추다: 지형류와 지균풍 132

3부 하늘과 우주

16. 하늘의 별, 땅의 별: 천문학의 시작 141
17. 빛이 중력을 뚫고 나오기까지: 태양 151
18. 보이는 것과 실제: 밝기 등급 161
19. 한옥과 중국 가옥: 남중고도 171
20. 8월의 크리스마스: 달력 182
21. 무엇이 중심인가: 좌표계 188
22. 우리는 무엇을, 왜 분류할까?: H-R도로 본 별의 진화 197
23. 〈월하정인〉 이야기: 달의 공전과 위상 변화 204
24. 같은 혹은 반대의 회전에 관하여: 기조력과 은하의 나선팔 213
25. 거대한 네트워크: 우주, 뉴런, 인간의 길, 숲, 예술작품 222

맺음말

교과서가 제시한 지구의 과학을 조금 다른 각도로 바라보며 쓴 이 글에서 자연과학과 사람에 관한 이야기가 서로 만나고 이어지기를 기대한다. 돌의 결합 규칙성에서 나눔과 공유를 끄집어내 보기도 하고, 산의 바위가 우리 앞에 오기까지 겪은 힘과 시간을 생각해보았다. 흐르는 물과 바람으로부터 균형과 불균형의 역동성을, 하늘의 천체로부터 보이는 것과 실제 그러한 것의 차이를 읽어보았다. 우주의 거대 구조와 자연의 길, 그리고 인간의 길 혹은 무늬가 서로 연결될 수 있음을 이야기했다. ─ ‘들어가는 글’에서

염화나트륨은 바닷물의 염류 중 하나이다. 바닷물을 짜게 하는 대표 주자이다. 나트륨은 가장 바깥 전자껍질의 전자가 1개이다. 가장 바깥 전자껍질의 전자가 8개가 되기 위해서는 다른 원소로부터 7개를 끌어오든지 아니면 자신의 전자 1개를 버리면 된다. 염소 원자는 가장 바깥 전자껍질의 전자가 7개이다. 염소 원자는 7개를 버리기보다 1개를 얻어오는 것이 훨씬 나을 것이다. 만약 나트륨 원자가 사람이라면 어떻게 하는 것이 효율적일까? 당연히 내가 가진 1개를 필요한 다른 이에게 나눠주면 나도 비활성 기체처럼 안정적으로 되고, 필요한 사람이 그 하나를 받아 그도 안정화될 수 있다.
이처럼 이온결합은 나에게 남는 전자를 나눠서 필요한 이에게 주는 것과 같다. 그럼으로써 서로 안정적으로 결합하여 상생하는 것이다. 나눔의 미덕이 자연 세계에 숨어있다.

날이 맑았다가 비가 오고, 바람이 불고, 구름의 모습이 다양하게 바뀌는 그 모든 것이 그냥 일어나는 것이 아니었다. 상공에서의 편서풍 파동이라는 운동이 지상 공기의 하강과 상승을 끌어내며 날씨의 변화를 이끌고 있다. 날씨의 변화를 주는 거대한 힘이 있었다. 그 힘은 균형과 불균형 사이의 몸부림에서 탄생하였다. 균형과 불균형이 날씨와 세상의 생명을 변화시키고 있었다. 마치 냉정과 열정 사이에서 삶이 이어지듯 이 지구는 균형과 불균형 사이에서 그 모든 생명을 잇고 있다.