물과 생명
2020년 10월 '사이언스,'가디언' 지 등 주요 언론에 달에 상당량의 물이 존재한다는 두 편의 연구 논문이 발표되었다. 첫번째 논문은 달 표면, 특히 달의 남극 영구 음영지역으로 갈수록 양질의 물이 다량 존재하고 있음을 확인해 주고 있다.
두번째 논문은 예상보다 훨씬 더 많은 지역에서 물이 발견되고 있다고 한다. 온도가 영하 163°C 아래로 내려가 있는 어두운 음영지역에 운석이나 혜성, 기타 달 표면에 충돌한 물질들로 인해 생겨나고 낮은 온도로 인해 바위나 토양 속에 서리 모양으로 보존돼 있는 것으로 판단한다.
이렇게 달에서 물의 흔적을 찾고 연구하는 이유는 무엇일까? 바로 물의 존재가 생명체가 존재할 가능성을 말해주는것과 같기 때문이다.
생명의 시작 물
물은 생명 활동에 중요한 역을 한다. 35억년 전 원시 바다에 최초로 나타난 단세포생물돌 물과 이산화탄소로 광합성의 재료를 얻어 살아갈수 있었다. 지구 상에 물이 없었다면, 어떤 생명체도 존재하지 않았을 것이다. 이렇게 생명활동에 중요한 물의 성질에 대해 알아보자.
물은 한 개의 산소 원자와 두 개의 수소 원자가 결합된 형태(H2O)이 물분자로 이루어져있다. 그리고 인체의 70%는 물. 물은 몸은 인간의 생명을 유지하는 가장 기본적인 구성요소이다.
물은 외부 온도의 변화에도 쉽게 온도가 변하지 않아 몸속이 대부분 물로 이루어진 생물체는 외부 온도에 크게 영향받지 않고 체온을 유지하며 항상성을 유지한다.
사람은 몸의 온도가 올라가면 체온을 조절하기 위해 몸속의 물을 바깥으로 배출한다. 이것이 바로 땀이다. 물1g이 수증기로 바뀌는데 약 500cal의 기화열(액체가 기체로 변하면서 주변의 열량을 빼앗는것)이 필요한데, 땀이 증발할 때에는 땀의 양보다 더 많은 열을 필요로 함으로 체온을 내려가게 한다.
재미있는 물의성질
물의 특별한 성질중 하나늠 온도와 밀도의 관계에 있다. 대부분의 물질은 온도가 높을수록, 밀도가 높을수록 무겁다. 그래서 액체보다 밀도가 높은 고체가 더 무거운게 일반적이다. 하지만 물의 경우는 좀 다르다. 물은 영상4도에서 가장 무겁다. 온도가 그보다 떨어지면 가벼워지고 물이 얼어서 얼음이 되면 물보다 밀도가 낮아서 물 위에 떠오르게 된다. 물의 이런 성질 덕분에 추운 겨울에 강이나 바다가 얼더라도 얼음 아래 물 속에서 생물들이 갈아갈수 있는 환경을 만들어준다.
*물의 증발? 기화?
물 표면에는 장력이 작용해서 물 분자들이 외부로 흩어지지 못한다. 하지만 열이 가해지면 물 분자가 가진 운동 에너지가 증가해 물은 기체로 변해버린다. 증발은 끓는점 아래의 온도에서 액체가 기체로 변하는 현상이다 젖은 빨래를 널어두면 빠빨래가 마르는 것은 물이 증발하기 때문이다. 기화는 물이 끓어 공기중으로 날아가는현상이다. 그릇에 물이 끓을 때 그릇 바닥부터 기포가 발생하여 기화 하는데 그 이유는 아래에서 열이 가해지고 그곳의 물 분자가 먼저 열을 받아 기화하기 때문이다.
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