거품 방울의 거동은 과학 교재이다
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<변종철 제주대학교 화학·코스메틱스학부 교수>

지난 여름에도 수많은 사람들이 바다의 거품에 환호하면서 피서를 즐겼다.시원한 맥주와 탄산 음료수를 마시면서도 거품에 즐거운 미소를 머금고 무더위를 잊었을 것이다. 이 거품의 세계는 음식과 예술을 비롯한 과학 전반에 새로운 문을 열어준다.


바닷물에는 계면활성제 성분이 있어 거품이 한동안 유지된다. 민물에서는 거품을 기대할 수 없다. 그러나, 맑은 물에서도 물을 격렬하게 지속적으로 공기와 섞어주면 거품이 나타난다.


거품이 어디에서 어떻게 만들어지건 비누 거품이 하얀 것처럼 물거품도 하얗다. 바다에서 배가 지나간 자리도 하얗게 보인다. 바닷물을 깨끗한 용기로 떠보면 그저 무색 투명할 뿐이다. 그러나, 바닷물은 푸른색 계통으로 보인다. 여러 측면에서 재미있는 자연현상들이다.


바다의 거품은 민물 거품보다 중요하다. 바다 저 멀리에 있는 거품은 바람이 파도를 형성하는 과정에서 생긴 부산물이다. 물결이 해안에 더 가까워지면 바닥에 다다라  파도와 거품을 만든다. 파도의 포효하는 에너지는 해안을 침식해 대륙을 변화시킨다.


일반적으로 남반구의 바다에 거품이 많다. 적도 남쪽 남위 40도 부근에서는 편서풍이 계속 불고 있다. 근처에 바람을 방해할 육지가 없는 그 광대한 해역에서 마음껏 부는 바람은 거대한 거품 물결을 생성한다.


이런 현상의 결과물은 위성으로부터 영상으로 확인할 수 있다. 이 위성은 지구 전역을 추적하며 해면에 레이더 빔을 비춘다. 이 빔은 물결의 높이와 방향에 따라 상이하게 반사된다. 이 정보는 전 세계 바다의 풍속과 파고를 나타내는 영상으로 바뀐다.


공기와 물이 섞인 접점은 대체로 거품 방울의 영향을 받는다. 이 방울은 바닷물이 대기로 증발하고, 대기 중의 기체가 바다에서 용해될 때 영향을 미친다. 거품의 형성 원리와 거동은 과학 교재이다.


그리고, 방울들이 바다 표면에서 부서지면서 물을 미량이나마 유출한다. 이 때문에 물에 포함된 소금 등의 무기물과 생물 및 유기체의 일부도 공기 속으로 퍼진다.


거품 방울이 대기 속에 퍼뜨리는 소금 입자 등의 물질은 기상현상에도 중요한 역할을 한다. 이들은 대기 중의 수증기가 응축하는 핵을 형성해 구름과 비를 만든다.


대기 속에 전달된 소금은 소금바람(salt air)과 같은 현상도 일으킨다. 소금바람은 바닷가 근처 자동차를 변색·부식시킨다. 내륙과 건조한 사막에서도 소금바람 등이 바위를 풍화시키는 화학적 반응을 촉진한다.


바다의 거품은 바다의 현상 중 하나인 수중음에 영향을 준다. 인간에게 소리는 빛에 비하면 부차적인 자극이다. 그렇지만 바닷물은 게걸스럽게 햇빛을 삼켜버린다. 깊은 해구에서는 생명체의 생물 발광만이 존재한다. 그래서, 해저세계에서는 소리가 빛보다 더 중요한 역할을 수행한다. 바닷물은 소리를 투명하게 전달한다. 이 때 에너지를 별로 잃지 않는다.


거품 방울은 해저 지진의 소란같은 다른 원인으로 만들어진 소리를 전조하는 것으로 알려져 있다. 환언하면 수중 화산에 의해 생긴 거품은 다른 소리를 전달한다. 기본적 주파수와 상음(常音)이 섞인 것이 아니라 단일 주파수로 이루어진 소리가 표현된다.


물은 인간을 비롯한 동·식물의 삶에 근본이며, 이 물에 바람 등 자연적·인위적 작용이 가해지면 거품 방울이 생성된다. 이 거품 방울은 인간의 삶에 다양한 영향을 미친다. 과학이 바로 인간을 지켜주는 지킴이다.

 
 

 


 

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