"깨달음의 과학적 접근"

이 책에 대한 정의를 한 마디로 하라면 난 이렇게 말할 것이다.

이 책은 분명 과학 책이다.

처음부터 끝까지 과학적 팩트로 가득하다.

하지만 책장을 넘기는 순간마다 느껴지는 전율은 차라리 종교적 '깨달음'에 가깝다.

2022년 현재, 대한민국에 살고 있는 우리는 '인류'라는 거대한 역사에 의해 규정된다.

인류의 역사 역시도 '지구'라는 독특한 환경을 지닌 행성에 의해 만들어질 수 있었다.

그리고 지구는 137억년이라는 우주의 탄생에서 비롯되어 장구한 역사를 거쳐 오늘날에 이른다.

다시말해 지금 우리가 하고 있는 그 어떠한 행위도 극단적인 끝으로 그 원인을 되짚어보면 '빅뱅'이라는 우주 탄생의 순간과 맞닥뜨리게 된다.

이 책은 그 '우주의 탄생' 그 자체부터 우주의 탄생을 연구하고 탐구하는 우리 '의식'의 출현까지를 단 하나의 타임라인과 반박할 수 없는 과학이라는 언어로 통섭하고 있다.

종교적으로 생각했던 자아의 실체가 과학적으로 한 겹 한 겹 벗겨질 때 마다 느껴지는 전율은 직접 경험해보지 않고는 알 수 없을 것이다.

따라서 이 책은 과학책이 아니다.

인간이 인간답게 살기 위해 누구나 알아야 하는 '교양필수'와 같은 책이다.

월말 김어준의 박문호 박사님 편을 들으면 대략 정신이 멍해집니다.
수억년의 방대한 시간의 이야기를 과학으로 간략하게 정리해가는 내용인지라 머리를 풀가동해야 되지만
모든 과학들... 물리, 화학, 지구과학, 생물 등등 모두다 총 동원되어야 하기 떄문입니다.

이걸 말로만 들어서는 어렵다 싶었는데 드디어 책이 나왔습니다.
빅뱅부터 인간의 의식까지 가는 긴 여정을 다루고 있습니다.

너무도 거대한 이야기 이지만 우리가 인식해야만 의미가 있는 내용이지요.
저 우주라는 광대한 공간은 우리가 인식해야 의미가 있습니다.
물론 인식하지 않아도 우주는 아무 상관이 없겠지만
우리 의식은 우주가 만들어낸 걸작품 중 하나라고 할수 있습니다.

그 의식이 탄생하기 위해서 빅뱅으로 탄생한 우주는 별들을 만들고 행성을 만들었습니다.
그 행성은 대지와 바다를 만들고 온도를 일정하게 유지하게 하고 궁극적으로는 생명체를 탄생시켰습니다.
그리고 그 생명체중 기묘한 인간이 등장하게 되었지요.

그 일련의 과정은 숨가쁘게 넘어가지만 수억년이 몇줄의 문장으로 넘어갑니다.
어쩌면 간단한 원리가 광대한 시간 속에서 실현이 되어가는 것이지요.

흥미롭고 여러번 읽어봐야 될 내용들이어서 다시 팟캐를 듣고 읽어야 겠습니다.

관심 있는 분들의 일독을 권합니다.

박문호 박사의 빅히스토리 공부. 박문호 지음, 김영사 간행 1.

 월말 김어준의 팟빵 방송을 통하여 박문호 박사님의 강의를 듣고, 화석 관련 책도 보고, 지질시대에 대한 이해도 되어서 호기롭게 책을 구입했습니다. 하지만 중학교 때 예쁘신 여선생님이 가르치시던 생물시간이 기억났지만 단지 미토콘도리아만 불러냈을 뿐이었습니다. 완전히 먹통이 되었습니다. 그래서 방법을 달리해서 목차를 보면서 용어를 잠깐 정리하고 이 책을 읽었다고 하렵니다. “책은 반드시 읽기 위해서 구입하는 것은 아니다.”는 말을 떠올려봅니다.

1. 빅히스토리

히스토리는 역사란 말인데, 시대의 범위를 넓혀 우주의 탄생부터 인간 의식의 출현까지를 다루는 역사를 아마도 빅히스토리라고 부르는가 봅니다. 사실 박문호 박사님의 설명을 들으면서 가장 놀랐던 것은 ‘광물과 생물의 공진화’라는 개념이었습니다. 어떻게 생명이 광물과 함께 진화할 수 있는지 의문이었지만 박사님의 설명을 들으며 이해할 수 있었습니다. 그래서 저는 빅히스토리라는 말을 과학 개념으로 인정합니다. 이하 책에서 내용을 정리한 내용입니다. 박사님의 글을 그대로 옮겼습니다.

2. 슈퍼플룸

대륙의 성장은 맨틀 대류에서 시작한다. 19억 년 이전(선캄브리아기의 원생누대는 25억 년 전~5억 4,200만 년 전)에는 맨틀 대류가 상부 맨틀과 하부 맨틀로 나뉘어 이루어졌다고 추정된다. 지구의 대륙은 바다 가운데 섬들이 나열된 호상열도 형태였다. 해양판은 약 1,000개 정도의 작은 판으로 나뉘어 초기 대륙 아래로 빠른 속도로 섭입(지구의 표층을 이루는 판이 서로 충돌하여 한쪽이 다른 쪽의 밑으로 들어가는 현상) 되었다. 원생대 이전의 지구 맨틀은 현재보다 온도가 약 300도 이상 높았다고 추정된다. 두께 30킬로미터 정도로 섭입 된 해양판은 높은 맨틀 온도 때문에 섭입과 동시에 부분적으로 용융되어 대륙판 아래로 첨가되었다. 해양판의 섭입 과정이 반복되면서 마그네슘 함량이 높은 마그마가 굳어져 대륙 지각이 형성되었고, 250킬로미터 두께의 단단한 대륙 중심부 영역이 존재하게 되었다. 이러한 과정으로 생성된 대륙의 단단한 심에 해당하는 지질 구조를 강괴(craton)라고 한다.

19억 년 전 이후 지구 맨틀이 서서히 식었기 때문에 해양 지각은 대륙 지각으로 섭입 되는 과정에서 용융되지 않았다. 오히려 맨틀이 더 깊이 내려가 670킬로미터 지점에서 축적되었다. 해양 지각이 섭입 되어 1억~4억 년 주기로 쌓이는 지하 670킬로미터 지점을 기준으로 상부 맨틀과 하부 맨틀로 구분된다. 상부 맨틀과 하부 맨틀의 경계 지역에 수억 년 동안 축적된 해양판 잔류물의 무게가 임계치에 도달하면 일시에 외핵으로 낙하한다. 이렇게 낙하하는 대규모 해양판 잔류물들은 상대적으로 온도가 낮아서 이를 콜드플룸(cold plume)이라 한다. 콜드플룸이 외핵의 표층으로 낙하하면 액체 상태의 외핵이 유동하여 다른 쪽으로 거대한 마그마의 상승 흐름을 일으키는데 이것을 핫슈퍼플룸(hot super plume)이라 한다. 아프리카 대륙 아래에는 상승하는 거대 핫플룸이 있다. 상승하는 거대 플룸의 영향으로 약 300만 년 전부터 홍해가 생성되었고 동아프리카 지구대는 계속 분열하여 새로운 바다가 생겨날 수 있다.

외핵에서 출발한 거대한 슈퍼플룸은 19억 년 전부터 시작되었으며 원생대에서 신생대까지 대륙의 이동에 결정적인 역할을 했다. 현재 지구과학이론은 대륙판과 해양판의 이동에 관한 판구조 이론과 외핵에서 상승하는 슈퍼플룸 이론이 결합하여 지각 판들의 움직임을 지구 전체의 관점에서 설명한다.

김영사에서 나온 '박문호 박사의 빅히스토리 공부'책 구입하게 되어 리뷰 간단히 남겨봅니다. 색인 부분까지 모두 포함해서 총 284쪽 분량이었고, 사이즈는 책표지 기준으로 가로 약 17.8cm, 세로 약 24.2cm, 두께 약 1.9cm정도 되었습니다. 책에서는 '제 1장 빅뱅과 초기 우주'부터, 제 4장 인간과 의식의 진화'까지, 크게 네 부분으로 나눠볼 수 있었습니다. 우주부터 인간까지 다양한 지식을 넓혀나갈 수 있는 기회가 된 것 같아서 유익했습니다. 종이질도 좋아보이고 양장으로 되어 있는 책으로, 선물하기도 무난할 듯합니다. 추천합니다.

4. 1차 산소혁명

대기 중의 산소 분자는 지구 표층의 광물을 산화한다. 산소는 대기 중에 1% 정도만 존재하는데도 산소로 인해 지구 표면 대부분의 물질이 산화된다. 산소 원자는 6개의 전자를 가지기 때문에 전자 2개를 더 획득하면 불활성 기체인 네온의 전자 배치가 되어 안정될 수 있다. 그래서 산소 원자는 주변의 분자에서 전자 2개를 획득하지만 전자를 잃은 분자는 산화된다. 46억 년 전부터 20억 년 전까지 지구 대기의 주성분은 질소 분자와 이산화탄소 분자였다. 대략 36억 년 전부터 시작한 시아노박테리아의 물 분해형 광합성으로 20억 년 전부터 대기 중에 산소가 1% 정도 축적되었다.

지구의 자기장은 약 27억 년 전부터 시작되어 태양풍을 차단하는 등 지구 대기층의 보호막이 되었고, 약 24억 년 전부터 오존층이 태양 자외선을 흡수해 주었다. 24억 년 이전의 원핵세포인 박테리아들은 자외선이 감쇄된 바닷속에서만 생존할 수 있다. 바닷물 속의 시아노박테리아는 물 분해형 광합성 과정에서 생겨난 산소 분자를 바닷물 속으로 방출했다.

대기 중 산소 분자에 의한 대륙의 대규모 산화 현상을 1차 산소혁명이라 한다. 20억 년 전까지는 대략 1,000여 종의 광물만 존재했지만 1차 산소 혁명으로 지구의 광물은 4,000종 이상이 되었다. 1차 산소혁명을 통해 지구 표층에 다양한 산화 광물이 출현했다. 대기 중 산소 분자가 축적되면서 산소를 사용하는 미토콘도리아의 산소 호흡이 진화되어 원핵세포에서 진핵세포가 출현하기도 했다. 미토콘도리아의 호흡은 산소 분자에서 물 분자가 합성되는 환원 과정인데 설명은 책을 보시면 된다. 난 이해가 어려웠다.

5. 2차 산소혁명 그리고 눈덩이 지구 이론

약 20억 년 전 1차 산소혁명으로 지구 표층에 3,000여 종의 산화광물이 출현했다. 생명 진화의 첫 번째 추진력인 1차 산소혁명을 통해 원핵세포에서 진핵세포가 진화했다. 두 번째 생명 진화의 추진력은 약 7억 년 전에 시작한 신원생대의 2차 산소혁명으로, 이때 다세포 생물이 출현했다. 신원생대의 2차 산소혁명은 지구 전체가 동결한 눈덩이 지구 현상의 결과다. 이 결과 약 6억 년 전에 대기 중 산소 농도가 20%로 증가했다. 눈덩이 지구 이론은 1990년대에 출현한 새로운 지구과학 이론이다.

지질현상은 시대 구분을 명확히 해야 체계적으로 이해된다. 원생(누)대는 25억 년 전에서 5억 4,000만 년 전까지 19억 6,000만 년의 긴 지질시대이며, 고원생대(25억 년~19억 년 전까지), 중원생대(19억 년 전~10억 년 전까지), 신원생대(10억 년 전~5억 4,000만 년 전까지)로 나뉜다. 신원생대는 다시 토니아기(10억 년 전~8억 5,000만 년 전까지)와 크라이오제니아기(8억 5,000만 년 전~6억 4,000만 년 전까지) 그리고 에디아카라기(6억 4,000만 년 전~5억 4,000만 년 전까지)로 나뉜다.

크라이오제니아라는 명칭은 극저온을 의미하는데, 이 기간 동안 스터디언 빙하기와 마리노안 빙하기가 전 지구적으로 출현했다. 스터디언 빙하기 때는 약 7억 3,000만 년 전에 시작된 눈덩이 지구 사건으로 지구가 온통 빙하로 덮여 있었다. 열대 바다를 포함해서 해양에는 약 1킬로미터 두께의 빙하가, 대륙에는 약 2킬로미터 두께의 빙하가 덮였고, 지구의 평균 기온은 영하 40도였을 것으로 추정된다. 열대 지역에는 빙하가 없었다는 주장도 일부 있지만 전 지구적 빙하기였음에는 학자들이 대체로 동의한다.

신원생대 지구 대빙하기에는 지구 표층이 대부분 빙하로 덮이지만 화산 활동은 빙하와 무관하게 계속되어 대기 중으로 이산화탄소를 방출했다. 대기 중의 이산화탄소는 대부분 바다에 녹아들어 가지만, 바다가 빙하로 덮이면 대기 중에 이산화탄소가 계속 쌓여 강한 온실효과가 생긴다. 화산에서 방출된 이산화탄소가 대기 중에 축적되어 온실효과가 나타나 지구 기온은 상승해 빙하가 녹았다.

신원생대 해양과 대륙을 덮었던 빙하가 사라지고 고온으로 인해 해양식물성 플랑크톤과 시아노박테리아의 광합성이 활발해져 산소 분자와 유기물 생성이 급격히 증가했다. 전 지구적 빙하기에 급격한 온도 상승을 동반한 폭우로 인해 대륙 암석이 풍화되고 인산염이 해양에 대규모로 유입되어 세포 증식이 활발해져 해양 플랑크톤이 급증했다.

신원생대의 눈덩이 지구가 해빙된 후 해양으로 인산염이 대량 유입되고, 물 분해형 광합성이 폭증해 지구 대기의 산소 농도가 급격히 증가한 현상을 신원생대의 2차 산소혁명이라 한다.

가끔씩 내 유튜브 피드에 등장하는 저자의 영상을 간간히 본 적이 있다. 그리고 그가 가진 과학 지식에 탄복해 그의 생각을 알고 싶어, 책을 구매했다. 결론부터 말하자면 아직 끝까지 읽는 데는 실패했다. 어렵다. 이럴 때는 생각의 방향이 두 가지 방향으로 흐른다. 저자의 글쓰기 설명 능력이 형편 없거나, 아니면 나의 과학 기초 공사가 부실하던가. 대개의 경우 후자가 정답일 가능성이 높지만, 왠지 모르게 저자의 탓을 하고 싶어진다. 그것이 마음이 편하기 때문이다. 하지만 이런 태도는 나의 발전에 도움이 안 되기에 그냥 내 탓을 하려고 한다. 그래서 이 책을 잠시 내려놓고 조금 더 쉬운 책을 들었다. 훗날 이 책이 술술 읽혀 저자에게 훈수 두는 날을 기약하면서..