우리의 소중한 대기

맬컴 로스와 빅 프래더는 1961년 5월 4일, 해발 34.6킬로미터 상공까지 올라갔다. 그 때 로스는 기록 경신에는 관심이 없었다. 그의 마음을 사로잡은 것은, 블라인드를 걷어 올렸을 때 생전 처음 곤돌라에서 내다보게 된 광경이었다.

“우리가 3만 500미터 상공에 도달하였을 때 그 광경은 말할 수 없이 웅장하였습니다.” 로스가 그 때의 일을 회상하며 하는 말이다. 로스는 대기권의 각층을 구분 짓는 색깔에 놀랐다. 처음에 지상에서 약 16킬로미터까지 이르는 대류권은 “밝은 담청색”이다. 그 다음으로, 암청색인 성층권은 점점 어두워지다가 마침내 캄캄한 우주 공간이 된다. “우리는 외경감에 사로잡혀 대기권의 고상한 아름다움을 말없이 감상하였다”고 로스는 「내셔널 지오그래픽」지에 기고하였다.

실로 우리의 아름다운 대기권은 감상할 만하다.

생명 유지

대기란 사실상 고도 약 80킬로미터에 이르기까지 지구를 둘러싸고 있는 공기의 바다이다. 이 공기 바다는 무게가 5000조 톤 이상이나 나가며, 1제곱 센티미터당 1.03킬로그램의 힘으로 우리의 머리를 누른다. 이러한 공기의 압력은 체액의 증발을 막아 주기 때문에 이 기압이 없으면 우리는 생존할 수가 없다. 상층 대기는 사람이 생명을 유지할 만큼 기압이 충분치 않다. 이런 이유로 로스와 프래더는 기밀복(氣密服)을 입어야 하였다. “인공적인 압력이 없으면 피가 끓고 혈관과 장기가 파열될 것입니다.” 로스의 설명이다.

물론 우리는 호흡을 하기 위해서도 이 공기의 바다가 필요하다. 그런데도 우리 대부분은 그것이 보이지 않는다고 해서 대수롭지 않게 생각한다. 고대에 종교심이 깊은 한 사람은 인식 깊은 마음으로, “[하느님께서] 모든 사람에게 생명과 호흡과 모든 것을 주”신다고 하였다.—사도 17:24, 25.

우리에게 대기가 없으면, 물방울을 응결시키는 역할을 하는 먼지를 높이 뜨게 하는 매개체가 없어진다. 따라서 비가 오지 않게 된다. 대기가 없다면, 우리는 태양의 직사 광선에 피부가 타버릴 것이고 밤에는 얼어붙을 것이다. 고맙게도, 대기가 담요 역할을 하여 얼마의 태양열을 가두어 둠으로 밤에도 그다지 춥지 않다.

게다가 대기는 날아드는 유성이 일으킬 수 있는 피해로부터 지상 거민을 보호해 준다. 허버트 릴은 저서 「대기학 입문」(Introduction to the Atmosphere)에서 이렇게 설명한다. “매일 총 수천 톤으로 추산되는 고체(固體)가 외계로부터 대기권 외면에 도달한다.” 그러나 대부분의 유성은 지표에 이르기 전에 대기 중에서 분해된다.

대기는 우리가 삶을 누리는 데 기여한다. 대기가 있기 때문에 푸른 하늘, 솜사탕 같은 흰구름, 상쾌한 비, 눈부시게 아름다운 일출과 일몰이 있는 것이다. 더욱이 대기가 없으면 사랑하는 사람의 목소리를 들을 수 없고 좋아하는 음악도 들을 수 없다. 이유가 무엇인가? 음파가 전달되려면 매질(媒質)이 있어야 하기 때문이다. 공기야말로 완벽하게 소리를 전달하는 물질이다. 그에 반해서 외계에서는 아무 소리도 들리지 않는다.

경이로운 혼합물

고대에 사람들은 대기가 단일 물질이라고 생각하였다. 그러다가 18세기 후반에 이르러 과학자들은 대기가 주로 상호 보완적인 두 가지 기체인 질소와 산소로 이루어져 있음을 발견하였다. 대기의 약 78퍼센트는 질소이고 21퍼센트는 산소이다. 나머지 1퍼센트는 아르곤, 수증기, 이산화탄소, 네온, 헬륨, 크립톤, 수소, 크세논, 오존과 같은 기체로 이루어져 있다.

물론 산소는 생명을 유지시켜 주는 기체로서 호흡을 통해 우리 몸에 흡수된다. 대기 중의 산소 농도는 지구상에서 생명체가 사는 데 꼭 알맞다. 산소 농도가 많이 낮아지면 졸음이 오고 급기야는 의식을 잃고 만다. 산소 농도가 너무 높아지면 축축한 나뭇가지와 숲 속의 풀에도 불이 붙는다고 한다.

질소는 산소의 완벽한 희석제이지만 생명을 유지하는 면에서 수동적인 역할 이상의 일을 한다. 모든 유기체가 살기 위해서는 질소가 꼭 필요하다. 식물은 번개나 특별한 종류의 박테리아의 도움으로 대기로부터 질소를 얻는다. 한편 우리는 먹는 식품에서 질소를 얻는다.

우리의 대기가 산소와 질소를 정확한 비율로 유지하는 현상은 하나의 경이다. 질소는 미생물의 유용한 역할 덕택에 대기 중으로 돌아간다. 산소는 어떠한가? 엄청난 양이 연소 작용이나 인간과 동물의 호흡으로 소비된다. 그런데도 대기는 산소 농도를 21퍼센트로 유지한다. 어떻게 해서 그렇게 유지되는가? 광합성—녹색 잎과 조류에서 일어나는 화학 작용—을 통해서 매일 10억 톤 이상의 산소가 대기 중으로 방출되기 때문이다.

광합성은 이산화탄소—대기 중에 0.03퍼센트밖에 포함되어 있지 않은 미량 기체—가 없으면 일어나지 않는다. 식물은 빛의 도움으로 이산화탄소를 이용하여 과일과 견과, 곡물, 채소를 자라게 하고 생산한다. 또한 이산화탄소는 열을 지표로 반사하여 우리 행성의 기온을 유지한다. 그러나 나무나 석탄, 가스, 석유가 너무 많이 연소하여 이산화탄소의 농도가 높아지면, 지상 기온이 결국 너무 올라가서 생명체가 사라지게 될 것이다. 반대로 이산화탄소의 양이 격감하면 광합성이 일어나지 않아 우리는 굶어 죽게 될 것이다.

오존은 지구상에 생물이 생존하는 데 필요한 또 한 가지 미량 기체이다. 성층권이라고 하는 상층 대기권에 있는 오존은 태양으로부터 오는 자외선을 흡수한다. 그렇기 때문에 지구상에 있는 우리가 해로운 자외선으로부터 보호받게 된다.

실로 대기에 관한 지식이 많아질수록 경탄할 이유도 많아진다. 질소와 산소, 기타 미량 기체들이 꼭 알맞은 비율로 구성되어 있다. 지구의 크기 역시 균형을 유지하는 데 꼭 알맞다. 지구가 지금보다 작고 가벼우면, 중력이 너무 약해서 우리의 소중한 대기는 상당량이 우주 공간으로 달아날 것이다.

“반면에 지구가 지금보다 약간이라도 더 무겁다면, 중력이 강해서 더 많은 양의 기체를 보유하게 된다. ·⁠·⁠· 대기권 기체들 간의 미묘한 균형이 깨지게 된다”고 과학 교과서인 「생물의 환경」(Environment of Life)은 기술한다.

그런데 유감스럽게도 이 “미묘한 균형”이 인간의 현대 생활 양식에 의해 깨지고 있다. 상황이 얼마나 심각하며, 우리의 소중한 대기가 파괴되지 않고 보존되리라는 무슨 희망이 있는가?

[5면 네모]

일몰 광경이 더 멋져 보일 때

대기는 태양 광선을 반사하여 하늘이 상쾌함을 주는 푸른색으로 보이게 만든다. 해가 지평선 너머로 지면서, 태양 광선은 더 많은 대기를 통과하게 된다. 그리하여 도회지 사람들은 구경도 못하였을 현란한 색깔의 다채로움이 나타난다.

공업 도시의 일몰은 대개 흐리고, 불그스름한 색조 외에는 색깔이 없다. 심하게 오염된 지역에서는, “태양이 침침한 붉은 원반으로 보이다가 지평선에 미처 이르기도 전에 사라져 버리기도 한다”고 「뉴 사이언티스트」지는 기술한다.

“대단히 맑고 오염되지 않은 대기 중에서는 일몰 색깔이 특히 현란하다”고 동 지는 설명하면서 이렇게 덧붙인다. “태양은 샛노랗고 주위 하늘은 주황과 노랑 색조를 띤다. 태양이 지평선 너머로 사라지면서, 색깔은 점차 주황에서 청색으로 변한다. 낮게 뜬 구름은 해가 진 후에도 햇빛을 계속 반사한다.”

오염이 전혀 없는 세상에서 만끽하게 될, 아름다운 일몰 광경의 다채로움을 잠시 상상해 보라!—계시 21:3-5.