원소 없이는 우리는 숨 쉬고, 보고, 생존하는 것조차 불가능하다!

눈에 보이지 않기에 그 소중함을 잊게 되는 원소에 관한 흥미로운 과학적 여정

 칼 세이건은 저서 《코스모스》에서 ‘우리는 모두 별의 먼지’라는 낭만적인 표현을 사용한 바 있다. 사실 이 말은 낭만적이기만 한 말이 아니라, 과학적으로도 맞는 말이다. 많은 과학자가 연구 끝에 인체와 우주를 이루는 요소가 거의 일치한다는 사실을 밝혀냈다. 이처럼 우리는 자연 속에서 태어나 자연 덕분에 살아가는 존재이다. 그런데 우리는 우리 몸과 우주를 구성하는 중요한 요소에 대해 얼마나 알고 있을까? 오슬로대학의 물리학자 아니아 뢰위네는 이 책에서 우리의 몸과 우주를 이루고, 세상을 바꾸어 온 중요한 요소인 원소에 관한 흥미로운 과학 지식을 제공한다.

 우리의 몸은 원소로 형성되고, 원소가 없으면 생존할 수 없다. 가령 생명의 정수라 할 수 있는 DNA가 만들어지기 위해서는 인이 필요하고, 우리가 눈으로 보기 위해서는 칼륨이 필요하다. 또 혈액에 철이 없으면 아무리 호흡을 해봐야 혈액이 몸에 산소를 공급할 수 없다. 이는 우리가 누리는 각종 발명품도 동일하다. 스마트폰의 신호를 제어하고 정보를 저장하기 위해 비소, 붕소, 인듐, 갈륨 등 각종 원소가 필요하고, 전자기기를 사용하는 데 필요한 전기를 공급하는 데 사용하는 배터리에는 리튬이 필요하다. 이처럼 우리는 세계를 구성하는 요소 덕분에 풍요롭게 문명을 가꾸며 살아갈 수 있는 것이다.

 그러나 침식과 기후 변화, 표층의 고갈, 지하수원이 마르는 등 지구는 우리에게 점점 그 중요한 요소가 고갈되어 가고 있다는 적신호를 보내고 있다. 게다가 인류의 기하급수적 성장은 그 고갈에 가속도를 붙이고 있는 중이다. 뢰위네 박사는 이 책에서 현실적인 여건을 고려하면서 지속 가능한 발전을 하려면 하루라도 빨리 움직여야 한다고 주장한다. 우리 몸과 우주를 이루고, 세상을 바꾸어 온 원소의 소중함을 알려주면서 그와 동시에 위험을 경고하는 이 책은 위기와 직면한 오늘날에 시의적절한 책이라 할 수 있다.

목차                                                            

머리말

1. 우주 탄생의 역사와 7일간에 생긴 원소들

월요일: 우주의 탄생 / 화요일부터 목요일까지: 별들이 태어나고 죽다 / 금요일: 우리 태양계가 형성되다 / 토요일: 생명이 시작되다 / 일요일: 살아 있는 지구 / 자정 0.5초 전: 문명의 시대 / 인간과 미래

2. 반짝인다고 모두 금은 아니다

지구의 지각이 우리에게 호의를 베푸는 방법 / 최초의 금 / 강의 자갈 사이에 존재하는 금 / 로시아 몬타나의 광산 / 외견상의 광산업 / 독성을 띠는 기억 / 돌에서 금속까지 / 1톤의 돌에서 온 금반지 / 로시아 몬타나의 종말 / 금과 문명 / 잃어버린 금

3. 철기시대는 끝나지 않았다

철 없이 숨 쉬어 봤자 헛수고다 / 철기시대 속으로 / 스웨덴의 철 / 광석에서 금속으로 / 몹시 탐나는 강철 / 녹의 문제점 / 우리가 가진 철이 고갈될 수 있을까? / 철기시대에서 벗어난다고? 

4. 구리, 알루미늄, 티타늄: 전구에서 인조인간까지

자동차와 신체, 물에 함유된 구리 / 숲을 없애 버린 구리 광산들 / 알루미늄: 붉은 구름과 흰색 소나무 / 우리가 이미 사용하고 있는 것을 사용하기 / 산속의 티타늄 / 사이보그가 몰려오고 있다! / 기계 인간의 미래

5. 뼈와 콘크리트 속의 칼슘과 실리콘

단단하지만 깨지기 쉽다 / 점토로 만들기 / 창문 유리 속의 뒤섞인 원자들 / 조류에서 콘크리트까지 / 콜로세움 속의 화산재 / 단점을 보완한 콘크리트 / 모래는 충분히 있는가? / 살아 있는 세라믹 공장들

6. 다재다능한 탄소: 손톱, 고무, 플라스틱

천연고무와 훌륭한 경화 / 목재에서 직물까지 / 과거의 플라스틱 / 쓰레기 섬 / 우리는 이 모든 플라스틱으로 무슨 일을 하나? / 기름에서 만들어진 플라스틱

7. 칼륨, 질소, 인: 우리에게 음식을 제공하는 원소들

사해로의 여행 / 우리 신경 속의 영양분 / 물에서 오는 칼륨 / 공기에서 온 질소 / 암석에서 나오는 인 / 길을 잃은 영양분들 / 사해의 미래

8. 에너지 없이는 그 어떤 일도 생기지 않는다

태양에서 오는 에너지 / 고갈되어 가는 지구의 에너지 저장량 / 우리가 원하는 사회 / 들어오는 에너지와 나가는 에너지 / 화석연료 사회에서 벗어나기 / 지열과 핵에너지: 태초의 지구에서 시작된 에너지 / 태양에서 직접 얻는 동력 / 물은 흐르고 바람은 분다 / 희토류 원소 / 조용한 겨울밤의 전력 / 배터리 속의 코발트 / 발전소에서 나온 휘발유 / 오늘날 우리는 석유를 먹는다

9. 차선책

무한한 에너지: 지구 위의 태양 / 우주의 원소들 / 지구에서 먼 곳에?

10. 우리가 지구를 다 써 버릴 수 있을까?

성장의 한계 / 점점 더 빨라지는 성장 / 경제 성장의 필요성 / 더 많은 자원을 사용하지 않고도 경제가 성장할 수 있을까? / 불가능한 역설? / 살 수 있는 지역

감사의 말

참고문헌

저자 소개                                                        

아니아 뢰위네(Anja Røyne)

아니아 뢰위네는 오슬로대학 물리학과 부교수이자 과학 커뮤니케이터이다. 노르웨이 생명과학대학에서 물리학을 전공했으며, 태양 에너지를 공부하기 위해 호주 시드니대학에 진학했고 그곳에서 물리학 석사 학위를 받았다. 노르웨이로 돌아온 뢰위네는 오슬로대학에서 물리학 박사 학위를 받았고, 지질학적 과정 물리학 연구 센터 그룹에서 박사후연구원으로 활동했다. 오슬로대학에서 연구와 강의 활동을 하면서 경제학을 공부하여 학위를 받았으며, 23년에는 환경경제학으로 석사 학위를 받기도 했다. 뢰위네는 인류의 지속 가능한 개발에 큰 관심을 가지고 있다. 특히 물리학, 생물학, 화학 등의 다양한 과학 분야를 결합해 경제적으로 효과적이면서 환경을 파괴하지 않는 새로운 물질을 개발하는 학제 간 연구에 집중하고 있다. 2013년부터 과학 블로그 피직스 앤 패시네이션(Physics and Fascination)을 통해 대중에게 흥미로운 과학 이야기를 소개하고 있으며, 신문과 라디오 프로그램에서 전문 지식을 공유하고 과학 강연을 열고 있다

역자 소개                                                        

홍우진

고려대학교에서 환경공학을 전공했다. 영어를 너무나 좋아해서 영어 아카데미에서 오랫동안 영어를 가르쳤다. 글밥아카데미 출판번역과정 수료 후, 현재 바른번역 소속 번역가로 활동 중이다.

추천사                                                           

이 책이 완벽한 대중 과학도서인 이유는 새로운 지식을 거시적 맥락과 우리 사회, 그리고 공동의 미래에 관한 토론과 연결 짓기 때문이다. 원소에 관한 흥미로운 사실을 알려줄 뿐만 아니라, 오늘날 이 세계에서 인간이 인간답게 살아가기 위한 방법을 알려준다.

애스문드 에이케네스, 과학 작가, 브라게상 심사위원

탁월한 대중 과학서. 작은 것에서 시작해 우리가 직면한 거대한 사회적 문제까지 다루는 매우 훌륭한 책이다. 대부분의 책들은 물질의 구성 요소보다는 이목을 끌 수 있는 이야기들로 시작하지만, 뢰위네는 금, 구리, 칼슘, 탄소 등 우리가 잘 아는 원소에 관한 이야기로 시작한다. 그 점이 이 책을 재미있고 독특하게 만든다.

〈노르웨이 과학자 포럼〉

뢰위네는 우리 몸 안에서 다양한 원소들이 수행하는 역할을 설명하고, 전 세계를 누비며 이러한 요소들이 발견되는 다양한 현장으로 우리를 안내한다.

〈퍼블리셔스 위클리〉

단순히 기초 화학을 논하는 책이 아니라, 지구에 미치는 인간의 영향과 우리가 자연에서 무엇을 배울 수 있을지 알려주는 책이다. 천연 자원 개발이 일으키는 다양한 여파에 관한 과학적, 사회적 관점을 잘 알려주는 유용한 책이다.

〈스쿨 라이브러리 저널〉

무거울 수 있는 과학적 지식을 가볍게 읽히도록 아주 잘 썼다.

〈아프텐포스텐〉

출판사 서평                                                        

화학 실험실에서 보던 수많은 원소들은 지금도 우리 주변에 존재하고 있다

우리를 살아가게 하고, 문명을 만들어 온 중요한 존재의 소중함을 알리다!

 학생 시절, 화학 수업 시간에 여러 가지 원소를 가지고 실험했던 경험들이 있을 것이다. 예를 들면, 어떤 물질에 철이 함유되어 있는지 알아보기 위해 루미놀 용액을 사용하는 실험이 있다. 이러한 실험은 우리에게 흥미로운 장면을 보여주기도 하지만, 우리 주변에 원소가 얼마나 많이 존재하는지도 확인할 수 있게 한다. 원소는 우리가 사는 이 우주에서, 우리의 몸, 우리가 쓰는 도구에 이르기까지 모든 곳에 존재하고 있다.

 오슬로대학의 물리학자 아니아 뢰위네는 우리가 살아 숨 쉬는 일부터 무언가 살아가는 일에 이르기까지 모든 일에 꼭 필요한 존재인 원소에 관한 책을 써냈다. 브라게상 과학 부문 수상작, 포어워드 인디스 생태 및 환경 부문 결선작인 《원소들의 놀라운 이야기》다. 이 책은 다양한 영역에서 원소가 활약하는 모습을 소개하며, 우리가 원소 없이 살 수 없었음을 말한다. 다양한 영역을 넘나들며 우리가 잘 아는 것들 속에 함유되어 있는 원소에 대해 이야기하면서, 저자는 자칫 잘못하면 어려울 수 있는 과학적 지식을 쉽게 풀어내고 있다.

 그러나 오늘날 이 중요한 존재들이 위험에 처했다. 고갈의 신호가 들려오기 시작한 것이다. 우리가 ‘경제적’으로 활용 가능한 원소 자원이 점점 줄어들고 있고, 지구는 그 고갈에 맞추어 우리에게 경고음을 울리고 있는 상황이다. 그렇다면 우리가 할 수 있는 일은 무엇이 있을까. 끝없는 성장을 끝내야 할까? 저자는 성장을 끝내는 게 아닌, 새로운 관점에서 지속 가능한 개발을 위해 노력해야 함을 말한다. 우리가 사는 세상이 연료가 다해 끽 소리를 내며 멈추는 자동차처럼 되기 전에 무엇을 할 수 있을지 고민해야 할 시기가 왔다. 안 보이기에 소중함을 까먹는 원소에 관한 이해도를 높여주는 이 책을 읽으면서 우리 인류의 앞날이 번영할 수 있는 방안을 고민할 수 있는 시간을 가질 수 있기를 바란다.