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탄소 교향곡 : 탄소와 거의 모든 것의 진화
오파비니아1 ㅣ 로버트 M. 헤이즌, 김홍표 ㅣ 뿌리와이파리 ㅣ Symphony in C
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  • 발행일
2022년 06월 10일
  • 페이지수/크기/무게
328page/161*232*25/694g
  • ISBN
9788964621721/8964621727
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오파비니아(총21건)
왓! 화석 동물행동학 : 먹고 싸(우)고 낳고 기르는 진기한 동물 화석 50     22,500원 (10%↓)
지구 이야기 : 광물과 생물의 공진화로 푸는 지구의 역사     19,800원 (10%↓)
최초의 생명꼴, 세포 : 별먼지에서 세포로, 복잡성의 진화와 떠오름     25,200원 (10%↓)
산소 : 세상을 만든 분자     25,200원 (10%↓)
진화의 산증인, 화석 25 : 잃어버린 고리? 경계, 전이, 다양성을 보여주는 화석의 매혹     25,200원 (10%↓)
  • 상세정보
  • 지구가열의 위기에서 탄소중립을 외치는 지금 대통령도 당신도, 모두가 반드시 읽어야 할 책! 지금 당신 주변에 보이는 물건들 중에 탄소가 들어 있지 않은 물건을 찾을 수 있는가? 아마도 쉽지 않을 것이다. 우리가 먹는 음식, 숨 쉬는 공기, 잠자는 이불은 물론이거니와 종이, 나무, 약물, 페인트, 고무, 플라스틱 등 실생활에서 사용하는 대부분의 물건에는 탄소가 들어 있다. 탄소는 물질을 구성할 뿐만 아니라 생명의 원소로서 생명 탄생의 비밀과도 깊게 연관되어 있다. 탄소가 이렇게 다양한 형태로 존재할 수 있는 이유는, 반응성이 너무 크지도 작지도 않을뿐더러, 최외각전자가 네 개여서 다른 원자들과 다양한 조합으로 결합을 할 수 있기 때문이다. 생명의 분자인 아미노산이 하늘과 바다에서 최초로 합성되는 데에도 탄소의 이런 특성이 큰 역할을 했다. 그렇다면 탄소는 언제 처음 만들어졌을까? 흔히 알고 있는 바로 탄소는 별에서 일어나는 핵융합 반응의 결과물이다. 그래서 칼 세이건은 우리가 ‘별의 먼지’로 이루어진 존재라고 했다. 하지만 이탈리아의 물리학자 파비오 이오코의 연구에 따르면, 약 개(현존 탄소의 1조분의 1)의 탄소 원자가 최초의 별이 탄생하기보다도 훨씬 이전, 그러니까 빅뱅 직후 채 20분이 지나지 않아 합성되었다. 하여 우리는 ‘별 먼지’뿐만 아니라 148억 년 전의 ‘빅뱅 먼지’로도 이루어진 존재다. 전작 『지구 이야기』, 『과학의 열쇠』, 『제너시스』 등으로 널리 알려진 로버트 헤이즌은 세계 최고의 탄소 전문가이자 40년 동안 여러 관현악단에서 트럼펫을 연주한 프로급 음악가다(첼리스트 요요마와의 에피소드가 책에 실려 있다). 그가 『탄소 교향곡』을 썼다. 글로 쓴 교향곡이라니… 처음에는 본인도 갸웃했지만, 그는 2년 만에 걸작을 만들어냈다. 탄소과학의 여러 이야기들을 짜임새 있게 배치한 헤이즌의 글에는 여러 악기가 어우러져 하나의 울림을 자아내는 교향곡과 같은 감동이 있다.
  • 왜 우리가 여섯 번째 원소에 더 많은 관심을 기울여야 하는지, 그리고 그것이 행성 전체에서 차지하는 역할 중 밝혀지지 않은 것이 얼마나 많이 남았는지에 대한 값진 설명. -『네이처』 빅뱅부터 석탄, 탄수화물, 탄소나노섬유까지, 헤이즌은 생명의 원소, 탄소의 세계로 떠나는 흥미진진한 모험의 명석한 가이드다. 즐거운 여행을! -앤드루 놀(『생명 최초의 30억 년』 지은이) 헤이즌의 열정, 최신 과학의 향연, 수많은 과학자들에 대한 흥미로운 이야기… 생생한 과학의 현장으로 안내하는 매혹적인 책. -『사이언스』 생명의 원소이자 종말의 원소, 탄소 탄소의 탄생부터 기후위기 해결의 실마리까지 세계적인 탄소과학자 헤이즌이 들려주는 탄소에 대한 모든 것! ‘심층탄소관측단’-역사상 가장 큰 과학 프로젝트의 시작 2008년 5월 15일, 전 세계 탄소 전문가들이 한자리에 모였다. 생물학, 지구과학, 유기화학 등 다양한 분야의 과학자들이 모여 새롭고 통합적인 방식의 탄소 연구를 논의하는 자리였다. 그리고 얼마 후 ‘심층탄소관측단(Deep Carbon Observatory, 이하 관측단)’이 출범했다. 총연구비 5억 달러 규모로 역사상 가장 광범위하고 포괄적인 연구 프로젝트였다. 오랫동안 지구의 탄소 순환과 지하 깊은 곳의 심층탄소를 연구했던 헤이즌이 관측단의 총괄 책임자로 프로젝트를 이끌었다. 10년이 넘는 동안, 관측단은 많은 성과를 거두었다. 발견된 광물의 종류와 분포를 조사한 방대한 데이터를 바탕으로 아직 발견되지 않은 광물의 특성과 위치를 예측하는 수학모델을 만들었으며, 적도부터 극지까지 지구상 모든 바다의 바닥을 수 킬로미터 깊이로 뚫어 지하 미생물 군집을 낱낱이 기록했다. 영양분이 없는 고압의 환경에서 살아가는 생명체의 존재는 최초의 생명이 광물 에너지를 바탕으로 합성되었을 것이라는 가설의 강력한 근거다. 관측단은 또한 압류된 밀수 다이아몬드를 누르고 부수고 태우며 다이아몬드 내포물이 가리키는 맨틀과 판구조론의 비밀(맨틀은 불균질하고 초기 지구는 판구조운동을 하지 않았다)을 밝혀냈고, 이산화탄소를 빨아들이는 광물인 오피올라이트(ophiolite)로부터 기후위기 해결의 실마리를 발견하기도 했다. 헤이즌이 관측단의 모든 사업과 연구 결과를 망라하여 쓴 이 책에는 그 밖에도 우리가 몰랐던 다양한 이야기가 들어 있다. 관측단은 애초의 목표를 초과달성했지만, 우리가 모르는 것이 얼마나 많은지를 뼈저리게 느낀 시간이기도 했다. 알면 알수록 더 모른다는 사실을 깨닫는 것은 과학의 역설이다. 하지만 그것이 무엇이든, 모르는 것이 있는 한, 알아내려는 우리의 시도 역시 계속될 것이다. 교향곡의 선율로 울려퍼지는 ‘6번 원소, 탄소’의 역동적인 연대기 교향곡처럼, 이 책은 각기 다른 분위기와 형식의 네 악장으로 이루어져 있다. 각 악장은 아리스토텔레스가 만물을 구성한다고 믿었던 네 원소 ‘흙, 공기, 불, 물’을 주제로 만물의 원소 탄소를 연주한다. ‘제1악장-흙: 탄소, 결정의 원소’는 138억 년 전 탄소의 출현부터 우주 최초의 결정인 다이아몬드의 형성, 현재도 진행 중인 광물과 지구의 진화, 다양한 광물로부터 지구 내부의 모습을 유추하는 방법, 그리고 지구 깊숙이 묻혀 있는 탄소를 추적하는 과학자들의 노력까지, 독자를 빨아들이는 매력 넘치는 첫 악장이다. ‘제2악장-공기: 탄소, 순환의 원소’의 주제는 지구의 장엄한 탄소 순환이다. 탄소 원자는 끊임없이 움직인다. 분출하는 화산을 통해 대기로 나왔다가 때로는 바다로, 때로는 생명으로 스며든다. 이후 광물이 되어 지각을 구성하던 탄소 원자는 섭입하는 지각판을 따라 맨틀 깊은 ...
  • 프롤로그 침묵 제1악장 흙: 탄소, 결정의 원소 서곡-지구 이전 제시부-지구의 출현과 진화 전개부-깊은 지구 속의 탄소 재현부-탄소 세계 코다-아직 답하지 못한 물음들 제2악장 공기: 탄소, 순환의 원소 도입부-공기 이전 아리오소-지구 대기의 기원 간주곡-심층 탄소 순환 아리오소, 다카포-대기의 변화 코다-알려진 것, 알려지지 않은 것, 알 수 없는 것 제3악장 불: 탄소, 물질의 원소 도입부-물질계 스케르초-유용한 물질 트리오-나노 물질 스케르초, 다카포-고분자화합물 이야기 코다-음악 제4악장 물: 탄소, 생명의 원소 도입부-태초의 지구 제시부-생명의 기원 전개부-생명은 진화한다(주제와 변주) 재현부-인간의 탄소 순환 피날레-흙, 공기, 불, 물 감사의 말 옮긴이의 말 후주 찾아보기
  • 어떤 의미에서든 탄소 이야기는 곧 모든 것의 이야기다. 어디에나 있고 없어서는 안 될 이 원소는 비밀도 많다. 우리는 지구가 얼마나 많은 탄소를 소장하고 있는지 모른다. 행성 깊숙이 숨겨진 다양한 형태의 탄소를 완전히 이해하지도 못한다. 우리는 지구 표면과 깊은 내부 사이를 순환하는 탄소 원자의 움직임을 제대로 알지 못하며, 그 움직임이 수십억 년 지구 역사의 이른바 ‘도저한 시간deep time’을 어떻게 변화시켰는지 형언하지 못한다. 수백만 가지 탄소화합물이 알려져 있지만 과학자들은 이제야 비로소 풍부한 탄소화학의 세계에 발을 들여놓았을 뿐이다. 그리고 모든 것 중 가장 커다란 미스터리인 생명의 기원은 다른 원소와 복잡한 화학적 조합을 이루는 탄소의 거동과 불가분의 관계가 있다. (11쪽) 오늘날, 탄소함유광물은 무척이나 풍부하다. 캐나다 로키산맥의 거대한 석회암 봉우리에서 그레이트배리어리프의 광대한 산호초, 도버의 화이트클리프에서 해저에 쌓인 작은 조개껍질에 이르기까지 광물은 지각에서 가장 커다란 탄소저장소다. 알려진 광물‘종’ 400가지에 탄소 원자가 들어 있다. 게다가 최근 연구자들은 그 목록의 수를 늘렸다. 150종 이상의 새로운 탄소함유 결정체가 암석 노두, 이글거리는 화산 분출구 가장자리 혹은 증발하는 호수 근처와 폐광산 토양에 묻혀 그간 우리의 눈길을 피해왔다. 발견되길 기다리는 희귀한 결정도 여전히 많다. (46쪽) 다이아몬드의 불순물 조성 연구 결과는 놀라웠다. 금속이 풍부한 내포물에는 맨틀에서 가장 많은 원소 산소는 포함되어 있지 않았지만 탄소와 황이 풍부해서 다이아몬드가 형성될 때 주변에 그 원소들이 녹아 있었음이 분명해 보였다. 놀랍게도 금속 내포물이 가리키는 곳은, 훨씬 더 고밀도의 철과 니켈 합금 결정질로 이루어진 지름 1520마일(약 2446킬로미터)의 안쪽 깊은 핵을 띠처럼 둘러싸고 있는 고밀도의 용융 철과 니켈의 바다와 화학적 조성이 비슷한 곳이었다. (90쪽) 지구의 모든 탄소는 우주에서 왔다. 주요한 출처는 세 곳이다. 탄소함유 기체가 풍부한 태양풍에서 소량의 탄소가 지구에 도달했다. 더 많은 양의 탄소는 검은 운석에 든 채로 지구에 떨어졌다. 지금도 가끔 그런 일이 벌어진다. 이 매혹적인 돌 안에는 언제든 화학적 변형을 치를 수 있는 유기화합물로 가득 차 있다. 연료로 쓸 수 있는 탄화수소와 알코올, DNA와 RNA를 조립할 때 중요한 역할을 하는 당, 퓨린, 피리미딘 골격은 물론 아미노산도 풍부하게 들어 있다. 지구의 탄소재고량을 늘리는 데 가장 크게 기여한 혜성은 특히 일산화탄소, 이산화탄소 같은 작은 기체 분자와 대양을 채울 물을 풍부히 함유하고 있다. (113쪽) 지구 지각에 있는 모든 탄산염광물이 대기 중 이산화탄소로 변환된다면 어떻게 될까? 대기 농도의 10만 배가 넘는 약 2×톤의 탄소저장소가 갑자기 기체로 바뀌면 무슨 일이 벌어질까? 답은 분명하다. 지구는 금성처럼 변한다. 여러 면에서 금성은 지구의 쌍둥이 행성이다. 크기가 같고 밀도도 같으며 기본 조성도 동일하다. 작열하는 태양에 2500만 마일(약 4023만 킬로미터) 더 가깝고 지구 표면보다 90배 더 높은 압력의 고농도 이산화탄소 대기가 결합한 결과는 폭주하는 온실효과였다. 금성의 표면온도는 평균 섭씨 480도로 납을 녹일 만큼 뜨겁다. 아마도 지구는 그저 운이 좋았을 것이다. 다 탄소 덕이다. (120쪽) 눈에 보이지 않는 거대 탄소 순환을 이해하는 일은 처음부터 심층탄소관측단의 핵심 목표 중 하나였다. 수백 명의 과학자가 전 세계 수십 곳의 현장과 실험실에서 다양하고 도전적인 문제를 해결하고 있...
  • 로버트 M. 헤이즌 [저]
  • 미국 조지메이슨 대학 지구과학과의 클래런스 로빈슨 교수이며 카네기 연구소 지구물리학 실험실 산하 심층탄소관측단의 전무이사이기도 하다. 매사추세츠 공과대학에서 지질학 학사, 석사학위를 받았고, 하버드 대학에서 지구과학 박사학위를 받았다. 미국광물학회 회장을 지낸 헤이즌의 최근 연구는 생명의 기원, 광물 진화, 지구권과 생물권의 공진화에서 광물의 역할에 초점을 맞추고 있다. 지은 책으로는 『과학의 열쇠』, 『풀리지 않는 과학의 의문들 14』, 『제너시스』, 『지구 이야기』 등이 있다.
  • 김홍표 [저]
  • 서울대학교 약학대학 약학과를 졸업했다. 현재 아주대학교 약학대학에 재직 중이다. 피츠버그 의과대학, 하버드 의과대학에서 연구했다. 천연물 화학, 헴 생물학, 바이오 활성 가스 생물학, 자기소화, 면역학과 관련된 여러 편의 논문을 썼다. 한국 연구재단이 톰슨로이터 DB의 피인용 상위 10% 논문을 대상으로 분석한 조사에서 ‘2009~2014년 한국인 기초과학 상위 연구자’로 의학(4위), 약학(3위) 두 분야에 이름을 올렸다. 지은 책으로 《가장 먼저 증명한 것들의 과학》(2018), 《김홍표의 크리스퍼 혁명》(2017) 《먹고 사는 것의 생물학》(2016) 《산소와 그 경쟁자들》(2014)이 있고, 옮긴 책으로 《코로나 시대, 식품 미신과 과학의 투쟁》 《과학원리》 《숫자로 풀어가는 생물학》 《물의 과학》 《섹스, 다이어트 그리고 아파트 원시인》 《진화하는 물》 《내 안의 바다, 콩팥》 《우리는 어떻게 태어나는가》 《진화와 의학》 《인간과 동물의 감정 표현》 《제2의 뇌》가 있다. 2017년부터 《경향신문》에 〈김홍표의 과학 한 귀퉁이〉 칼럼을 연재하고 있다.
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