요약
새가 에베레스트산 위를 나는 비결인 폐 구조는 수억 년에 걸친 지구 산소 농도 변화가 빚어낸 결과입니다.
영화 '대부'와 '지옥의 묵시록'을 편집한 월터 머치가 손주들에게 쓴 편지 형식의 글입니다. 진화를 'R&D 씨'로 의인화해 산소와 생명의 역사, 그리고 화석 연료와 기후의 관계를 동화처럼 풀어냅니다.
왜 중요한가
- 새의 호흡, 공룡의 거대화, 대멸종, 오늘날의 기후 위기를 산소라는 하나의 줄기로 엮어 설명합니다.
- 지금 태우는 석탄이 수억 년 전 묻힌 탄소라는 점을 짚고, 그것을 되돌리는 속도가 문제라고 경고합니다.
핵심 내용
- 새는 공기주머니와 속이 빈 뼈 덕분에 들숨과 날숨 모두에서 신선한 공기가 폐를 한 방향으로 지나갑니다.
- 식물이 만든 리그닌(나무를 단단하게 하는 물질)을 분해할 생물이 없어 탄소가 묻혔고, 산소는 30% 넘게 올랐습니다.
- 이때 날개폭이 3피트(약 90cm)인 잠자리가 나올 만큼 동물이 거대해졌습니다.
- 곰팡이가 리그닌을 분해하게 되자 페름기 말 산소가 약 12%로 떨어졌고, 생물의 95%가 사라졌다고 설명합니다.
- 살아남은 동물이 얻은 새 형태의 폐가 공룡으로 이어졌고, 저자는 재생에너지와 탄소 포집, 세계적 합의를 촉구합니다.
HN 반응
- 리그닌 분해 생물이 늦게 나와 석탄이 쌓였다는 설명은 더는 정설이 아니라는 지적과, 기후·대륙 배치와 함께 여러 요인 중 하나로는 유효하다는 반론이 맞섰습니다.
- 새도 입구는 하나뿐인데 왜 효율적이냐는 의문에는, 내부에서 공기주머니를 거쳐 공기가 한 방향으로 도는 구조라는 보충 설명이 이어졌습니다.
월터 머치가 썼다고요?? 그러니까 역대 최고의 편집자이자 사운드 디자이너로 꼽히는 그 사람, 아카데미상 후보에 9번 오르고 3번 받은 그 사람이요??? (편집으로는 아마 델마 스쿤메이커 정도만 그보다 위일 거예요.)
기사 맨 아래 소개글에 나와요.
월터 머치는 50년 넘게 편집자, 사운드 디자이너, 작가, 감독으로 영화계에서 일해 왔다. 프랜시스 코폴라(《대부》 3부작, 《컨버세이션》, 《지옥의 묵시록》)와 앤서니 밍겔라(《잉글리시 페이션트》, 《리플리》, 《콜드 마운틴》)의 여러 영화에서 편집과 사운드 디자인을 맡았다. 힉스 입자를 찾는 과정을 다룬 마크 레빈슨 감독의 영화 《Particle Fever》(2013)를 편집한 데서도 과학에 대한 그의 관심이 드러난다.
네, 그 월터 머치 맞아요.
저는 지금 이 글을 치고 있는 모니터 바로 뒤 책꽂이에 《In The Blink Of An Eye》가 꽂혀 있어요. 헤드폰이랑 BMD Speed Editor에 살짝 가려서 잘 안 보이긴 하지만요.
세균이 리그닌을 분해하는 능력을 진화시키기 전의 한 시기에 죽은 나무에서 석탄이 생겼다는 부분은 이제 과학계의 정설이 아닙니다. 그런 세균은 더 일찍부터 있었고, 모든 석탄이 리그닌 함량이 높은 것도 아니며, 석탄은 그 뒤로도 계속 만들어졌습니다. 아쉽네요. 참 멋진 이야기였는데 말이죠!
그 이론이 완전히 틀렸다고 입증된 것은 아닙니다. 석탄기에 석탄이 그렇게 엄청나게 쌓인 이유가 그것 하나만은 아니었다 해도 말입니다.
석탄은 지금도 그렇고 그 뒤로도 계속 만들어져 왔지만, 그만한 양이 쌓인 적은 없습니다. 이후에는 나무가 균류에 분해되지 않으려면 훨씬 운 좋은 조건이 필요했기 때문입니다.
석탄기의 기후와 대륙 배치도 석탄 축적에 기여했을 것입니다. 즉 지구 표면의 훨씬 더 많은 부분이 따뜻한 기후의 늪지 같은 곳으로 덮여 있었고, 식물이 풍부한 데다 죽은 나무가 물에 잠겨 분해되지 않고 보호받을 수 있었을 가능성이 큽니다. 그래도 이것만으로는 쌓인 석탄의 양이 그토록 큰 차이를 보이는 이유가 설명되지 않는 듯합니다.
가장 가능성이 큰 설명은 모든 요인이 함께 작용했다는 것입니다. 대륙의 배치, 기후, 그리고 나무를 분해하는 균류가 적었거나 아예 없었다는 점 말입니다. 어쩌면 나무를 분해하는 균류가 이미 있었지만 효소가 후대의 균류만큼 효율적이지 못해서, 나무가 퇴적물에 묻히기 전에 일부밖에 분해하지 못했을 수도 있습니다.
세균이 아닙니다. 리그닌을 분해할 수 있는 생물은 균류뿐이고, 균류는 리그닌에 과산화물을 쏘아서 분해합니다.
그래서 이 방식은 산소가 있는 환경에서만 통합니다(늪지에서는 안 됩니다).
(2020). 댓글이 달린 이전 제출 기록입니다.
https://news.ycombinator.com/item?id=23639294 (2020년 6월 26일 - 댓글 96개)
https://news.ycombinator.com/item?id=28844872 (2021년 10월 12일 - 댓글 108개)
https://news.ycombinator.com/item?id=34210508 (2023년 1월 1일 - 댓글 6개)
이번 제출은 4일 전 것이니, 세컨드 찬스 풀에 들어갔던 모양입니다.
"앞쪽 출구"가 곧 "앞쪽 입구" 아닌가요? 새한테 입이 두 개 있는 것도 아닌데요. 이게 어떻게 나아지는 건지 이해가 안 됩니다.
새의 폐 구조도를 찾아보세요.
맞아요, 공기가 드나드는 곳은 입과 코예요. 하지만 몸속에서는 일방통행 순환로 같은 구조예요.
공기주머니는 앞쪽과 뒤쪽 두 가지가 있고, 그 사이에 폐가 있습니다. 숨을 들이쉴 때 공기 일부는 폐로 가면서 (묵은 공기를 앞쪽 주머니로 밀어내고) 나머지는 뒤쪽 주머니에 저장됩니다. 내쉴 때는 뒤쪽 주머니의 신선한 공기가 폐로 이동하고, 앞쪽 주머니의 묵은 공기는 몸 밖으로 나갑니다. 이것이 효율적인 일방향 호흡 흐름이고, 덕분에 폐는 들이쉴 때나 내쉴 때나 계속 산소를 얻을 수 있습니다.
설명과 그림은 여기서 볼 수 있습니다. How Air Sacs Power Lungs in Birds’ Respiratory System - https://asknature.org/strategy/respiratory-system-facilitates-efficient-gas-exchange/
파충류처럼 복잡한 동물에서 구멍이 하나인 폐 시스템이 구멍이 둘인 폐 시스템으로 진화하는 과정이 어떻게 되는지 알고 싶네요.
지금도 살아 있는 파충류 중에는 이 중간 단계쯤에 있는 것들이 있어요. 구멍이 둘이 아닌데도 호흡기 일부에서는 공기가 한 방향으로 흐르거든요.
새도 그렇지 않나요? 새도 구멍은 하나뿐이잖아요.
읽고 나서도 이해가 안 되는 게 두 가지 있습니다.
새는 왜 거대해지지 않았을까요?
산소 농도가 아주 높고 나무가 사방에 널려 있던 이 시기에는 왜 끊임없이 불이 나서 상황이 평형 쪽으로 가지 않았을까요?
사우로포드만큼 거대하지는 않았지만, 이런 새들이 있었습니다. https://en.wikipedia.org/wiki/Phorusrhacidae :
비행과 알껍데기 두께가 한계로 작용합니다
이 탄소 퇴적물은 대부분 늪지에서 생긴 거라 죽은 나무가 물속에 있었습니다
인간이 대형 동물을 아주 효과적으로 몰살시켰죠. 혹시 남아 있었다면 인간과 그 사촌들이 잡아먹었겠죠.
정말 재미있게 읽었습니다. 균류가 나무를 분해하는 메커니즘을 발달시키는 데 수백만 년이 걸렸다는 건 이미 알았지만, 공룡이 뛰어난 호흡계 덕분에 거대해졌다는 건 완전히 처음 듣는 이야기였습니다. 지구상의 모든 생물이 폐를 가진 줄 알았거든요!
> 어려운 점은, 나이 든 사람들 대부분이 석유와 석탄과 가스가 대단하다고 믿으며 자랐고, 늙은 개에게 새 재주를 가르치기는 어렵다는 겁니다.
충분히 냉소적인 말 같지는 않습니다. 석유, 석탄, 가스로 돈을 버는 사람들이 있고, 기후에 대해 뭘 믿든 그들은 계속 부를 쌓으려고 무슨 짓이든 할 겁니다. 사실 더 나쁩니다. 개인 몇 명이 아니라 거대한 조직망이니까요. 화석연료 거래에 GDP가 달려 있는 국가들도 있고요. 자본가라면 돈 버는 방식이 지구를 해친다는 이유로 그걸 포기하도록 설득할 수도 있겠지만, 조직에게 해산하라거나 국가에게 깊은 불황으로 들어가라고 설득할 수는 없습니다.
이해관계에 대해서는 동의하지만, 조직이 변할 수 없다고까지 말하지는 않겠습니다.
그래도 석유, 가스, 석탄은 정말 멋진 물질이에요. 땅만 파면 지구에서 화학 에너지 밀도가 가장 높은 물질들을 얻을 수 있잖아요. 태우면 대기가 생명이 더는 제대로 적응하지 못하는 상태로 되돌아간다는 건 안타깝지만, 물질 자체는 여전히 꽤 멋지다고요.
저는 앞으로도 합성 탄화수소가 에너지를 장기간 저장하는 데 중요한 역할을 계속 맡으리라고 생각합니다. 배터리는 자가 방전 때문에 장기 저장에 적합하지 않고, 항공우주 분야에서도 마찬가지입니다.
합성 탄화수소를 만드는 건 이미 오래된 기술이고, 석유 가격이 떨어져 경쟁력을 잃기 전에는 대규모로 쓰이기도 했습니다.
오늘날 가장 비효율적인 부분은 공기 중의 희박한 CO2를 포집해 농축된 CO2로 바꾸는 단계입니다. 농축된 CO2는 이후 처리하기 쉽고, 예전에 쓰던 탄화수소 합성법보다 효율적인 전기분해 방식 등으로 가공할 수 있습니다.
AI 투자처럼 훨씬 하찮은 목적에 쓰인 돈의 일부만이라도 CO2 농축 방법 개선 같은 목표에 쓰였다면, 오늘날 우리 상황은 훨씬 나았을 겁니다.
땅에서 캐내기가 상대적으로 더 어려웠던 시절에는 생나무에서 휘발성 화합물과 숯을 뽑아 연료로 쓰는 공정도 많았습니다. 그것도 다시 살아날 수 있다고 생각합니다.
이제야 석탄의 한 종류를 왜 "갈탄(Lignite)"이라고 부르는지 알겠네요. 공룡 같은 선사시대 동물들이 왜 그렇게 컸는지도요.
정말 놀라운 이야기네요. 이렇게 흥미로운 글을 읽은 지 오랜만이에요.
결국 지구의 모든 에너지는 태양에서 오고, 원자나 분자 사이의 결합에 저장됩니다. 식물은 유기 화합물 안에 이 결합을 만들어 내는 배터리 제조기이고요. 동물은 반대로 결합을 끊어서 나무가 저장해 둔 에너지를 꺼내 씁니다. 동물도 지방이나 근육 같은 자기 몸의 유기 화합물에 에너지를 저장하니, 먹이 피라미드의 일부가 되는 거죠.
엄밀히 말하면 지구의 모든 에너지가 태양에서 오는 건 아니에요. 지열 에너지는 방사성 붕괴와 냉각에서 나오고(수축하면서 중력 퍼텐셜 에너지 일부가 열로 바뀌는 것도 포함해서요), 조력 에너지는 일부가 달에서 오고, 운석조차 미미하지만 에너지를 보태죠. 그래도 뭐, 태양이 워낙 대단하긴 하죠.
방사성 원소도 아마 별에서 생겨났을 거예요... 우주를 날아다니는 커다란 흙덩어리는 별에 비하면 에너지를 거의 만들지 못해요. 우리는 소비할 뿐이고...
히어로 이미지의 제목이 Murch_HERO네요. 대형 출판사도 이름 짓는 데는 게으르다니까요!
접근성을 위해 대체 텍스트도 더 잘 달아야 해요.
네, 좋은 글이네요. 문명이 더 오래 살아남으려면 진화의 부산물보다는 태양 복사 같은 더 근본적인 에너지원에 의존해야 한다는 생각이 듭니다.
태양광 발전량은 최근 몇 년 사이 폭발적으로 늘었어요. 나쁜 소식만 있는 건 아니에요.
어느 정도는 동의합니다. 하지만 이 기술은 아직 초기 단계이고 화석연료만큼 규모를 키우기가 쉽지 않습니다. 방출되는 에너지가 표면적에 제곱으로 의존한다는 점이 꼭 나쁜 건 아니지만, 의문을 낳는 건 사실입니다.
이것이 이 기술의 엄격한 한계가 아니기를 바랍니다...