[창의력 키우기] 과학 창의력

'헬로∼공부야'는 영재교육 전문기관 와이즈만의 도움으로 과학 창의력과 수학 사고력을 키워줄 수 있는 다양한 예시문항을 게재합니다. 이번 주에는 도로가 생긴 뒤 동물들의 변화, 먼 우주 행성의 물질 조사 방법, 길을 물어 캠브리지 대학 찾아가기, 짐꾼을 데리고 사막을 무사히 횡단하는 법 등의 주제를 다룹니다.



■초등

도로 건설 후 동물 생태계엔?

인구가 늘어나고 도시가 커지면서 그만큼 도로의 수도 증가하게 됐습니다. 쭉 뻗은 도로를 달리다 보면 기분이 상쾌하지만 한편 도로 건설로 인해 피해를 보는 쪽도 있습니다. 야생 동물들이 그렇습니다. 들이나 산에 도로가 놓일 경우 야생 동물들의 생활 환경은 변하게 됩니다. 자유롭게 생활하던 곳이 둘로 나뉘기 때문이지요. 동물들이 건너갈 수 있도록 다리를 놓고 있지만 이 다리들은 아직까지 효과가 크지 않다고 하네요.



<문제>

도로를 중심으로 두 곳으로 나뉘는 경우 동물들에게는 어떤 일이 생길까요? 또 그 일로 인해 어떤 현상들이 나타날까요? 동물들에게 벌어지는 일들을 생각해 보세요. 하나의 결과가 또 다른 원인이 되고, 그 결과 생긴 일이 또 다른 결과를 낳는 식으로 가정해서요.



<조건> 1. 지역이나 동물을 가정해 생각하세요. 지역은 우리나라의 산, 외국의 들, 어디든 좋습니다. 동물은 그 지역에 살 수 있는 동물이면 됩니다. 2. 도로를 중심으로 나뉜 두 곳 사이에 동물들의 이동은 어려운 것으로 가정합니다.



<해설>

이번 문제는 야생동물이 사는 곳에 도로가 놓이게 되면 동물들에게는 어떤 일이 생길지 예상해보는 것이었습니다. 거주지가 변하면 생활방식, 먹이사슬, 심지어는 생태계까지 바뀔 수가 있습니다. 여기서 더 나아가 동물들의 심리적인 면까지 생각하면 좋겠네요. 답안의 예는 다음과 같이 생각할 수 있습니다.

우리나라에 사는 동물 '멧돼지, 산개구리, 사슴, 두더지, 까치'의 예를 들고, 특히 두더지와 까치가 전선이나 전봇대에 의한 피해를 받는 상황을 설정할 수 있겠지요. 그리고 마무리로 '생명은 무엇보다 소중하다'면서 우리가 동물들을 위해 해야 할 일도 여러 가지 적습니다. 동물과 지역에 관한 상황 설정을 '땅 속과 하늘에 사는 동물들'로 확장한다면 더 풍부한 답이 되겠습니다.

우리나라가 아닌 다른 나라, 예를 들어 호주의 캥거루와 어느 한적한 들판의 토끼로 상황을 설정할 수도 있습니다. 호주에 사는 캥거루는 도로가 갈리면서 캥거루 가족이 헤어지는 경우 우울증, 향수병, 거식증에 걸릴 수 있고, 도로에 다니는 차종의 오염으로 인한 호흡기 질환이 생긴다는 것을 예상해 볼 수 있겠습니다. 결국 공룡, 갑주어, 매머드 같은 멸종 동물이 되겠지요. 동물들에게 끼치는 영향과 해결책을 중심으로 생각해 볼 수도 있습니다. 동물들에게 끼치는 영향 중 고속도로는 밤에도 밝아 야행성 동물에게 치명적일 수 있습니다. 도로과 관련해서는 소음이나 매연을 쉽게 떠올릴 수도 있습니다.



■중등

먼 우주 행성의 물질 분석



우주는 매우 넓다. 과연 우주에는 지구 이외에도 생명이 존재하는 것일까? 3월 19일 '네이처'지에 발표된 내용에 따르면 지구에서 63광년 떨어진 여우자리에 있는 HD 18733b 행성 대기권에서 메탄이 발견됐다고 한다. 메탄은 탄소화합물로 이뤄진 생명체에 있어서 아주 기초적인 물질이므로 메탄이 발견됐다는 말은 지구 밖에 생명체가 존재할 확률을 높일 수 있는 과학적 발견이다. 그런데 63광년이라면 얼마나 먼 거리일까? 빛의 속도로 63년, 약 590조㎞의 거리이다. 현재 인류가 개발한 가장 빠른 우주선으로도 600만년 이상을 가야 도달할 수 있는 것이다.



<문제>

그렇다면 어떤 방법으로 우주 먼 곳 행성에 있는 물질을 찾아낼 수 있었던 것일까?



<해설>

모든 종류의 물질은 특정한 빛 영역을 흡수한다. 또한 높은 온도로 가열하면 특수한 영역의 빛을 내기도 한다. 이렇게 얻어지는 빛을 파장에 따라서 분해한 스펙트럼을 분석하면 그 곳에 어떤 물질이 있는지를 알 수 있게 된다. 이 연구에는 허블 망원경의 근거리적외선 카메라와 다중목표물 분광계가 사용됐다고 한다. 메탄 같은 탄소화합물은 적외선 영역의 특정한 범위를 흡수하기 때문에 행성에서 얻어진 빛을 분석하면 메탄의 존재를 확인할 수 있게 된다. 이렇게 스펙트럼 연구를 통해서 인류는 도달하지 못한 우주 속에 어떤 물질들이 있는지 알 수 있게 된다. 참고로 위 행성에는 물도 있었다고 한다. 하지만 중심별과의 거리가 매우 가까워서 표면 온도가 900도나 돼 복잡한 생명체가 살기에는 적당하지 않을 것이라는 분석이 덧붙여졌다.
/ 입력시간: 2008. 04.01. 15:50