광물과 생물(사람)은 형제

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광물과 생물(사람)은 형제
1900년대 초 원자, 세포가, 1920년 양자역학이 꽃을 피우고, 1950년 DNA 발견되었다. 세포와 원자가 명확해진 것은 1900년대 이후이다. 1700~1900년대 300년간 원자 분자 개념은 없었다. 초등에서 고등교육 학문이 물리(근본이 원자), 생물(근본이 세포) 중심이었다. 300년간 과정의 이해 없이 원자, 세포의 미시세계까지 밝혀진 결과만 공부한 셈이다.
괴테가 이탈리아 여행을 했다. 인문학자가 지구를 알고 싶어서(지오그노시) 광물을 발견하고, 3000종 이상을 수집했다. 1492년 콜럼버스 대항해, 1520년 마젤란이 지구를 한바퀴 돈다. 1700년도 쿡선장이 하와이까지 간다. 거대한 대륙, 미지의 바다, 전체를 아우르는 지구의 개념이 대두된다.
인류역사상 가장 큰 혁명은 농업혁명이다. 산업혁명도 그 여파이다. 산업혁명은 내연기관으로 석탄을 때는 것이다. 석탄은 동양 문화권에서 근 2000년 전부터 알고 있었다. 장호원, 사리원, 조치원의 역참은 공무원이 가서 머무르는데 거의 1000년전부터 석탄을 공급해 주었다. 서양에서 석탄을 사용한 전기기관을 만든 것이 산업혁명의 본질이다. 땅속에 석탄을 찾기 위해 광산학, 운반을 위한 철도 철광석, 채굴을 위해 광물학이 시작되었다.
알프스 몽블랑 4천m에 올라간 게 2백년도 안 됐다. 2천m 이상 되는 산은 그 위에 악마가 산다 하여 아무도 올라갈 생각을 안 했다. 지질학자 소쉬르가 상금을 내걸었더니 드디어 몇몇이 올라갔다. 이어서 소쉬르가 직접 올라갔다.
비글호 다음으로 영국은 남극에 로스 탐험대를 보낸다. 다윈과 1400번 편지를 주고받던 사람이다. 이어 1845년 영국해군이 총력을 기울인 프랭클린 탐험대 140명이 북극해를 통해 캐나다로 이르는 북서항로를 개척한다. 배가 빙하에 갇혀 다 죽는다. 몇명은 빙하를 80일간 걸어서 넘어 살아 돌아왔다. 생존한 의사가 빙하에 대한 두 권의 책을 낸다. 만년 전까지 현 남극빙하보다 더 큰 로렌타이드빙하가 캐나다와 미국의 반, 워싱턴DC지역까지 다 덮고 있었다. 빙하가 지구 지형에 큰 영향을 미친다는 것을 깨닫게 되었다. 기후학이 그때부터 나왔다. 로렌타이드빙하가 녹은 물이 5대호이고, 그게 흐르는 강이 미시시피강이다.빙하를 통해 지구과학이 나왔다.
광물학을 통해 천만년 이상의 통시적 개념이 생기며 진화론이 나왔고, 빙하를 통한 지구과학이 나오자, 이 모든 게 이루어지는 땅덩어리가 어떻게 모습이 바뀌어왔나에 관심이 쏠렸다. 광물학, 진화론, 지구과학, 기후학이 다 만나서 '판구조론'이 만들어진다. 20세기 과학혁명은 지구를 제대로 알고자 하는 욕망에서 비롯됐고, 그게 '판구조론'으로 완성되며 지구가 어떻게 생겼는지 다 알게 됐다. 그 과정에서 제일 중요한 것은 다윈이었다. 과학적 상상력을 죄의식으로부터 해방시켜줬기 때문이다.
광물과 생물이 서로 영향을 주고받는 것은 적어도 5억년 전으로 거슬러 올라가야 한다. 피가 붉게 보이는 것은 핏속 헤모글로빈 단백질 안에 철원자 4개가 들어있는데, 이게 산소를 만나면 녹이 슬어서 붉은 거다. '산화철', 즉 녹슨 거라서 피가 붉은 거다. 광물적현상!! 광물과 사람의 공존!
행성들 중 목 토 천 해는 수소,헬륨의 가스 큰 공(행성)이고, 수 금 지 화는 비중 5쯤 되는 돌 큰 공이다. 지구부피 70%가 맨틀층인데, 성분이 SiO2. 즉 돌! 돌(암석 Rock)은 광물(Mineral)로 이루어져 있다. 예컨대 화강암이란 돌은 석영, 장석, 운모라는 3가지 광물로 이루어진다. 하나의 돌은 3~4개 광물로 이루어진다.
산에 풀이 많이 안 자라고 소나무가 자란다. 산에 화강암이 많아서 그런 거다. 화강암 산에 벼나 보리는 안 자라는데 왜 소나무는 잘 자라느냐? 나무와 화강암이 공생을 해서 그런 거다. 솔잎이 광합성을 해서 포도당을 만들어 송이버섯에 준다. 뿌리에 있던 송이버섯은 포도당을 받아먹고 시트르산, 말레이트 등 산을 만든다. 그 강한 산을 가지고 바위에 구멍을 뚫는다. 소나무가 바위를 녹이는 게 아니고, 소나무에 기생하는 버섯이 녹이는 거다. 바위가 녹을 때 장석이 녹는 건데, 장석 속 인, 질소(P, N)을 소나무 뿌리가 빨아들인다. 인, 질소를 가지고 세포분열 해서 소나무가 커진다. 벼나 보리는 기생하는 버섯(균류)이 없으니 산에서 못 자라는 거다.
장석이 녹아 바위는 모래가 되고, 모래가 개울, 강 거쳐 바닷가에 가면 3~4km 쌓여 사암이 된다. 그래서 바위는 자기의 삶 사이클을 돌리는 거다. 바위는 쪼개져야 퇴적암, 변성암으로 나아갈 수 있다. 땅판 밑으로 다시 들어가기 시작해, 천만년 후 마그마가 된다. 돌(+광물)은 천만년 단위로 삶 주기가 도니까 한눈에 안 보이지만, 소나무나 다른 생물들과 상호작용을 해왔다. 이걸 처음 생각한 게 허튼이고 "광물을 이해하려면 그 긴 시간을 가늠해야 한다"고 했고, 그걸 다윈이 이어받아 '진화(꼴바꿈)'란 개념을 만들어낸 거다. "길게 봐라" 라는 허튼의 한마디가 3백년간의 과학발전의 바탕이 되었다.
광물과 생명이 원자, 분자단위로 들어가면, 광물도 원자, 분자단위로 나눠지고 생물 안에는 10만 종 원자들이 들어가 있기 때문에, 둘 다 원자단위로 들어가면 구분 없이 만나진다. 같은 원자(원소) 쓰는 하나의 학문!! 브레인이 작동하려면 나트륨이 있어야 하는데, 나트륨 이온이 광물 안에 들어가 장석을 만든다.
세포는 원핵세포, 진핵세포 해서 두서너 종밖에 없는데, 광물은 4500종이다. 나트륨, 칼륨(K), 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg)과 산소(O2)가 결합한 7개만 알면 된다. 원자 단위로 내려가면 생물, 무생물 구분이 무의미해진다. 우리 몸도 뼈는 칼슘(Ca)으로 돼 있고, 피는 철(Fe)과 산소(O2)가 만나 붉고, 브레인에는 나트륨이 있어서 작동한다. 세포 단위 생명체와 7개 단위의 광물 누리, 이 둘은 하나의 누리로 만나게 되고, 이걸 알면 생명을 굉장히 넓은 관점에서 바라볼 수 있게 된다. 같은 소스를 쓰면서 공생하는데, 그 같은 소스는 생물, 무생물 사이를 왔다갔다 한다. 공진화! 광물과 생물은 두 바퀴처럼 맞물려 돌아간다. 광물은 내 형제!
내 이빨은 인산칼슘, 삼엽충 눈은 방해석. 즉 탄산칼슘, 척추동물의 척추뼈는 '들고 다니는 바다'이다. 바닷속 칼슘(Ca)을 담을 수 없어서 척추동물의 척추뼈로 꼴바꿈해왔다. 브레인 전압펄스(전기 프로세스)에 필요한 게 나트륨이온(Na+)인데, 그게 바닷물에 있으니까, 우리가 소금, 소금물 먹어야 하는 거다. 우리 몸은 매초, 매순간 단위로 작동하는 광물!