설악산과 동해안의 휴가 20141115 w05 속초 자연 박물관

[장박]

안녕하세요 ?

지난 2014년11월14일(금)~16일(일) 에는 저희 가족이 
강원도 고성군 토성면 미시령 옛 길의 Del Pino Resort 에 
묵으면서, 인근의 설악산과 동해안을 돌아보면서 느긋하게 
휴가를 즐기고 돌아 왔습니다.

이 설악산과 동해안의 휴가 기간에 잡아 본 사진들을 그 
동안에 네 차례에 걸쳐서 이 곳에 올려 드렸습니다. 
오늘은 이 web 기고문 series 의 마지막 편인 제 5 편으로서, 
셋째 날인 2014년11월16일(일) 에 속초 해변의 속초 자연 
박물관을 방문한 기록입니다.

즐거운 휴가, 배울 것도 많은 여행이었습니다 ~

nc

속초 해변 자연 박물관

2014년11월14일(금)~16일(일) 설악산과 동해안

Del Pino Golf and Resort 주변의 지도

2014년11월16일(일) 속초 해변의 앞 바다의 작은 섬과 등대

속초의 바닷가에서

속초 해변에서의 즐거운 시간

2014년11월16일(일) 속초 해변 자연 박물관

방해석 ( 方解石 ; Calcite ; CaCO₃ )

방해석 ( 方解石 ; calcite ) 은 탄산 calcium ( CaCO3 ) 이 
지표면의 상온 상압에서 취하는 가장 안정된 결정 형태의 
광물로서, 석회암 ( limestone ) 이 오랜 지질 시대를 
거치면 대부분이 방해석으로 전이 ( 轉移 ) 한다. 방해석은 
대리암 ( 大理岩 ; marble ) 의 주요 구성 광물이며, 무척추 
동물의 껍질에도 흔히 존재한다.

방해석은 기울어진 육면체 ( rhombohedral ) 의 결정 구조를 
갖고 있으며, 이러한 결정 구조로 말미암아 특정 방향으로 
응력이 가해질 때 결정체의 평면을 따라서 깨끗하게 잘라지는 
이른 바 벽개 ( 壁開 ; cleavage ) 현상이 나타나며, 결정체 
안으로의 입사 광선이 방향이 다른 두 개의 굴절 광선으로 
나뉘어지는 복굴절 ( birefringence ) 현상을 나타내기도 한다.

방해석의 투명한 변종인 빙주석 ( 氷州石 ; Iceland spar ) 은 
17 세기에 Iceland 의 동부 해안에서 처음 발견된 이래로 
AD 1678 년에 Christiaan Huygens 에 의하여 빙주석의 복굴절 
특성이 연구되는 등 현대 결정 구조학의 발전에 디딤 돌이 
되었고, 오늘날 빙주석은 Nicol prism, polarizer 등의 광학 
소자의 주요 재료로 이용되고 있다.

방해석의 또 다른 형태

석영 ( 石英 ; Quartz ; SiO_{2 )}

석영 ( 石英 ; quartz ) 은 silica 라 부르는 이산화 규소 ( SiO2 ) 
를 주 성분으로 하고 일부 Li, Na, K, Ti 등의 불순물을 소량 
포함하기도 하는 결정체로서, SiO2 의 결정 구조는 개개의 산소 
원자 O 마다 두 Si 원자 사이에서 연결하여 주고 있고, 
반면에 개개의 Si 는 네 개의 산소 원자 O 로 둘러 쌓여 있는 
공유 결합의 원자 배열 형태를 기본으로 하고 있다.

석영은 SiO2 의 강력한 공유 결합으로부터 오는 
높은 경도를 이용하여 초경 공구의 재료로도 쓰이고 있다. 
또한, 석영은 압전 ( 壓電 ; piezoelectricity ) 효과를 
나타내는 대표적인 결정체로서, 압전 효과를 이용하여 시계, 
통신 위성 등에서 정밀한 주파수 제어를 하는 소자로 널리 
이용되고 있으며, 일부 가공하여 광학 소자로도 사용된다.

수정 ( 水晶 ; Crystal )

수정 ( 水晶 ) 은 석영의 투명한 변종으로서, 결정 구조가 
완전하고 함유된 불순물로 인한 색깔이 아름다운 보석 
광물들이다. 고대 Greece 인들은 수정을 krystalos 라 불렀고, 
현대 결정 구조학에서는 이를 어원으로 하여 결정 구조를 
갖는 물질들을 통칭하여 crystal 이라고 부르고 있다.

수정 중에서 불순물을 포함하지 않는 순수한 형태의 수정은 
rock crystal 이라고 부른다. 반면에, 미량의 불순물이 섞인 
수정들은 그 함유된 불순물의 성분과 함량 및 결정 구조에 
따라서 자수정 ( amethyst ), 황수정 ( citrine ), 연수정 
( smoky quartz ) 및 장미 석영 ( rose quartz ) 등으로 
분류된다.

수정은 그 광학적 특징들로 인하여 lens 및 prism 을 깎아 
내는 원 소재로 사용되며, 아울러 그 압전 ( 壓電 ; 
piezoelectricity ) 효과로 인하여 전기 회로 안에서 진동을 
조절하는 소자로써 쓰인다.

황철석 ( 黃鐵石 ; Pyrite )

황철석 ( 黃鐵石 ; pyrite ) 은 이황화철 ( FeS2 ) 의 광물로서, 
등축정계 ( 等軸晶系 ; isometric system ), 즉 정육면체가 
복합적으로 엉켜 있는 결정 구조를 갖는다.

황철석은 magma 로부터 Fe 와 S 가 분별되어 결합함으로써 
종유석의 성장과 같이 황철석의 광상이 성장하여 가기도 
하며, 화성암이나 퇴적암 속에서도 부성분의 광물로서 
산출되기도 한다.

황철석은 대기 중에 오랜 세월 노출되면 산화철 ( Fe2O3 ) 및 
황의 산화물 등의 화합물로 바뀌면서 표면에 황갈색의 
얼룩이나 피복물을 형성하며, 궁극적으로는 풍화하여 산화철, 
침철석 및 갈철광으로 바뀌어 간다.

공기 중에서 표면에 요철이 심한 강철의 부시 쇠로 황철석을 
세게 긁어 치면, 황철석의 표면에서 작은 쪼가리들이 떨어져 
나오고, FeS2 중의 철과 황 성분이 일부 유리되면서, 유리된 
황이 순간적으로 산소와 결합하여 불꽃을 내기 때문에, 인류는 
선사 시대로부터 석영 및 flint 와 더불어 황철석을 부싯돌로 
이용하였다. 황철석의 영문 명칭이 pyrite 인 것도 불을 의미하는 
Greece 어원 "pyr" 로부터 유래된 것이라고 한다.

철의 제련 공정에서는 황철석 보다는 산화철 ( Fe2O3 ) 을 
주 성분으로 하는 철광석들이 훨씬 더 상업성이 좋으므로, 
황철석은 철의 원료로는 사용하지 않는다. 그 대신에, 
황철석은 황산의 제조 공정에서 황을 추출하여 내는 
원료로 쓰인다.

탄산염 ( Carbonate )

탄산염 ( carbonate ) 은 탄산 ( H2CO3 ) 이 Ca 이나 Na 등의 
금속 ion 과 ionic bond 를 이룸으로써 생성되는 화합물들로서, 
이들은 무기 탄산염이라 부르며, CaCO3 와 Na2CO3 등이 
주종을 이루고 있다. 한편, 유기 탄산염은 무기 탄산염들의 수소 
ion 이 들어갈 자리에 ethyl 기 ( C2H5- ) 가 치환하여 들어가서 
생성되는 화합물들을 가리킨다.

지구상에 존재하는 대부분의 이산화 탄소 ( CO22 ) 는 탄산 
calcium ( CaCO3 ) 의 형태로 존재한다. 탄산 calcium 은 
바다의 무척추 동물들의 껍질의 단단한 부분을 구성하다가, 
지질 시대를 거치면서 석회암 동굴의 종유석, 석순 및 석주 등을 
이룬다. 탄산 calcium 은 석회석, 대리석, 방해석, 빙주석, 조개 
껍질, 계란 껍질 및 산호 등의 주 성분을 이룬다.

자수정 ( 紫水晶 ; Amethyst )

자수정 ( 紫水晶 ; amethyst ) 은 silica 광물인 석영의 
투명한 변종으로서, 결정 구조가 완전하고, 함유된 
불순물로 인하여 보라색을 띈다. 자수정은 어떤 수정의 
다른 변종보다도 산화철 ( Fe2O3 ) 의 함량이 높다. 
전문가들의 일반적인 이론은 자수정이 보라색을 띠는 
이유가 함유하고 있는 불순물 성분 Fe2O3 에 의한 
것이라고 하는데, 자수정의 또 다른 불순물인 
manganese 나 혹은 탄화 수소 성분들로 말미암아 
자수정의 독특한 색깔이 나오는 것이라는 견해도 있다.

옛날부터 Europe 에서는 자수정을 품에 품고 있으면 
alcohol 중독에 걸리지 않는다는 민간 신앙이 있었고, 
이로 말미암아 자수정의 영문 명칭은 alcohol 이라는 
뜻의 Greece 어근 "methystos" 의 앞에 부정을 나타내는 
어두 "a" 를 결합하여 amethyst 로 부르게 되었다고 한다.

첨정석 ( 尖晶石 ; Spinel )

첨정석 ( 尖晶石 ; spinel ) 은 일반 화학식이 AB2O4 로 
표기되는 조암 광물 ( 造巖 鑛物 ) 의 일종이다. 일반적인 
조암 광물들은 위의 일반 화학 식에서 A 의 자리에 Mg, Fe, 
Zn, Mn 또는 Ni 가 들어가고, B 의 자리에는 Al, Cr 또는 
Fe 가 들어간다. 조암 광물 중에서 B 의 자리에 Al 이 
들어가고 첨정석의 결정 구조를 나타내는 광물을 aluminum 
첨정석이라 부르고, B 의 자리에 Cr 이 들어가고 첨정석의 
결정 구조를 나타내는 광물을 chromium 첨정석이라 부른다.

첨정석은 결정의 세 축이 서로 수직하며 세 결정축 방향의 
입자 간의 간격도 서로 꼭 같은 등축 정계 ( 等軸 晶系 ; 
isometric system 또는 cubic system ) 의 결정 구조를 
갖는다. 등축 정계에 속하는 가장 간단한 결정들은 
정육면체의 격자 구조를 갖고 있지만, 등축 정계의 일반적인 
결정체들은 8 면체, 24 면체 및 48 면체 등의 대칭적인 
결정들이 있으며, 그 밖에도 정육면체가 복합적으로 엉켜 
있는 결정 구조들도 있다.

위 그림의 첨정석은 aluminum spinel 로서, 그 화학식은 
MgAl2O4 이며, 등축 정계에 속하는 8 면체 결정 구조를 
갖고 있다. 대부분이 무색 투명하나, 불순물 함유량에 
따라서 빨강, 파랑, 녹색 등의 빛깔을 띄기도 하며, 
보석으로 쓰인다.

산석 ( 霰石 ; Aragonite )

Aragonite 는 탄산 calcium ( CaCO3 ) 이 고압에서 
취하는 안정된 형태로서, 탄산 calcium 의 좀 더 흔한 형태인 
방해석 ( 方解石 ; calcite ) 과는 동질 이상 ( 同質 異像 ) 
으로서, aragonite 는 방해석 보다는 밀도 및 경도가 조금씩 
더 높다. 또한, aragonite 는 위의 그림과 같이 결정이 하얀 
눈 덮인 가지들 같이 성장하는 특징을 보인다.

Aragonite 는 Karst 지형의 동굴 내의 종유석이나 염기성 암의 
퇴적물에서 많이 발견된다. 한편, 생태계에서는 해양 생물들 
중에서 연체 동물, 강장 동물, 극피 동물, 갑각류 등의 
무척추 동물들이 어떠한 생리학적 mechanism 에 의하여 탄산 
calcium ( CaCO3 ) 을 aragonite 의 형태로써 
분비하며, aragonite 는 이러한 해양 무척추 동물들의 껍질과 
외각을 구성라는 중요한 요소가 된다. 또한, aragonite 는 
진주 ( 眞珠 ) 의 구성 성분인 광물이다.

Strontianite ( SrCO₃ )

Strontianite ( SrCO3 ) 는 strontium ( Sr ) 의 탄산염으로서, 
지구 상에서 strontium 을 포함하는 몇 안 되는 광물들 중의 
대표적인 광물이다. 지구 상에서 strontianite 를 상업적으로 
채광할 수 있는 광맥은 많지 않지만, 지구 상에서 strontium 은 
총 질량으로 보나, 총 원자 수로 보나 copper 에 비하여 4 ~ 6 배 
이상으로 많은 원소이다.

Strontianite 는 1791 년에 Scotland 의 Argyllshire 의 Strontian 
에서 최초로 발견되어, 그 지명을 따서 원소 및 화합물의 
이름을 붙이게 되었다고 한다.

Strontianite 는 orthorhombic 결정 구조를 가지며, 거의 항상 
형광성 ( fluorescent ) 을 보인다. Strontianite 는 가루로 내서 
화약과 섞으면 적색 불꽃을 내므로, 적색 신호탄이나 불꽃 놀이의 
재료로 쓰인다.

Strontium ( Sr ) 은 2 족에 속하는 금속으로서, 표면이 납과 같이 
연하며, 금방 자른 strontium 은 단면에서 은빛 광택이 나지만, 
강력한 활성에 의하여 빠르게 산화하여 황색으로 변한다. 그러므로, 
strontium 은 등유에 담가서 보관한다.

지구 상에서 채취하는 strontium 은 네 개의 동위 원소의 혼합물 
상태로 산출되고 있다. 그 중에서 원자량이 88 인 Strontium 88 이 
83 % 로 제일 많고, Strontium 86 이 10 %, Sr 87 이 7 % 이며, 
Sr 84 가 미량 함유되어 있다. 핵 폭발로 인한 방사성 낙진 중에서 
Strontium 90 은 방사능이 강하고 반감기가 28 년이나 되므로, 
매우 위험한 방사능 물질이다. Strontium 과 calcium 은 똑같이 
원자가가 2 이므로, Strontium 90 은 생태계로 유입하여 calcium 을 
화학적으로 치환하여 인체로 들어와서 뼈 또는 치아의 calcium 이 
들어가야 할 자리를 차지하고 방사능을 낸다고 한다.

그런데, 우주 탐사선에서는 반감기가 긴 Strontium 90 동위 원소의 
방사능을 이용하여 경량의 전력원으로 쓸 수도 있으며, 잘 조절된 
Strontium 90 을 골수로 보내어 골수암을 치료하는 의술도 개발되어 
쓰이고 있다고 한다.

황수정 ( Citrine )

황수정 ( citrine ) 은 silica 광물인 석영의 투명한 조립질 
변종으로서, 황색 또는 갈색을 띄는데, 그 색깔은 황수정의 
결정 안에 colloid 상태로 떠 있는 산화철 ( Fe2O3 ) 로 인한 
것이라고 한다. 

황수정은 그 색깔이나 모습이 규산염 광물인 황옥 ( topaz ) 과 
유사하지만, 황옥보다는 상대적으로 경도가 낮다. 옛날부터 보석 
업계에서는 황수정을 준 보석으로 쳐 왔는데, 황수정의 가격을 
더 받기 위하여 황수정의 이름을 황옥과 혼동되는 여러 가지 
다른 이름으로 불러서 팔았다고 한다. 한편, 수정 중에서는 
자수정이나 연수정에 비하여 황수정은 희귀하므로, 자수정과 
연수정을 가열 처리하면 황수정과 비슷한 색으로 변하므로, 
일부 자수정과 연수정을 가열 처리하여 황수정 내지는 황옥과 
비슷한 이름으로 팔았다고 한다.

타색 광물

공작석 ( Malachite )

황동석 ( Chalcopyrite ; Cu₂Fe₂S₄ )

약 4 억년 된 조개 화석

이 화석은 혹시 홍합인지 ... ?

옛날의 해양으로부터 남은 화석들 --- 거북이 갑옷, 공룡의 알

거북이의 화석

Ammonite

Ammonite 는 고생대의 Ordovician period ( 488 ~ 443 M years ) 
에 나타나서, 중생대 ( Mesozoic Era ) 의 백악기 ( 白堊紀 ; 
Cretaceous Period ; 136 ~ 71 M years ) 무렵에 멸종하였다.

Ammonite 는 연체 동물로서 외양은 복족류에 속하는 달팽이, 
소라 등을 닮았지만, 생물학적 형태는 두족류에 속하는 
오징어 등에 더 가까웠다고 한다. 연체 동물 중에서 조개는 
무족류에 속하는데, ammonite 와 또한 그와 비슷한 시기에 
같은 조상에서 갈래쳐 나와 오늘날까지 살아 있는 앵무 조개는 
무족류가 아니고 두족류에 속한다.

또 다른 Ammonite 의 화석

왕관 고둥

보라 반점 고둥

갈색 때 줄 위 고둥

대형 조개

산호석

산호초의 화석들

맨드라미 산호

속초 자연 박물관에 전시된 산호초의 화석

Tyrannosaurus Bataar

지금으로부터 약 80 백만 년 전에 Mongol 초원을 누볐던 육식 
공룡 Tyrannosaurus Bataar 는 몸체의 길이가 약 7 meter 이고 
키가 약 2.4 meter 인 놈으로서, 육식 공룡답게 강력한 턱과 
이빨, 그리고 거대한 뒷 다리에 짧은 앞 다리를 갖고 있어서, 
먹이 감을 쉽게 추격하여 목뼈를 물어 죽일 수 있는 무시무시한 
놈이다. Tyrannosaurus Bataar 는 SF 영화 "Jurassic Park" 에 
등장하였던 공포의 육식 공룡 Tyrannosaurus Rex 보다는 약간 
작은 편이다.

Psittacosaurus

앵무 도마뱀 ( Psittacosaurus ) 는 조룡류 ( 鳥龍類 ) 에서 
진화하여 공룡 시대의 후반에 나타난 놈으로서, 길이는 약 
1.3 ~ 1.5 meter 되고, 주둥이가 매우 특색 있게 생겼다.

이 공룡은 Asia 지역에서만 발견되고 있는데, 초식 동물이며, 
무리를 지어서 생활하였다.

속초 해변 자연 박물관 안에 전시된 옥 ( Jade ) 공예품

속초 해변 자연 박물관의 탐방을 마치고, 이제는 집으로 돌아갈 시간입니다

서울로 돌아오는 길에 고속 도로의 휴게소에서 잠시 쉬면서 Ice Cream 을 ...

즐거웠던 휴가, 배울 것도 많은 여행도 끝이 났네요.
저희 아이들에게 고마웠습니다 ~

nc