일기예보가 맞지 않는 까닭
정확하게 날씨를 예측한다는 것은 인류 그 자신과 똑같을 정도로 옛날부터 내려온 문제중
의 하나이다. 날씨를 어느 정도 예측할 필요가 생긴 것은 인류가 정주생활, 즉 농경생활로
이행했던 때부터이다. 한발이나 홍수, 폭풍우나 태풍 등이 인류에게 많은 손실을 끼쳤다. 이
때문에 엄습해 오는 이들 천재를 적시에 예지하여 일 하기에 좋은 날씨를 예견하는 방법을
배우지 않으며 안되었던 것이다.
인간이 오랜 세월에 걸쳐서 관찰을 거듭한 결과 하나 하나의 대기 현상의 경험적인 관계
를 밝혀낸 것은 아득한 기원전의 일이다. 날씨를 점치는 많은 징조가 밝혀져서 그것을 누구
라 하더라도 배우기 쉽도록 언어의 음을 글로 전했다. 예를 들어 현재 남아 있는 바빌론의
점토판에는 "태양에 해무리가 생기는 때에는 비가 내린다"라고 기록되어 있다.
또 그리스인은 1년의 매일 매일의 평균 날씨를 석판에 새긴 특별한 달력을 만들었다. 이
들 석판은 바다와 접한 도시의 시장이라든가 광장 등 사람이 많이 다니는 장소의 기둥에 고
정시켜 놓았는데 뱃사람이나 농민들이 매우 신뢰했다. 그리고 이 달력에 맞추어서 수렵이나
어로 작업을 하기도 하고 큰 배로 멀리 항해를 하거나, 또 농사를 짓기도 했다.
오늘날에는 이 석판은 알아주는 사람도 없이 박물관에 처박혀 있다. 몇 세기 동안 여러
민족이 자연의 관찰에 기초해서 축척해 온 날씨를 예측하기 위한 다양한 징조에 관한 일을
잊어버리고 말았다. 그리고 지금은 일기 예보를 과학적 근거에 기초해서 하고 있다. 재일 날
씨 또는 2-3일 후의 날씨에 관한 것을 라디오나 텔레비전의 일기 예보라든가, 출근 전에 신
문을 봐서 아는 것이 보통인 시대에 살고 있다. 현재에는 날씨에 대해서 관심을 갖지 않는
사람은 한 사람도 없을 것이다. 일기 예보의 '수요자'는 농업이나 토목 분야의 종사자들, 조
종사, 뱃사람, 건축 분야등 다양한 직업에 종사하는 수억의 사람들에게 걸쳐 있다. 그리고
일기 예보가 적중하는 확률은 괄목할 만큼 높아졌다. 이것은 관측망의 확대, 계측기의 개량
에도 그 이유가 있지만 주로 물리학과 역학의 법칙을 보다 완전히 응용한 데에 힘입은 바가
크다. 즉 기단(수평 방향으로 온도, 습도 등이 어디나 대개 같은 넓은 범위에 걸쳐서 퍼져
있는 공기의 대규모 덩어리)의 운동을 수학적인 모델로 작성할 수 있게 되었기 때문이다.
이것은 컴퓨터의 출현으로 비로소 가능하게 되었던 것이다. 또 기상위성은 일기 예보의 역
사에 새로운 한 페이지를 장식하였다.
기상위성에는 지표의 설원이나 구름의 상태를 촬영하는 장치라든가 지표나 구름이 반사하
고 흡수하는 에너지를 측정하는 장치가 실려 있다. 기상위성은 동일한 지점의 상공을 하룻
동안에 두 번 통과하도록 되어 있는데 반경 5킬로미터의 구역을 촬영한다. 지상으로 전송하
는 사진에는 태풍이나 허리케인으로 변할 가능성이 있는 저기압의 거대한 구름의 소용돌이
를 볼 수 있다.
태풍이나 허리케인의 발달을 저지하는 일은 불가능하다. 그러나 전에는 태풍이나 허리케
인이 갑자기 도시나 마을을 덮쳤지만, 지금은 기상위성의 도움을 받아 우리들은 태풍이나
그 밖의 천재지변을 예지하고 저기압과 고기압의 움직임을 추적할 수 있다. 기상위성 덕분
에 예보관은 '날씨 공장' 이라 부르는 지역까지 관여할 수 있는 강력한 수단을 획득하게 되
었다.
이처럼 최근에는 기상학이 진보했음에도 불구하고 일기 예보가 틀리는 것은 왜일까? 그
주요한 원인 중 하나는 대기권의 전층이나 도달하기 곤란한 지역의 기상 관측이 완전하지
않다는 점이다. 그 이유는 대부분의 기상 관측이 육지에서 실시되고 있는데, 육지 면적은 지
표의 3분의 1에 지나지 않기 때문이다. 그 뿐만 아니라 관측에 있어서도 전체의 모든 특성
을 다 관측하지 않을 뿐 아니라, 관측하는 부분도 대기권의 하층부에 한정되어 있기 때문이
다.
데이터의 부족을 보충하고 '날씨 공장'에 깊숙이 침투하기 위해 라디오존데(Radiosonde;
전파를 이용하여 대기상층의 기온, 습도, 기압의 기상요소를 측정하는 기계, 기구, 로켓 등에
소형 무선 송신기를 장치하고 통과하는 고층대기의 상태에 따라 변화하는 전파신호를 수신
함으로써 측정함. 상층 대기의 우주선, 자외선, 오존 농도, 우주선의 강도 전장의 세기, 방사
능 상태, 구름의 높이 및 농도 등을 측정하는 것도 있음)를 이용한 관측이 이루어지고 있다.
이 경우 최고 30킬로미터의 고도에서 관측한 데이터를 무선으로 지상에 송신해 온다. 그러
나 유감스럽게도 라디오 존대의 움직임을 컨트롤하는 것은 인간이 아니라 바람인 것이다.
따라서 특히 중요한 '지점'의 정보를 자유롭게 수집할 수 없는 것이다.
비행기가 이러한 '빈 자리'를 메꾸어 주지만 라디오존데보다 더 높이 비행할 수는 없다.
인공위성이 비행하는 고도까지 도달할 수 있는 것으로 기상 로켓이 있다. 그러나 그것도 빈
번하게 쏘아 올리기에는 돈이 너무 많이 든다. 때문에 이 문제를 해결할 유력한 방법은 없
다고 볼 수 있다. 또 비행기나 로켓 자체도 그것이 대기속을 비행할 때 대기층에 혼란을 조
성한다는 점을 감안한다면, 이들을 이용하는데도 당연히 한계가 따른다는 점은 두말할 나위
없다.
일기 예보가 맞지 않는 두 번째 이유는 일련의 대기현상의 원인과 결과, 연속성에 대한
지식이 아직 충분치 않다는 점이다. 하나의 예로 다음과 같은 것을 생각해보자. 두 곳의 조
그마한 대기의 소용돌이가 생겼다면 어느 곳에서도 이것을 발견할 수가 없다. 그러나 이 소
용돌이가 생겼다면 어느 곳에서도 이것을 발견할 수가 없다. 그러나 이 소용돌이는 점점 발
달하여 날씨를 변화시키는 결정적인 도화선이 되기도 한다. 이러한 상황은 물론 예외이다.
그러나 이러한 것이 일기 예보를 빗나가게 만드는 것이다.
그 이외에 또 두개의 이유가 있다. 그 중 하나는 예보 작성의 근거가 되는 정보는 방대한
양인데 그것을 최소한의 시간에 처리하지 않으면 안된다는 점이다. 1초에 수십만 번의 연산
을 하는 컴퓨터라 하더라도 이 일을 처리하기에는 불가능하다. 또 하나의 기상학자가 위성
에서 보내온 사진을 아직 충분히 해독할 수 없다는 점이다.
일기 예보가 빗나가는 이유 중의 일부는 일기도에 의해서 일기를 예보하는 현재의 방법의
기초는 과학적이지만, 그 성질상 아무리 해도 부정확을 추래하지 않을 수 없기 때문이다. 이
것은 천문학에서 일식과 월식을 예보하는 것과는 현격한 차이가 있다. 천문학에서 하는 예
보는 정확한 계산에 기초를 두고 있기 때문에 그 오차가 최소가 된다. 이에 대해서 기상 예
보관 쪽은 매번 새로운 대기현상을 분석하지 않으면 안되고 개인적인 주관이 어떻게 한다
하더라도 개입된다. 기상학은 비교가 불가능할 정도로 역사가 일천하기 때문에 수백 년에
걸쳐서 축적된 데이터라는 것이 아직은 없다. 자연의 힘에 관한 법칙성을 설명하는 이론을
수립하는 데에는 뭐라 해도 이들 테이타를 비교하는 것이 필수 불가결하다. 예보관의 임무
는 어느 쪽인가 하면 의사의 업무와 매우 비슷하며, 지식 외에 날카로운 직관과 사태의 직
전을 예견하는 능력이 필요하다.
대기의 상태는 원래 불안정하다. 이들의 상태가 그저 약간만 변화한다 하더라도 예상을
뒤엎는 결과를 발생시킬 수가 있다. 따라서 현상의 원인을 밝혀내고, 날씨에 관한 각각의 요
소에 대한 데이터가 충분하다 하더라도 예보관이 절대적으로 정확한 일기 예보를 발표한다
는 일은 불가능하고, 이후의 날씨에 대해서는 극히 대략적으로밖에 판정할 수 없는 것이다.
태풍의 내습을 예보한다.
이상에서 열거한 몇 가지 이유 때문에 예보관으로서는 고의는 아니라 하더라도 우리들을
곤란하게 만든다. 결국 우리가 기상 예보관을 너무나 믿었기 때문에 흠뻑 비에 젖기도 하고,
맑은 날에 우산을 들고 다니는 꼴이 되기도 한다. 또 기상 예보관을 믿지 않는다면 공항에
서 며칠씩이나 날씨를 기다리거나 갑자기 찾아온 폭풍에 화를 내기도 한다.
정확하게 일기를 예보하는 문제가 아직껏 해결되지 못했다. 자연은 우리 인간에게 이 문
제를 해결할 수 있는 비밀을 좀처럼 보여 주지 않지만, 그렇다고 결코 불가사의한 일은 아
니다. 대기 속에 생기는 모든 변화에 민감하게 반응하는 천연의 살아 있는 기압계, 온도계,
습도계, 기타 다수의 '측정기'를 인간은 옛날부터 일상생활에 사용해 왔다. 그런데 오늘날까
지 그 '구조'나 작동원리를 이해하고 그것을 기상학에 활용하지 못한 사실이 오히려 불가사
의한 일이다.
생물과 주위 환경과의 상호작용에 관한 데이터에 기초해서 대기(물리적)현상과 생물학적
현상을 끝까지 철저하게 연구하여 얻어진 지식을 일기 예보의 정밀도를 높이는 데 이용할
시기가 이미 도래했다. 다음에 바이오닉스(생물공학)가 거둔 새로운 연구 부문에 관한 최초
의 성과를 소개하겠다.
통계에 따르면 1년 동안 바다에서 수천 명이 목숨을 잃는다. 그 대부분은 폭풍이나 태풍
을 만난 선박이 조난 당해서 발생한 사고이다.1929년에 북대서양과 북해에 들이닥친 격렬한
폭풍 때문에 한 번에 6백 척이 넘는 선박이 난파됐다. 그보다 더 비극적인 일은 1964년에
발생한 사고로 지금까지 발생한 해난 사고에 대한 기록을 모두 다시 써야 할 형편이었다.
서유럽의 언론에 발표된 대부분의 기사가 그 사실을 증명하고 있다. 선원들은 이 해를 '숙명
의 해'라고 부를 정도다.
폭풍우를 멈추게 하거나 그 진로를 변경시키는 일은 현재로서는 아직 불가능하다. 그러나
폭풍우의 접근을 사전에 미리 알고 그 진로를 피한다거나 가장 가까운 기항지로 피난하는
일은 가능하다. 그렇지만 유감스럽게도 보통의 기압계를 갖고는 폭풍우가 몰아치기 2시간
전에야 '감지할' 수밖에 없는 실정이다. 물론 현지 쾌속 정기선이라 할지라도 이 기압계만으
로는 폭풍우를 빠져 나오기가 불충분하다. 그러나 많은 바다새나 바다 동물은 폭풍우를 피
하는데 좀더 적당한 상태에 있다. 뱃사람이나 해안에 사는 주민들은 이미 옛날부터 이러한
사실을 알고 있는데, 이들 동물은 폭풍우가 접근하는 것을 사전에 감지할 수 있는 능력을
갖고 있다. 예를 들면 아직 기압계의 눈금이 내려가지 않고, 날씨가 악화될 기미가 전연 보
이지 않는, 폭풍이 내습하기 훨씬 전에 돌고래는 바위 뒤로 피난하고 고래는 먼바다로 나간
다. 또 날씨가 졸은 날에는 파도치는 바닷가 돌틈 사이를 돌아다니던 뱀의 일종은 육지로
올라온다. 상어나 갈매기도 날씨의 악화나 폭풍의 접근을 미리 알 수 있다.
도대체 이 '제6감'은 무엇일까? 대기 속이나 바다속에서 발생하는 물리적 과정과 그 과정
을 생물의 몸이 감지하는 생리학적 감각과의 사이에는 어떤 관계가 있단 말인가? 인간이 폭
풍우의 접근을 예보하려면 광대한 지역의 기상조건에 관한 정보를 입수하고 이 정보를 바탕
으로 해서 일기도를 작성하지 않으면 안된다. 기상학자는 오직 이 일기도를 해석하는 것만
날씨의 변화를 예언할 수 있다. 바다새나 물고기, 기타 동물들에게 '일기도'의 역할을 하는
것은 과연 무엇일까? 도대체 어떤 '관측장치'가 폭풍의 접근을 정확하면서도 제때에 그들에
게 경고해 주는 것일까? 생물공학자들이 만약 이 수수께끼를 풀 수만 있다면 일기예보의 정
확도를 훨씬 높일 수 있을 게 틀림없다.
많은 생물들에게는 우리가 아직 밝혀내지 못한 날씨를 예보하는 기구를 몸에 지니고 있
다. 생물공학자가 실험대상으로 첫 번째로 꼽은 것을 해파리이다. 해파리를 자세히 관찰해
보니까, 폭풍우가 접근하기 훨씬 전인데도 연안의 안전한 곳으로 서둘러 몸을 숨겼다.
그렇다고 한다면 해파리 같은 하등동물이 어떻게 해서 몇 시간도 더 전에 폭풍우가 접근
하는 것을 알아차릴 수 있단 말인가? 해파리의 몸을 잘 조사해 보았더니 초음파를 감지하는
귀를 갖고 있는게 밝혀졌다. 폭풍우가 일어나기 10-15시간 전에 발생하여 물속에서 잘 전달
되는 초음파(주파수 8-13헤르츠, 인간의 귀에는 들리지 않는다)를 해파리는 이 귀로 포착할
수가 있다. 해파리의 '귀'는 맨 끝부분에 둥근 공이 붙은 가는 막대로 되어 있다. 공 속에는
액체가 들어 있어, 그 위에 떠 있는 작은 돌이 신경 종말기관(신경계의 말단부, 곧 말초에
있는 기관, 말초신경의 종말부의 구조적 분화나 그 연접구조물로써 그 신경의 분포 내지 지
배를 받음, 구심신경의 종말기인 감각 종말기는 수용기로, 원심신경의 종말기인 운동 종말기
는 교과기의 기능을 함, 말단기관)에 접촉해 있다. 초음파는 액체가 들어 있는 공으로 우선
전달되고, 그로부터 거품안에 있는 작은 돌을 통해서 신경에 전달된다. 모스크바 대학의 생
물공학자들은 해파리의 '귀'의 작동원리를 이용하여 폭풍우를 자동적으로 예보하는 전자장치
를 개발했다.
해파리의 '귀'를 모방한 이 전자장치는 약 10헤르츠의 공기 진동을 포착할 수 있는 메가폰
(megaphone; 음성이 멀리 들리게 입에 대고 소리를 내는 도구, 확성나팔)과 이 진동수의 공
기 진동만을 통과시키고 기타 '잡음'은 차단시키는 공진기, 포착한 신호를 펄스 전류(전류파
형의 하나, 간헐적으로 짧은 시간만 흐르는 전류, 전류가 흐르고 있는 시간에 비해 파고가
큰 것을 말함)로 변환시키는 크리스털 픽업(crystal pickup; 레코드 플레이어에 쓰는 픽업의
한가지, 도셀염등의 결정판을 써서 바늘 끝의 진동을 전기로 바꿈), 증폭기, 거기에 측정기
로 구성되어 있다. 이 장치는 배의 브리지(bridge; 선장이나 함장이 지휘하는 곳)에 고정시
켜 놓는다. 스위치를 올리면 메가폰이 천천히 회전하면서 폭풍우의 신호를 찾기 시작한다.
그 신호가 발견되면 피드백(feed back; 전기회로에서 출력의 일부를 입력측으로 돌리고 출
력을 증대 또는 감소시키는 일)의 원리로 작동하는 특별한 장치에 의해 메가폰이 멈추고,
어느 방향에서 폭풍우가 올 것인지를 가리킨다. 브리지에는 측정기와 빛 또는 음파로 폭풍
우의 도래를 알리는 표시기가 놓여 있다. 여기서 설명한 폭풍우 검지기는 15시간 전에 폭풍
우가 내습하는 것을 알려주고, 그 폭풍우의 세력까지도 나타낸다.
일부 물고기가 지지고 있는 '기압계'에 관해서 생물공학자가 실시하고 있는 연구는 아주
가능성이 커 보인다. 예를 들면 메기는 폭풍우가 몰아닥치기 전에 반드시 수면 위로 떠오른
다. 미꾸라지과의 한 종류(Nemachilus)는 맑은 날에는 마치 박물관의 진열품처럼 수조 밑바
닥에 정지해 있다. 그렇지만 그것이 기다란 몸을 구부려서 헤엄치기 시작하면 잠깐 동안 일
지라도 하늘에 구름이 나타난다. 그리고 상하 좌우로 활발하게 헤엄쳐서 돌아다니면 곧 비
가 내리기 시작한다. 중국 일부 지방 농민들은 이 살아있는 '청우계'를 이용하고 있다.
미꾸라지도 기압의 변화에 대해서는 매우 민감하다. 이 물고기는 날씨가 나빠지기 전에 수
면위로 떠오르는데, 날씨 면화를 만 하루전에 포착한다. 일본 연안의 심해저에 사는 예쁜 작
은 물고기를 관찰하고 있으면 일기 변화를 사전에 미리 알 수 있을 것이라고 한다.
그렇다면 이러한 작은 물고기가 이처럼 정확하게 날씨를 예보할 수 있는 것은 왜 그럴까?
그 비밀은 부레의 특수하나 구조에 있다. 물고기의 부레는 보통 몸의 비중을 주위의 물의
비중과 똑같이 만들어서 물고기가 자유롭게 헤엄쳐 다닐 수 있도록 하는 기능을 한다. 앞에
서 예를 든 일본 물고기의 부레는 또 하나의 극히 중요한 역할을 한다. 즉 그 물고기의 부
레는 기압의 변화를 포착하는 예민한 기관이다. 기압계가 겨우 감지할 정도의 기압의 면화
를 포착할 정도로 그 감도가 예민한 데다가 기압의 완만한 변화에 대해서도 민감하다. 이
물고기가 정확하게 날씨를 예보할 수 있는 것은 바로 이 때문일 것이다.
거머리(Hirudo medicinalis)도 날씨 변화에 예민하게 반응한다. 이 거머리는 날씨가 좋은
날에는 수조의 밑바닥에 길게 누워 있지만 비가 오기 전에는 몸을 구부리면서 빠르게 헤엄
쳐서 불에서 기어나오려고 하고, 수면보다 위쪽 벽에 찰싹 달라붙는다. 지렁이가 땅위로 기
어나오려고 할 때는 건조하고 좋은 날씨가 천둥을 동반한 불안정한 날씨로 변한다는 것을
의미한다.
개구리 청우계를 만들어 보자
개구리는 뛰어난 '예보관'이다. 개구리는 대기의 매우 작은 변화까지도 예민하게 감지할
수 있는 장치를 지니고 있다. 아프리카 원주민들은 개구리의 이러한 특징을 오랜 옛날부터
이용하고 있다. 그들에게 있어서 특히 중요한 것은 우기가 언제 시작될 것인가를 정확하게
알아내는 일이다. 왜냐하면 우기에 대비하여 주거지나 밭농사를 준비하지 않으며 안되기 때
문이다. 원주민은 우기가 시작되기 전에 나무에 사는 개구리가 물에서 올라와 나무로 올라
간다는 사실을 관찰해 왔다. 만약 개구리의 예보가 맞는 것이라면 개구리 알은 말라버리고
자손은 대가 끊어질 것이다. 그러나 개구리의 예보가 빗나가는 일은 좀처럼 없기 때문에 그
런 일은 일어나지 않는다. 라이베리아 대학의 박물학자도 이 아프리카산 개구리의 '예보'가
매우 정확하다는 것을 뒷받침해 주고 있다.
독자 여러분도 흥미가 있다면 한번 손수 '개구리 청우계'를 만들어 보면 어떨까? 구조는
매우 간단하다. 잼이나 마요네즈 병에 약간의 물을 넣고 거기에 나무젓가락으로 만든 작은
사닥다리를 거쳐 놓으면 된다. 그 뒤에는 개구리를 붙잡아서 병속에 넣으면 완성된다. 개구
리가 병에 익숙해지면 관찰을 시작해 보자. 개구리가 사다리로 올라가면 날씨가 나빠지고,
사다리를 내려오면 변덕스런 날씨가 될 것이다. 또 개구리가 수면에서 첨벙첨벙 하고 있다
면 맑은 날이 될 것이다.
이 예보는 매우 정확하다. 그 이유는 개구리의 피부가 매우 쉽게 수분을 증발시키기 때문
이다. 대기가 건조하다면 피부는 곧 수분을 잃는다. 그 때에 봄이면 개구리는 물속에 엉덩이
를 붙이고 있게 된다. 비가 내릴 것처럼 습기가 많은 날씨에는 개구리는 피부의 수분을 잃
을 위험이 없으므로 수면으로 나오게 된다.
대부분의 새들도 뛰어난 기상 '예보관' 이다. 그들은 진화하는 과정에서 기압의 변화, 밝기
의 감소(태양광선을 약화시키는 얇은 구름은 악천후가 될 징조), 뇌우가 오기 전에 대기 중
에 전기가 축적되는 현상 등에 대해서 매우 민감하게 되었다. 특히 중요한 것을 새가 기상
의 모든 변화를 사전에 감지한다는 점이다. 이것들은 새들의 지저귐이나 행동, 또는 철새의
도착과 출발 시기에 영향을 끼치고 있다.
여러분 중에는 되새라는 새의 울음소리를 들어본 사람이 있을 것이다. 되새가 평상시와는
달리 마치 훌쩍거리면서 우는 것처럼 단조롭게 울 때가 있다. 이런 때에는 반드시 비가 내
린다. 꾀꼬리는 맑은 날에는 플루트 음과 배우 비슷한 소리로 운다. 그러나 날씨가 나빠지기
전에는 찢어지는 금속성의 목소리로 운다. 종달새가 장시간 시끄럽게 지저귀면 맑은 날씨가
계속되고, 깃털을 곤두세우고 멈춰서 있으면 얼마 안 있어 천둥을 동반한 비가 내린다. 갈가
마귀가 피곤한 목소리로 울 때는 여름이나 가을이라면 반드시 비가 오고 겨울이라면 눈이
된다. 그런데 또 폭풍이 불기 전에는 종달새가 높이 날았다 낮게 날았다가 한다.
참새가 무리를 지어 땅으로 내려와 모래 목욕을 하면 비가 내리고, 삭정이 뒤에 숨어 있
으면 세찬 한파나 눈보라가 날린다. 참새가 겨울에 서로 사이좋게 지저귀면 눈이 녹는 날씨
가 된다. 날이 흐리거나 안개가 끼는 아침이면 들꿩의 사랑스런 지저귐은 보통 때보다 늦게
시작해서 늦게 끝난다. 들꿩은 며칠 후에 날씨가 나빠질 것 같으면 울지 않는다. 날씨가 나
쁜 아침에 들꿩이 사랑스럽게 지저귄다면 날씨가 좋아지리라는 것을 증명하는 것이다. 두루
미가 평상시보다 빨리 날아오면 봄이 빨리 오고, 두루미가 높게 날 때는 가을이 길어지리라
는 것을 나타낸다.
곤충과 거미는 대기의 변화에 민감하게 반응한다. 다음과 같은 역사적 사실이 전해 온다.
1974년 가을 프랑스군은 네덜란드를 침입했다. 당시 최강을 자랑하던 프랑스군을 저지할 만
한 병력도 대포도 없었던 네덜란드는 운하의 수문을 열어서 도로를 물에 잠기게 했다. 이같
은 조치로 프랑스군의 진격은 저지된 것처럼 보였다. 사실 프랑스군은 이미 퇴각할 준비를
시작하고 있었다. 그런데 사령관은 거미가 평소보다 2배나 더 정력적으로 거미줄을 치는 것
을 보고 갑자기 퇴각을 중지하도록 명령하였다. 일반적으로 거미는 날씨가 화창하게 맑은
날에 이런 행동을 한다. 이윽고 기온은 떨어지고 물이 얼었다. 프랑스군의 진격을 방해하던
것은 없어졌다.
개미와 벌은 비가 다가오는 것을 사전에 미리 인간에게 알려준다. 미가 다가오면 개미는
개미집의 입구를 필사적으로 틀어막고, 꿀벌은 벌집 속에 틀어박혀 버린다. 파리나 말벌은
날씨가 나빠지기 전에 집안이나 자동차 안으로 날아 들어가려고 한다. 큰 멋쟁이나비가 바
람이 닿지 않는 장소나 나무구새(살아있는 나무의 속이 오래 되어 저절로 썩어 생기는 구
멍)에 피난처를 찾고 있다면 몇 시간이 지나면 틀림없이 천둥과 비가 온다. 또 귀뚜라미가
밤늦도록 시끄럽게 운다면 날씨는 맑을 것이다. 모기가 떼를 지어 날아다니는 때도 역시 좋
은 날씨가 된다.
일부 곤충은 장기 일기예보를 한다. 예를 들면 가을에 개미집이 높아지면 높아질수록 겨
울은 혹독하게 춥다. 추운 겨울이 올 때 꿀벌은 겨우 눈에 보일 정도의 작은 구멍만을 남겨
놓고 벌집의 출입구를 막아버린다. 그러나 따뜻한 겨울이 올 때는 출입구를 막지 않는다.
살아있는 '습도계'
공기의 습도가 상당히 높지 않으면 생존이 불가능한 짚신벌레의 감각기관에 관해서 최근
네덜란드의 한 동물학자가 연구를 했다. 그 결과 짚신벌레의 몸에는 습도변화에 민감하게
반응하는 고감도의 '습도계'가 약 100여 개나 붙어 있다는 사실이 밝혀졌다. 그 습도계는 얇
은 표피로 덮인 작은 돌기(어떤 형체에서 뾰족하게 나온 부분)인데 표피 가까이 까지 신경
종말이 뻗어있다. '습도계'를 덮고 있는 표피는 물의 침입을 방지하는 것과 동시에 신경종말
이 공기와 닿도록 구조가 되어 있다. 어떤 종류의 갑충류에서도 이와 똑같은 기관은 볼 수
없었다.
또 하나의 살아있는 '습도계'를 들어보자 어느 맑은 날 뉴턴이 산책을 나갔는데 도중에 양
치기를 만났다. 양치기는 비맞기가 싫으면 어서 집으로 들어가라고 뉴턴에게 충고했다. 뉴턴
은 그 말을 받아들이지 않았다. 그런데 채 30분도 안되어서 양치기가 예측한 대로 뉴턴은
흠뻑 비에 젖고 말았다. 이런 정확한 예보에 깜짝 놀란 뉴턴은 그 양치기에게 무슨 근거로
비가 내릴 것을 알았는지 물었다. 그 양치기는 양털을 보면 비가 올 것인지 어떤지 알 수
있다고 대답했다 한다. 자연은 또 염소 같은 가축에게도 일기를 예보할 수 있는 능력을 주
었다. 염소가 지붕 밑으로 숨으면 비가 내리고 풀밭에서 놀고 있으면 반드시 하늘이 갠다.
소련의 극동지방이나 시베리아의 침엽수 대삼림에는 다람쥐과에 속하는 작은 설치류가 살
고 있다. 시베리아에 전해오는 민화속에는 이 다람쥐가 종종 저축을 잘하는 주인공으로 등
장한다. 사실 다람쥐는 가을에 최고 8킬로그램에 달하는 서양 삼나무 열매를 저장한다. 겨울
이 되면 겨울잠을 자고 봄이 되어 햇빛이 따뜻하게 다람쥐 굴을 내리 쪼이면 눈을 뜬다. 그
러나 곰처럼 먹이를 찾아서 온 숲속을 헤매지 않고 자신의 창고를 파내어서 거기에 저장해
둔 나무 열매를 먹는다. 사냥꾼들의 이야기에 의하면 이 다람쥐는 놀란 정도로 일기 변화에
민감한 반응을 나타낸다. 날씨가 맑은 데도 갑자기 다람쥐가 금속성 목소리로 울며 안절부
절 못할 때가 있다. 다람쥐가 이와 같은 행동을 할 때에는 머지 않아 갑자기 어두운 구름이
자욱히 끼면서 비가 내리기 시작한다. 아침에 금속성 목소리로 울면 저녁때는 날씨가 변한
다. 이 예보는 기상관측장치나 컴퓨터의 보조수단으로써 예보관이 사용할 정도로 정확하다.
자연의 캘린더
진화 과정에서 생물은 주위 환경의 여러 가지 특성이 변화하는 것을 민감하게 포착하여
이들 변화에 대응할 수 있도록 하는 온갖 다수의 생물학적 구조, 적응 장치를 만들었다. 온
갖 다수의 자극을 수용하는 이들 장치는 생물공학자나 기상 예보관에게는 대단한 관심의 대
상이다. 가축의 행동을 오랫동안 일상적으로 관찰을 한 결과로써 사용되는 속담류에서도 그
들의 연구에 도움이 되는 유익한 것을 끌어낼 수 있을 것이다. 그 중에 몇 개를 소개해 보
자.
말이 코를 킁킁거리면 날씨가 나빠지고, 머리를 흔들며 하늘을 쳐다보면 비가 내린다. 또
말이 땅바닥에 옆으로 눕게 되면 여름에는 비가, 겨울에는 눈이 내린다.
개가 자꾸만 땅을 파면 비가 내리고 이리저리 마구 뛰어다니면 날씨가 나빠져서 눈이 내
린다. 또 개가 웅크리고 있으면 추워지고 몸을 쭉 펴서 뒹굴면 날씨가 따뜻하게 된다.
고양이가 얼굴을 씻고 발을 핥으면 맑은 날씨가 되고, 얼굴을 감추면 추워지거나 날씨가
나빠진다. 또 고양이가 난로 곁에 웅크리고 있으면 곧 날이 풀린다.
오리가 수면을 날개로 치면서 쉬지 않고 자맥질을 하면 비가 온다.
혹독한 한파 속에서 칠면조가 울면 따뜻한 바람이 분다.
역시 식물도 기온, 기압, 대기와 토양의 습도, 태양의 조사량의 변화에 대해서 동물과 마
찬가지로 민감하다. 몇 개의 식물의 행동에서 장기 일기예보가 가능하다. 예를 들면 자작나
무가 호도나무보다 빨리 새잎이 나오는 해는 여름날씨가 좋다. 그러나 호도나무가 자작나무
보다 빨리 새잎이 나오는 해는 여름에 찬비가 많이 내려서 흉년이 든다. 졸참나무에 도토리
가 많이 열리면 그 해 겨울은 매섭게 춥다. 낭떠러지나 경사면, 또는 철도 제방의 눈석임(눈
이 속으로 녹아서 스러짐)에 노란 민들에 꽃이 핀다면 3월말이나 4월초에는 따뜻한 날씨가
된다. 4월 초순에 풀밭이나 숲의 빈터에 벚꽃이 피면 곧 날씨가 따뜻하게 된다. 마가목나무
의 흰 꽃은 날씨가 따뜻하게 될 징조다. 봄이 되어 자작나무나 단풍나무의 수액, 즉 고로쇠
나 거자수가 나오면 날씨가 안정된다. 연못, 호수, 개천의 가장자기에 백합의 하얀 잎이 나
오면 서리가 내리지 않는다.
농촌 사람들은 오랜 경험을 통해서 자연계의 다양한 변화를 일정작물의 파종시기나 이식시
기와 연결시킬 많은 징후를 이용해서 지금까지 적시에 씨를 뿌리고 수확을 하고 건초를 산
처럼 쌓아올렸다. 이런 모든 일의 근거가 되는 것은 자연의 살아있는 달력이다. 예를 들면
귀롱나무의 꽃이 필 때라든가, 졸참나무의 싹이 틀 때 등이다. 그리고 이러한 시기를 선정하
는 것은 매우 정확하였다. 사시나무가 꽃이 피면 당근씨를 파종할 때가 다가왔다는 것을 가
리킨다. 귀룽나무의 꽃이 러시아의 삼림을 하얗게 단장하기 시작하면 감자를 옮겨 심을 때
가 시작된다. 그리고 이러한 것들은 농촌 사람들 사이에서는 '귀룽나무꽃이 피면 밀을 파종
하라'라든가, '졸참나무 싹이 나오면 완두콩울 파종하라'라든가 하는 일종의 판에 박힌 말이
되었다. 그렇지만 이러한 사실은 농사뿐만 아니라 과학에 있어서도 매우 유익하다.
수십, 수백의 식물들은 하루의 일기 변화를 정확하게 인간에게 전해준다. 예를 들면 양치
식물의 잎이 아침부터 닫혀 있다면 따뜻한 좋은 날씨가 될 것이다. 시베리아 박새도 정확한
청우계이다. 비가 오기 전에 꽃을 열고 많은 꿀을 꺼낸다(그 향기는 수백 미터까지 날아간
다). 금잔화, 아욱, 나팔꽃 등은 날씨 변화에 극히 민감하다. 하늘이 맑더라도 꽃이 닫혔으면
곧 비가 내린다. 별꽃이 아침부터 닫혀 있는 때도 역시 비가 곧 내린다는 전조다. 전나무 그
늘에 피는 보라색 꿩의 비름도 6월에서 9월에 걸쳐서 정확하게 날씨를 예보한다. 장미색 혹
은 자주빛 꽃잎이 밤에도 닫히지 않고 열려 있다면 다음 날 아침에는 반드시 비가 내린다.
그러나 평상시처럼 밤이 되어 꽃잎이 닫힌다면 날씨가 좋을 증거다.
이처럼 청우계 대용으로 사용할 수 있는 식물은 대략 400종이나 된다. 여기에다 새, 물고
기, 곤충을 합친다면 자연계에는 수천이 넘는 살아있는 예보관이 있는 셈이다. 이들 살아있
는 예보관이 지닌 수수께끼를 해독하여서 수천 년 동안이나 실행되어 왔던 '살아있는 기상
관측장치'를 모방하여 그것을 일기예보에 유용하게 사용하는 것, 이것이 생물공학자에게 부
여된 중요한 과제 중의 하나이다.
지진 예측의 문제와 해답
이러한 것 외에도 과학자들은 가까운 장래에 지진을 예측하는 문제도 해결할 수 있으리라
고 기대하고 있다.
"도대체 어떻게 해서?"라고 독자들은 생각할 것이다. 이에 대해서는 뒤에 기술하기로 하
고 여기서는 문제의 현상을 간단히 소개해 보자.
1966년 미국 잡지 '사이언스'의 내용 중에 F. 프레스와 V. 브라이어스는 다음과 같이 기술
했다.
"몇 년전에는 지진을 예지하는 일은 점성술사, 지진 연구자, 매명가(이름을 날리려는 자),
또는 '최후의 심판'의 날을 떠벌리는 광신자들의 영역에 속하는 문제였다. 혹시 어떤 과학자
가 이 문제에 대해서 무슨 발언을 하는 경우가 있다 하더라도 그 과학자는 동료 과학자들로
부터 따돌림당하지 않을까 걱정하여 남의 눈에 잘 띄지 않게 조심스레 의견을 발표하는 것
이 결코 이상한 일은 아니었다."
그러나 최근에는 사정이 변했다. 이젠 지진을 예측하는 문제가 특히 중요시되었고, 많은
나라의 과학자들이 그 해결책을 찾는 데 몰두하고 있다. 어떻게 이처럼 상황이 변했는가는
전세계 신문이 인류 최대의 참사로 보도한 최근에 일어난 몇 개의 사건을 보면 알 수 있을
것이다.
1948년 10월 5일 한밤 중 투르크멘 공화국의 수도인 아슈하바트 시민이 깊게 잠들었을 때
멀리 남쪽에 있는 산맥에서 땅울림에 일어났다. 이것이 최초의 상하 운동이었다. 곧이어 계
속해서 옆으로 요동을 쳤다. 진도 7의 격진이었다. 몇 초안에 발전소, 방송국이 무너지고 수
도관이 파열되어 많은 가옥이 무너졌다.
1960년에는 세 차례에 걸쳐서 인류에게 지진의 재앙이 덮쳤다. 2월에는 모로코의 아가디
르 시가 지진으로 궤멸됐다. 이 소식이 신문 지면에서 사라질까 말까할 쯤인 5월 21, 22일
25일 3일 동안 칠레에 몇 차례의 큰 지진과 많은 약진이 덮쳤다. 발디비아와 푸에르토 몬트
의 두 도시가 파괴되고 칠레의 절반 이상의 마을이 피해를 당했다.
이 지진에 의해서 육상뿐만 아니라 해저, 특히 아타카마 해구의 경사면의 지형이 현저하
게 변형이 되었고, 거대한 해일이 발생했다. 높이 10미터에 달하는 해일이 태평양을 횡단하
여 15,000킬로미터나 떨어진 필리핀, 하와이, 일본, 쿠릴 열도, 캄차카를 덮쳤다. 그리고 바다
로 접한 많은 도시나 마을이 파괴되어 물에 잠겼다. 이 해일은 캘리포니아, 오스트레일리아,
뉴질랜드에서도 관측되었고, 세력을 약화되었지만 인도양이나 대서양까지 그 영향을 미쳤다.
진앙지인 칠레 연안에서는 해일 때문에 막대한 손해를 입었다. 지진이 일어났을 때 무너
지지 않고 남아 있던 건물도 이 해일에 의해 완전히 파괴됐다. 지각이 대규모로 이동하여
깊은 균열이 발생했기 때문에 산악지방에서는 여러 곳에 땅이 갈라지고 산사태가 일어났다.
지진이 일어난 지방에서는 14개의 화산이 활동을 시작하였는데, 지금까지 있던 화산 외에
새로운 화산이 출현하여 일부 섬은 흔적도 없이 사라졌다.
1960년의 발생했던 세계최대급의 지진의 상처가 다 아물기도 전인 1965년 3월 28일에 칠
레에 재차 대지진으로 35개의 도시가 피해를 입었다. 100년 동안 보지 못했던 격렬한 지진
이었다. 칠레 대학의 지진 연구소장인 에드가르드 카우젤은 지진의 강도가 히로시마에 투하
된 원자폭탄 30개의 분량과 맞먹는다고 발표했다. 진앙부분에 생긴 갈라진 틈은 깊이가 30
킬로미터에 달했다. 지진계는 1분 30초에 1회의 진동을 기록했다. 지진의 세기는 진도 7이었
다.
13개월이 지난 1966년 4월 26일 '현지시간 5시 23부네 타슈켄트에 진도 6의 열진이 발생
했다'는 타스 통신의 뉴스가 전세계를 뒤흔들었다. 같은 해 8월 19일과 21일에는 지진이 터
키를 덮쳤다. 3년 후인 1969년 3월 28일 재차 지진이 터키를 덮쳤다.
1969년은 미국을 비롯한 몇몇 국가에게는 불운한 해였다. 미국의 23개 주에 상당히 강한
203개의 지진이 관측되었다. 이외에도 같은 해에 페루, 셀레베스, 이란, 에티오피아, 모로코,
포루투칼, 남아프리카, 아랍에미레이트, 알바니아에 지진이 덮쳤다. 이 지진으로 수백 명이
목숨을 잃고 수만 명이 집을 잃었다.
1971년 2월 9일 캘리포니아 남부에 대지진이 덮쳤다. 처음 지진이 기록된 것을 아침 6시
2분이었다. 이 지역 방송국의 방송에 따르면 방송국 빌딩이 마치 바람에 대나무 흔들리듯이
격렬하게 흔들렸다. 로스엔젤레스 시내의 건물이 무너지고 피해는 시를 중심으로 반경 200
마일의 구역에 이르렀다. 뒤이어 몇 차례의 여진이 있은 후 아침 8시에는 두 차례에 걸쳐서
격렬한 지진이 일어났다.
처음 지진이 발생한 시간에는 대다수의 시민들이 아직 잠자리에 있다가 겨우 일어나려던
참이었다.
당황한 수천 명의 시민이 허둥지둥 집을 뛰쳐나와 속옷 바람으로 안전한 장소를 찾아서
우왕좌왕했다. 그러나 멀리까지 피난하기에는 불가능했다. 특히 시의 북부는 주요 도로가 지
진으로 파괴되어 버렸기 때문이다. 처음에 발생한 지진으로 댐이 무너지고, 가스관이 파열되
어 홍수가 일어났다.
위성도시를 포함해서 약 800만 명의 인구가 살고 있는 로스엔젤레스 일대는 중대 사태에
빠졌다. 시의 중앙부는 마치 격전을 치른 전쟁터와 흡사한 양상이었다.
이상 열거한 것은 실제 일어난 몇 개의 대지진을 예로 들어본 것이다. 실제로는 전세계
지진관측소의 자료에 따르면 5분에 한 번씩 지진이 일어나고, 1년에 일어나는 지진의 합계
는 10만을 넘어선다. 지진의 격렬함은 장소에 따라서 다르다. 지진이 전혀 일어나지 않는 광
대한 지역이 있는가 하면 격렬한 지진이 빈번히 일어나는 지역도 있다.
지진이 일어날 때 가장 위험한 지역이 두 군데 있다. 첫 번째 지역은 환태평양지대이다.
이 지역은 캄차카, 알래스카, 북아메리카의 연안을 통과하여 남아메리카에 뻗어 있고, 거기
서 오스트레일리아 쪽으로 방향을 돌려 인도네시아, 중국 연안을 통과하여 일본에 이르고,
그리고 캄차카에서 끝난다. 두 번째 지역은 지중해 지진대이다. 이 지역은 포르투칼과 스페
인에서 이탈리아를 거쳐 발칸 반도, 그리스, 터키, 코카서스, 소아시아와 소련의 중앙 아시아
공화국을 거쳐서 바이칼 지방에 이른다. 그 후 태평양 연안에서 환태평양 지진대와 합류하
는 지역이다.
환태평양 지진대와 지중해 지진대에 들어 있는 지역 중에서 격렬한 지진이 가장 자주 일
어나는 곳은 일본이다. 지진의 파괴력과 지진이 일어나는 횟수라는 면에서 보면 일본과 어
깨를 나란히 할 수 있는 나라는 칠레일 것이다. 칠레 국민에게 있어서 지진은 일상적인 다
반사이다. 그 곳에서는 적어도 3일에 한번은 지진이 일어난다. 20세기의 70년 동안 칠레에서
는 진도 6-7의 지진이 20차례나 일어났다. 과학자들의 계산에 따르면 칠레의 수도 산티아고
에 대지진이 일어날 확률은 90%에 달한다고 한다. 그 이유는 칠레가 환태평양 지진대의 위
에 있기 때문이다. 전 세계에서 일어나는 대지진의 40%가 이 광대한 지진대에서 발생하고
있다.
칠레 지진이나 아슈하바대 대지진처럼 격렬한 지진은 1년에 1-2회 일어나는데 오랫동안
인간의 기억 속에 남아있다.
대지진의 에너지는, 과학자들의 계산에 따르면 진앙지에서는 1025-1027에르그(erg; 일 또는
에너지의 단위, 1dyne의 힘이 물체에 작용하여 그 힘의 방향으로 1cm 움직였을 때 그 힘이
행한 일)에 달하는데 100메가톤급의 원자폭탄 100개의 힘에 상당한다. 따라서 모든 천재중
에는 지진이 1등을 차지하는 것도 우연이 아니다.
이상의 사실은 대지진이 얼마나 피해를 가져오는가 하는 점 외에 피해를 최소한으로 방지
하기 위해서 지진을 예측하는 일이 얼마나 중요한가를 나타내고 있다.
지진을 예측하는 문제는 날씨를 예보하는 것과 똑같은 정도로 옛날부터 언급되어 왔다.
그러나 지진을 예측한다는 것은 그보다 훨씬 어려운 문제이다. 과학의 힘만 가지고는 현재
로서는 지진을 완전히 예측하는 일도, 그것을 방치하는 일도 불가능하다.
그렇다며 어째서 지진을 예측하는 것이 불가능할까? 소련의 과학아카데미 회원인 M. 사
르프드스키는 다음과 같이 설명하고 있다. '그 이유는 지진학자가 싸우지 않으면 안될 적이
직접 공격에서 몸을 숨기고 있기 때문이다. 지진은 최신식 관측장치를 사용하더라도 연구가'
불가능한 상당히 갚은 진원(최고 600-700킬로미터)에서 발생한다. 그 때문에 지진이 발생하
는 메커니즘이나 지진에 선행하는 과정에 대해서 밝혀진 사실이 거의 없는게 현실이다. 지
진이 발생하는 메커니즘에 관한 이론의 토대를 이루는 것은 주로 다음과 같은 간접적인 데
이터이다. (1)진원지 위에 있는 지층의 표면 이동에 관한 테이터 (2)지각 내부와 동일한 고
온, 고압의 조건 아래서 실험적으로 암석에 힘을 가했을 때에 생기는 그 특성의 변화에 대
한 데이터 (3)지진파의 전파에 관한 관측 데이터. 그러나 현재까지 알아낸 결과는 앞으로 알
아내지 않으면 안될 것에 비교한다면 빙산의 일각에 불과하다.
대지진이 일어날 조짐은?
지진은 고립된 현상이 아니라 지구와 그 내부에서 일어나는 일반적인 과정과 건계가 있다
는 것은 두말할 필요도 없다. 이러한 현상으로 우선 들 수 있는 것은 방사능이 방출한 열을
받아서 생기는 지각의 각각 부분의 변형, 수직 및 수평이동, 온도와 압력의 영향으로 유동성
을 띠고 있는 지구 내부의 블록 이동을 동반하는 조산운동이다. 이 외에도 지진은 지구 내
부에서 일어나는 핵반응에 의해서도 생긴다(이것은 특히 심발성 지지에 꼭 들어맞는다). 조
산운동과 물리적 과정은 지각 표면층의 각각의 부분에 강한 압력을 가한다. 그 결과 단층이
일어나는데 이것이 지진의 피해 정도를 좌우한다.
지진학자들은 대부분은 대지진이 때로는 수십 년에서 수천 년에 이르기는 장기간에 걸쳐
서 준비된 것이라고 생각하고 있다. 이 기간에 에너지가 한 곳으로 모인다. 이 과정은 물질
의 강도가 한계를 넘을 때까지 계속되는데, 이 때 대략 말하자면 물질이 파열되어 진원을
둘러싼 부분으로 지진파가 전달되기 시작한다. 즉 지진이 일어난다. 과학자들은 지진이 일어
나기에 앞서 다음과 같은 현상이 일어난다고 보고 있다. 진앙 지역의 지표면의 경사가 찌그
러지는 변화, 소규모의 지진의 증가, 잔층 부근의 암석의 물리적 특성이나 지각 상부의 전도
성의 변화, 퀴리점(curie점, 퀴리 온도; 온도 상승에 의하여 강자성체나 강유전체가 그 성질
을 소실하는 임계 온도)의 이동 등이다. 이들의 변화에 따라서 지구 자장도 변화하는 경우
가 있다. 천연 혹은 인공의 지진류(earth current; 지구 표면에 가까운 부분을 흐르는 전류)
는 가장 예민한 지시기이다. 이상 열거한 현상들 중에서 어느 정도는 실제로 지진이 일어나
기 전에 관측될 수 있다.
예를 들면 일본 니이가타와 돗토리현에서 발생한 진도 6의 지진이 일어나기 전에 진앙에
서 60-70킬로미터 떨어진 지진 관측소에 이상하게 지면의 경사가 찌그러지는 변화가 관측
됐다. 또 극히 작은 신장력(10-9-10-10)에 대해서도 지하수의 수위가 더없이 민감하다는 사실
이 밝혀졌다. 특히 1964년 알래스카에 대지진이 일어난 후 미국 남동부에서 우물의 수위변
화가 관측되었다.
지하수 속에 들어 있는 라돈 함유량의 변화도 지진의 전조가 될 수 있다. 예를 들면 타슈
켄트의 지하수를 조사해 봤더니 1961년이래 라돈 함유량이 계속해서 증가했다. 그리고 1965
년 중반에는 거의 2배로 증가했는데 계속해서 증가했다. 그리고 1965년 9월에서 1966년 4월
26일에는 라돈의 함유량이 감소하며, 1966년 말에는 라돈 함유량이 1956년의 수준으로 떨어
졌다. 그러나 1967년 2월부터 다시 서서히 증가하더니 3월 중반에는 일정하게 되었다. 그리
고 3월말에 진도 6의 지진이 타슈켄트를 덮쳤다. 이후 라돈 함유량은 다시 현저하게 감소했
다. 라돈 함유량과 지진의 발생과의 사이에는 어떤 관계가 있다는 것이 밝혀졌다.
아제르바이잔의 지진 연구자들은 또 하나의 흥미로운 현상을 발견했다. 그것은 지진이 일
어나기 전에 방사능 레벨이 아주 작은 양이지만 높아지는 현상이다. 인간의 귀에 겨우 들릴
정도의 땅울림도 지진의 전조로써 중요하다. 1966년 4월 지진이 발생하기 전에 타슈켄트 북
부 주민들은 몇 번이나 이상한 땅울림을 들었다. 특히 지하실에 있는 사람들은 확실히 들을
수 있었다. 이것은 아마 지층이 아주 조금 변동함으로써 생기는 것이다. 그러나 이 결과 생
긴 지진파는 급속하게 감소되었기 때문에 타슈켄트 지진 관측소에서는 관측을 못했을 것이
라고 생각된다.
이상의 사실들에서 알 수 있듯이 지진을 예측하려면 위에 열거한 모든 현상을 최대한으로
정확하게 기록할 필요가 있다. 이를 위해서는 지진이 일어날 우려가 이는 지역에 관측망을
빙 둘러쳐서 장기간에 걸쳐서 지진 현상을 계속 관측하지 않으면 안된다. 이 일은 막대한
비용을 요하는 곤란한 사업이다. 그러나 소련만 하더라도 국토의 20%가 지진 빈발 지역이
고, 지진의 발생에 관한 확실한 이론이 아직 확립되어 있지 않은 현재, 지진이 끼치는 커다
란 피해에 대해 생각한다면 그렇게 아까운 지출이 아닐 것이다.
소련이 지진 예측에 관한 계획을 시작한 것은 아슈하바트에서 지진이 일어난 직후인 1950
년의 일이다. 그러나 지진에 관한 지식이 부족한 데다가 관측 장비마저 완전하지 않았기 때
문에 이 계획은 예상했던 만큼 발전하지 못했다. 그렇지만 현재는 사태가 일변했다. 타슈켄
트 지구에는 깊이 500미터의 우물을 파서 그 밑에 지진계를 설치하여 미약한 지진이라 하더
라도 관측할 수 있게 되었다. 고감도의 관측장비는 지면의 완만한 경사의 변화를 기록하고
있다. 그러나 이것은 태양과 달의 조석간만의 현상에 의해 생기는 지구 표면의 변형까지도
기록할 수 있을 정도로 정교한 물건이다. 일면 '타슈켄트 지하의 소리'라는 이 고감도의 관
측장비는 밤낮을 가리지 않고 '도청'할 수 있어서 지진관측소 직원들은 지진 발생을 예측할
수 있지 않을까 기대하고 있다.
일본의 과학자들도 지진 예측에 새로운 방법과 수단을 개발하는데 모든 노력을 쏟아 붓고
있다. 그들은 지각 내부의 미세한 변화를 연구하면 대지진을 예측할 수 있으리라 생각하고
있다. 한편 미국의 과학자들은 레이저를 이용한 장치를 개발했다. 그들은 이 장치의 '바늘'의
역할을 하는 것을 길이 5킬로미터의 레이저 광선이다. 예를 들어 1천분의 1밀리라도 지면이
어긋나면 레이저 광선의 '바늘'은 원래 위치에서 크게 움직이게 되어 있다.
지진을 예고하는 동물
생물공학자들은 생물학자, 생물물리학자, 전기공학자, 그 외에 지진학자와 협력해서 별도
의 입장에서 지진을 예측에 관한 문제를 해결하려고 한다. 예를 들면 일본의 어류학자인 스
에히로 교수는 지진의 접근을 감지하는 심해어의 행동을 연구하면 지진을 예측할 수 있을
것으로 보고 있다. 그리고 스에히로 교수는 오랜 세월을 걸쳐서 모은 역사적 사실이나 목격
자의 증언, 확실해진 사실에 의해서 그 가설을 증명하고 있다. 이러한 역사적 사실이나 증언
의 대부분은 동경대학 지진학연구소의 연보에 소개되어 있다. 예를 들면 1923년 여름 벨기
에인 아마튜어 어류연구가가 하야마 해안에서 '히게'라는 물고기가 떠오른 것을 발견했는데
이 물고기는 심해에서만 사는 물고기이다. 그리고 그 이틀 후에 관동대지진이 일어났다. 또
1933년에 한 어부가 스에히로 교수에게 자신이 잡은 뱀장어를 가져왔다. 심해 뱀장어는 보
통 수천 미터의 깊은 바다 속에 살고 있는 물고기이다. 그리고 그날 산리쿠 난 바다에 대지
진이 일어났다.
그렇지만 이러한 사실이 허다하게 있는데도 불구하고 스에히로 교수는 물고기에게 지진을
예측하는 능력이 있다는 자신의 가설의 정당성을 그것만으로는 완전히 확신할 수 없었다.
그런데 1963년 11월 11일에 일어난 하나의 사건은 그의 의혹을 완전히 씻어 주었다. 그날
아침 니이지만 주민이 길이 6미터나 되는 심해어를 잡았다. 이 소식을 보도하려고 텔레비전
방송국은 스에히로 교수에게 헬리콥터를 타고 현지에 다녀오지 않겠느냐고 부탁했다. 그런
데 스에히로 교수는 강의가 있게 때문에 거절하고 헤어질 무렵 '그 근처에 지진이 일어나겠
군' 하고 농담섞인 말을 했다. 그리고 이틀 후에 실제로 지진이 니이지마 부근에 일어났던
것이다.
스에히로 교수는 이런 문제에 대해 결코 농담을 하는 일이 없었다. 지진이 일어나기 직전
의 심해어의 활동을 전면적으로 연구하면 지진을 예측하는데 도움이 되리라고 확신했다. 그
리고 1964년 스에히로 교수는 지진이 일어나기 직전의 심해어의 특별한 활동에 대해 뭔가
관찰하면 지진을 예측할 수 있다고 신문을 통해서 세계의 모든 사람들에게 호소했다. 스에
히로 교수의 호소는 많은 나라의 과학자들에 의해서 이해되었고 지지를 받았다.
'지진 예보관'이 될 수 있는 것은 심해어 뿐만이 아니다. 일본 농림성 측에서는 여러 차례
지진이 일어나기 몇 시간 전에 이 물고기가 우왕좌왕하기 시작한다는 사실이 밝혀졌기 때문
이다. 아마 이 물고기는 극히 미세한 지각의 진동을 포착하는 능력을 갖고 있는 것으로 생
각된다.
생물공학자들은 이외에도 지진의 전조가 될 수 있는 많은 사실을 파악하고 있다. 개, 고양
이, 하이에나, 호랑이, 코끼리, 사자등 많은 가축이나 야생동물은 지진이 가까이 온 것을 예
감하고 그것을 불안한 행동으로 표출하고 있다. 다음에 몇 가지 예를 소개하겠다.
1954년 오를레앙 빌딩(알제리)을 파괴한 지진이 일어나기 전에 많은 가축이 도망쳤다. 같
은 해 그리스에서도 지진이 일어나기 전에 동물들이 똑같은 행동을 했다는 사실이 알려졌
다. 그리고 이들 동물이 주는 경고라고 할 수 있는 행동에 주의를 기울인 사람들은 죽음을
면할 수 있다.
유고슬라비아의 스코피에서는 지진이 일어나기 몇 시간전에 동물원의 동물이 이상한 소동
을 일으키기 시작했다. 동물원의 경비원인 보르체 트로야노프는 이 지진이 일어나기 전날
밤처럼 동물들이 소란을 피운 적이 없다고 말했다. 처음(지진이 일어나기 4-5시간 전)에 슬
프고 낮은 목소리로 으르렁거린 것은 딩고 종류의 개였다. 세인트버나드 개가 곧 그에 호응
하여 울어댔다. 이들의 듀엣이 수십마리의 다른 동물들의 슬픈 울음고리가 보태졌다. 놀란
하마는 물에서 뛰쳐나와 높이 170센티미터의 벽을 넘었다. 코끼리는 코를 높이 치켜들면서
호소하는 듯한 목소리로 으르렁거렸다. 하이에나가 큰 소리로 으르렁대고 호랑이, 사자, 표
범이 떠들기 시작했다. 이 소란스런 동물의 콘서트에 동물원에 사는 새들이 가세했다. 깜짝
놀란 사육사들이 모든 수단을 동원하여 동물들을 진정시키려고 했지만 효과가 없었다.
그리고 그로부터 얼마가 지나자 마치 누군가의 명령에 따르기라도 하듯이 동물들이 갑자기
조용해졌다. 그리고 우리의 가장 깊숙한 곳에 숨어서 어둠 속에서 무언가를 가만히 기다리
기 시작했다. 1963년 7월 26일 5시 26분 공포의 첫 지진이 일어났고 뒤이어 계속해서 두 번
째 지진이 잇달았고 스코피에 시는 쓰레기더미로 변했다.
이외에도 동물이 지진에 매우 민감하다는 것을 나타내는 것을 나타내는 많은 사실일 있
다. 아슈하바트 목장의 마굿간에서 말들이 지진이 일어나기 두 시간 전부터 발을 쿵쿵 구르
며 금속성의 소리로 울다가 철망을 끊고 도망갔다. 말을 마굿간 입구에서 붙잡아서 그 곳에
묶어놨다. 그러나 지진이 일어나기 15분 전에 말은 입구에 있는 문을 차 부수고 달아났다.
마부가 말을 붙잡으려고 했을 때 지진이 일어났고 마굿간은 완전히 파괴됐다.
아슈바하트의 유리 공장의 여자 직원인 류보피 크리츠는 저 비극적인 밤의 분위기를 다음
과 같이 말하고 있다.
"그날 밤, 나는 테라스에서 자고 있었어요. 지진이 일어나기 한 시간 전에 내가 키우던 스
피츠가 소란을 피우기 사작하면서 울타리로 덤벼들었어요. 나는 그 소리에 눈을 떴어요. 스
피츠는 침대 밑으로 기어 들어가서 슬프게 낑낑거렸어요. 그리고 나서 침대 밑에서 나와서
내 얼굴을 핥기 시작했어요. 마지막에 내 잠옷을 물고서 나를 침대에서 억지로 끌어내리려
고 했어요. 나는 누군가가 출입문을 열어 봤어요. 스피츠는 통로를 달려나갔다가 곧 돌아와
서 내 잠옷을 물고 집 바깥으로 끌어 당겼어요. 나는 보도로 나왔고 그 순간 땅이 기우뚱거
리면서 흔들렸어요..."
또 여교사인 비올레타 트리미나는 개미가 지진이 일어나기 전에 대이동하는 흥미로운 사
실을 관찰했다. 즉 개미들은 지진이 일어나기 한 시간에서 한 시간 반 전에 지하에 있는 집
을 버리고 번데기를 입에 물고 이동을 시작했다.
또 1968년 5월 15일자 신문 '콤스몰리스카야 프라우다'는 다음과 같은 사실을 보도하고 있
다.
"지진이 일어나기 바로 이틀 전에 나이 많은 투르그멘 사람이 그 시의 고위직에 있는 사
람을 찾아와서 '지진이 일어날 것입니다.' 라고 알렸다. '어떻게 알았느냐?'고 물었더니, 노인
은 '뱀과 도마뱀이 굴에서 나와 도망치기 시작했기 때문입니다.'라고 대답했다. 그리고 3일
후에 지진이 일어났다."
우리들 주변에 있는 동물 중에 지진을 예측하는 능력을 지닌 것이 있다는 것을 나타내는
예는 이외에도 많이 있다. 그렇지만 인간을 지진이 일어나기 전이 아니라 지진이 일어난 뒤
에서야 그것을 머리에 떠올리는 경우가 많다. 그리고 이들 살아 있는 '지진계'의 '구조'나 '작
동원리'를 진지하게 연구하는 과학자는 지금까지 거의 없었다.
그러면 왜 동물은 지진에 대해서 민감한 것일까? 동물의 몸에는 지진을 예지하는 어떤 장
치가 존재하는 것일까?
한 가지 생각해 볼 수 있는 점은 앞에서 기술한 '지구 내부의 소리', 즉 단층을 초래하는
탄성에너지가 축적된 결과 발생하는 초음파가 동물에게 지진의 발생을 알려주는 위험신호
역할을 하는 것은 아닐까 하는 것이다. 다만 이 가설에는 하나의 약점이 있다. 즉 지진관측
소는 매일 수많은 약한 지진파를 기록하고 있는데, 동물들은 이들 지진파와 지진의 전조가
되는 지진파를 어떻게 구별하는가 하는 점이다.
지진파는 이미 알고 있듯이 종파와 횡파의 두 종류가 있다. 종파는 공기 속이나 물 속도
퍼져 나가지만 횡파는 땅속으로만 퍼져 나간다. 지진의 전조가 되는 신호는 아마 진동수가
다른 종파와 횡파가 일정 비율로 섞인 것에서 나오는 신호일 것이다. 일부 동물은 인간에게
는 들리지 않을 정도로 진동수가 낮은 음을 들을 수가 있다. 이것은 조건반사라는 방법을
사용해서 밝혀낼 수가 있었다. 일부 동물은 인간의 귀로 들을 수 있는 한계인 16헤르츠보다
더 낮은 12헤르츠, 때에 따라서는 8헤르츠의 소리를 알아 들을 수가 있다. 그래서 폭풍이 들
이닥치기 전에 해파리는 물가로 나오고, 심해어는 수면으로 떠오른다. 초음파는 해파리에 대
해서는 위로부터 작용하고, 심해어에 대해서는 아래로부터, 즉 해저에서 작용한다.
그렇다면 저주파의 진동이 동물에 대해서 직접 작용할 수 있다는 것일까? 그렇지 않으면
초음파를 동반한 위험에 관해서 유전적으로 남아 있는 기억이 해파리나 심해어로 하여금 본
능적으로 초음파로부터 멀어지게 하는 것일까? 현재로서는 아직 어느 쪽으로도 결론을 내리
기가 곤란하다. 그렇지만 다음 사실만을 확실하다. 원시 대양의 생물에게는 도태의 과정에서
초음파를 감각하는 기관이 완성되어 있었다. 그 이유는 물 속에서는 모든 운동이 이 초음파
를 발생시키기 때문이다.
따라서 혹시 일부 동물, 예를 들면 심해어가 지진을 예측하는 것이 초음파를 지각하는 그
능력에 의한 것이라 한다면 지진에 앞서서 나타나는 이 초음파를 포착하는 생물학적 장치를
만들 가능성도 나올 수 있을 것이다. 그리고 장래에 이 장치를 만들 가능성도 나올 수가 있
을 것이다. 그리고 장래에 이 장치가 완성되는 그 때가 되면 지진이 빈발하는 지방에 사는
주민들에게 텔레비전이나 라디오로 다음과 같이 지진을 예보하는 것도 꿈같은 일만은 아닐
것이다.
"시민 여러분 전기나 가스 스위치를 내리고, 불 단속을 잘하고 집에서 나오십시오! 초음파
지진 예보국에서 알려온 바에 따르면 3시간 뒤에 N지방에 지진이 일어날 예정입니다..."
물론 지진 예측과 같은 어려운 문제를 완전히 해결하기까지는 실패도 있을 것이고, 또 현
대의 과학기술에 의해서 귀중한 발견이 이루어 질 수도 있을 것이다. 예를 들면 최근의 일
련의 실험 결과 물방개를 모방한 장치가 0.4옹스트럼의 파동을 촉각으로 감지하는 것이 밝
혀졌다. 여치과의 덤불여치는 자신이 앉아 있는 식물을 통해서 전해지는 지면의 미세한 진
동을 감지할 수가 있다. 연구 결과에 따르면 덤불여치는 진폭이 수소 원자 직경의 2분의 1
에 상당하는 진동에 반응한다. 이것은 극동지방에서 일어난 지진을 모스코바에 있는 덤불여
치가 감지한다는 것을 의미한다. 이 자연이 만들어낸 초고감도 '지진계'의 '구조'를 해명하여
그것을 인간의 손으로 만들 수가 있다면 얼마나 근사한 일일까?
화산 폭발과 생물의 행동
생물공학자들의 일정에 올라있는 또 하나의 중요한 문제는 화산의 폭발을 예지하는 것이
다. 여러분 중에는 '폼페이 최후의 날'이라는 영화를 보신 분도 있을 것이다. 이 영화는 기원
전 79년에 베수비오 화산의 폭발로 인해서 고대도시 폼페이와 헤르쿨라네움이 매몰된 역사
적 사실을 근거로 해서 만들어진 것이다. 무서운 지진이 베수비오 화산 일대에 요동쳤다. 부
근 일대의 어둠 속에서 베수비오 산 꼭대기의 하늘이 아침 놀처럼 빛나고 있다. 집이 무너
지고, 이윽고 화산탄(공중으로 분출된 용암이 굳은 것)과 화산재가 폼페이 시내로 쏟아졌다.
이렇게 해서 고대 로마의 도시 폼페이와 헤르크라네움은 1,800년 동안 묻혀 있었던 것이다.
그러나 이 베수비오 화산의 폭발은 역사상 최대의 것은 아니다.
전설의 대륙 아틀란티스는 일찍이 에게해에 존재해 있었지만 기원전 약 3400년에 산트린
화산의 폭발로 인해서 해저로 침몰했다는 것이 점점 유력해지고 있다. 1883년 칼라카트아
화산이 폭발할 때 슨다 열도의 섬 중 하나에도 그와 똑같은 일이 생겼다. 8월26일 오후 1시
를 전후해서 이곳에 땅울림이 있었는데 그것이 멀리 바타비아에까지 미쳤다. 다음날 수소폭
탄 1,000개분에 상당하는 대폭발이 일어났다. 상공 30킬로미터 높이까지 거대한 화산재의 기
둥이 떠올랐고, 폭발의 충격파는 음속으로 지구를 3바퀴나 돌았다. 계속해서 높이가 35미터
에 이르는 대해일이 발생했는데 시속 656킬로미터라는 맹렬한 속도로 전세계로 퍼져 나갔
다. 섬에는 차례 차례로 높은 파도가 밀어닥쳐 모든 것을 쓸어가 버렸다. 수마트라와 자바
해안은 원래 모습을 찾아볼 수 없을 정도로 일변했다. 식물은 사라지고 용암이 모든 것을
뒤덮어 버렸다. 칼라카트아 섬은 해저로 침몰했고 화산이 폭발하던 원래의 정상 부분만 겨
우 해상에 얼굴을 내밀 뿐이었다.
현재 전세계에는 약 7,000개의 활화산이 있는데 그 중의 3분의 2는 태평양과 점한 섬들에
집중되어 있다. 칠레에 30개 이상, 자바섬에 35개, 알래스카와 알류산 열도에 50개, 일본에
50개, 그 외에 소련의 캄차카와 쿠릴 열도에도 존재해 있다. 화산이 폭발하기에 앞서서 땅울
림이나 지진이 일어나고 산의 경사면과 분화구에 균열이 생겨 유독가스나 뜨거운 물을 분출
하는 경우도 있다. 그러나 대부분은 갑자기 폭발이 일어난다. 화산 활동을 늘상 관측하고 있
는 고감도의 장치라 하더라도 화산 폭발을 예보하는 데는 별로 도움이 되지 않는다.
인간은 옛부터 화산활동의 수수께끼를 풀려고 애써왔다. 그러나 유감스럽게도 현재로서는
아직 화산 폭발을 정확하게 예지하기까지는 거리가 좀 있다.
몇 년 전 미국의 화산학자들은 비행기에 가시광선과 적외선을 사용한 고감도의 장치를
싣고 하와이의 킬라우에아 화산을 조사하기 시작했다. 이것은 적외선과 화산 활동과의 관계
를 조사하려는 것이다. 화산학자들은 이 조사에 의해서 화산 폭발을 예측하는 시스템을 완
성기킬 수 있지 않을까 생각하고 있다. 1969년에는 오스트레일리아의 과학자가 뉴질랜드의
한 지역에서 화산 관측을 시작했다. 최근에는 압전자성효과 - 외부 자장의 변화에 의해서
결정의 기계적 응력이 변화하는 현상 -를 이용한 매우 고감도의 장치를 사용한 결과 화산
이 폭발할 때와 화산이 폭발하기 전의 화산 지방의 자성의 변화를 발견할 수가 있었다. 오
스트레일리아 과학자들은 이러한 변화가 화산 내부에 실재하는 전류에 의한 것이라고 보고
있다. 아마 이외에도 화산 활동에는 무언가 전조가 존재하지 않을까 생각하고 있지만 지금
으로서는 아직 상세한 것은 알지 못한다.
그런데 많은 동물이 화산 폭발을 예측하는 능력을 구비하고 있다는 사실을 말해줄 자료는
허다하게 존재하고 있다. 예를 들면 다음과 같은 사실이 알려져 있다. 1902년 4월 카리브해
의 마르티니크 섬에서 50년 동안 잠자던 플레 화산이 갑자기 활동을 시작했다. 그러나 산피
에르 시의 시민들은 별로 놀라지 않고 처음 2,3일 동안은 플레 화산이 연기를 내뿜는 것을
바라보고 있었다. 5월 7일 밤 화산이 폭발할 때 나오는 붉은 빛이 플레시를 비추고 있었다.
다음날 아침 7시 50분에는 플레 화산과 피에르 시가 마주한 쪽에 마치 거대한 불이 문짝처
럼 아가리를 열었다. 그 화산에서 쏟아져 나온 검은 연기는 굉장히 큰 소리와 함께 불과 30
초만에 시내 전부를 덮쳐버렸다. 이 천재지변의 결과 폐허가 된 시내에서 3만 명의 사람과
고양이 1마리가 시체로 발견되었다.
그렇다면 산 피에르시의 시민들이 키우던 가축과 플레 화산 주위에 살던 새나 짐승은 도
대체 어디로 모습을 감추어 버렸단 말인가?
조사해 본 결과 아직 플레 화산이 폭발할 징후가 전혀 없던 약 1개월 전에 동물들은 마르
티니크 섬에서 '피난'을 가기 시작했다는 사실이 밝혀졌다. 맨 처음에 이동을 시작한 것은
새였다. 먼 옛날부터 일부 철새는 시 근처에 있는 호수에서 '쉼터'를 마련했다. 그렇지만 이
해는 이들 철새는 시근처에 있는 호수에서 '쉼터'를 마련했다. 그렇지만 이해는 이들 철새가
이곳에 들르지 않고 통과하여 아프리카 남부로 날아가 버렸다. 4월 중순에는 이 섬에 사는
많은 텃새들도 귀가 멍멍할 정도로 시끄럽게 울면서 이 섬을 떠났다. 플레 화산의 분화구
근처 풀밭에 사는 뱀도 역시 4월 17일에 여행을 떠났다. 동물들은 인간과 달라서 화산이 폭
발하리란 것을 예측하고 있었던 것이다.
1956년 3월 캄차카의 베즈미얀누이 화산이 폭발할 때도 곰은 죽지 않았다. 곰은 미리 굴
에서 나와 안전지대로 달아났던 것이다.
그렇다면 동물들은 어떻게 해서 화산이 폭발할 것을 예측할 수 있을까? 동물들에게 위험
신호를 내는 것이 인간의 귀에는 들리지 않는 초음파일까? 그렇지 않으면 몸으로 감지할 수
없는 미세한 진동, 또는 최신의 장치로도 검지가 불가능한 화산의 심부에서 오는 적외선일
까? 현재로는 과학자들이 이 문제에 대답할 수가 없다. 그러나 많은 동물이 화산의 폭발을
예측할 수 있는 능력을 지녔다는 사실은 부정할 수 없다. 생물공학자로 하여금 이 불가사의
한 현상의 연구에 몰두하도록 만드는 것도 이와 같은 사실 때문이다.
이 문제와 관련해서 과학자의 관심을 끄는 것으로 앵초의 일종이 있다. 이것을 자바 섬이
원산지인데 '지진화'라 부른다. 이 앵초는 화산의 경사면에서만 볼 수 있다. 이 종류는 다른
앵초와 달라서 화산이 폭발하기 전에만 꽃을 피우는데 그 꽃이 주민들에게는 화산이 폭발하
는 위험신호가 된다. 화산 기슭에 사는 주민들은 앵초 꽃을 보기만 하면 곧 안전한 지역으
로 피난한다. 더구나 이 앵초의 예보가 빗나간 적은 한 번도 없었던 것이다.
이들 생물의 초능력에 관한 수수께끼가 멀지 않아 풀려서 인간이 그것을 이용해 폭풍우,
지진 , 해일 , 화산 폭발과 같은 천재를 정학하게 예지할 수 있게 될 것이다.