[자연/과학] 물방개의 공기방울과 산소통

물방개의 공기방울과 산소통! * 

수중 도시를 건설하는데 해결해야 할 과제는 많지만 가장 중요한 것은 빛과 산소가 아닐까 한다. 빛은 육지로 부터 전기 공급을 받아 해결할 수 있지만, 산소는 육지로 부터 공급받지 않아도 될지 모른다. 물고기들 처럼 물속의 산소를 직접 이용할 수 있는 장치를 만들면 된다. 꼭 인공 아가미가 아니더라도 가능하다. 

고무 옷 입고 산소통을 어깨에 매고 물속을 탐험하는 스킨수쿠버들이 무척 부럽게 느껴질 때가 있다. 육지에서는 동물들의 생활 공간이 땅속, 땅위, 하늘 등으로 차원을 달리하지만, 물속에서는 대부분의 동물들이 한 공간에서 움직이며 살 수 있기 때문에 더 친근감이 느껴지기 때문이다. 

손을 뻗어 헤엄치는 물고기를 만질 수 있고, 물고기와 나란히 헤엄칠 수 있다는 것이 얼마나 즐거운 일인가. 육지에서 손을 뻗어 새를 만질 수 있고 새와 함께 날 수 있다면 그렇게 스킨스쿠버를 부러워하지 않았을 것이다. 


스킨스쿠버가 장시간 동안 물속에 머물려면 산소통이 가장 중요하다. 그러면 산소통을 사용하는 아이디어는 무엇을 보고 착안하였을까? 

물속에서 생활하는 대부분의 곤충은 아가미가 없기 때문에 물속에서 장시간 머물려면 물속에서는 호흡을 하지 않든가 아니면 다른 특별한 방법을 사용해야 할 것이다. 그러나 장시간 동안 호흡을 하지 않는다는 가정은 성립할 수 없다. 

물방개는 배에 달린 털에 공기 방울을 매달고 잠수를 한다. 물속에서 공기 방울속에 있는 산소를 사용하여 호흡을 한다. 그러다가 공기 방울속의 산소 농도가 주변 물속의 산소보다 낮아지면 물속의 산소가 공기 방울속으로 확산되어 보충되므로 긴 시간 동안 물밖으로 나와 공기 방울을 교체하지 않더라도 물속에서 생활할 수 있는 것이다. 물속에서 공기 방울 속으로 확산되어 들어오는 산소의 양이 처음 산소량의 7배나 될 때까지 물속에서 생활한다고 하니 일곱번이나 물위로 들락거리는 시간과 에너지를 아낄 수 있는 것이다. 하지만 지금 사용하는 스킨 수쿠버의산소통은 밀폐된 용기에 산소를 압축해서 넣은 것이기 때문에 산소가 모두 소모되면 밖으로 나와 보충할 수 밖에 없다. 그러니까 물속에서 산소를 이용하는 인간의 지혜는 물방개에도 못미친다고 볼 수 있다. 

여기에서도 만물의 영장인 인간이 자연에 대해 겸손해야 한다는 당위성을 발견할 수 있지 않은가? 그리고 이제 우리는 물속의 산소까지도 직접 이용할 수 있는 산소통을 개발할 때가 되지 않았을까?