지구온난화의 주범이라고 하면 뭐가 생각하는가? 사실 지구온난화의 주범은 소다.음메~ 하는 소가 뀌는 방구와 트림이 지구 온난화에 가장 큰 영향을 끼치는데, 거기에서 나오는 메탄과 이산화탄소가 바로 주범인 것이다. 물론 소가 문제가 아니라 소고기를 너무 좋아하는 인간이 문제이기는 하지만.. 오늘은 사람도 아니고 소도 아닌 이산화탄소 이야기를 해보려고 한다. 그렇다고 더운 날씨 더 덥게 지구온난화 이야기를 할 것은 없고, 좀 시원한 이야기, 시원한 정도가 아니라 아주 추운 이야기를 하겠다. 그것도 바로 이산화탄소를 가지고 만드는 무언가에 대해 이야기 하려고 한다.

영하 78도의 비밀
대학에서 생화학을 공부할 때 실험을 하려고 하면 꼭 –78도씨로 냉각시키라는 지시가 자주 보였다. 무지 궁금했다. 왜 하필 영하 78도일까, 영하 80도여도 되고 영하 70도여도 될 것 같은데 왜 영하 78도일까, 했는데.. 알고 보니 드라이아이스 온도가 영하 78도인 것이다. 실험을 할 때 영하 78도에 맞추라는 이야기는 실험용기를 드라이아이스에 담갔다는 뜻이다. 우리는 일상 생활에서 드라이아이스를 종종 접하곤 한다. 특히 큰 아이스크림 체인점에 가면 드라이아이스 조각을 포장에 넣어줘서 집에 와서 장난을 친다. 물 컵에 드라이아이스 조각을 넣으면 마치 음악 무대에 바닥에 깔리는 안개같은 효과가 난다. 그런데, 왜 무대에 안개 효과를 내는 드라이아이스는 위에 안뜨고, 바닥에 깔리는 걸까? 간단하다. 공기보다 무겁기 때문이다. 이것은 부엌에서 사용하는 가스도 마찬가지다. 가스가 누출되면 바닥에 깔려서 잘 모른다. 원래 무색무취였는데, 사람이 알 수 있도록 약간의 악취를 섞었다. 그런데 바닥에 깔려서 냄새를 잘 못 맡을 수도 있으니 조심해야 한다.

이산화탄소가 얼어있는 고체, 드라이아이스
이처럼 드라이아이스는 이산화탄소가 얼어있는 고체라고 할 수 있다. 그런데 여기서 궁금한 점 한가지! 드라이아이스가 녹으면 이산화탄소가 액체가 돼야 하는데, 액체는 본적이 없다. 왜 그럴까?초등학교와 중학교 때 승화라는 것을 배웠다. 고체가 액체를 거치지 않고 기체가 되고, 반대로 기체가 액체를 거치지 않고 고체가 되는 과정을 말한다. 보통의 기압 상태에서는 이산화탄소와 요오드 같은 것은 고체와 기체 사이를 왔다갔다 한다. 따라서 우리는 이산화탄소 고체만 볼 수 있다. 기체야 원래 눈에 안 보이는 것이다.

드라이아이스의 활용
드라이아이스는 구름씨로 쓰인다. 중국 같은 곳에서는 오랫동안 가뭄이 내리면 비행기로 하늘에다가 드라이아이스 가루를 뿌린다. 2007년의 일이었는데, 중국 랴오닝 성은 56만의 최악의 가뭄에 시달렸다. 논밭은 마르고 마실 물조차 없었다. 마침내 6월 27일에 비가 내렸는데 엄청난 비가 내렸다. 이날 8억 톤의 비가 내렸는데, 8억 톤이면, 경기도 전체에 50밀리미터의 비가 내린 것과 같은 양이다. 이건 드라이아이스를 이용해서 만든 인공강우였다. 옛날에는 댐과 저수지가 없었기 때문에 비가 아주 중요했다. 그래서 기우제를 올렸고, 아메리카 원주민들은 주술사를 레인메이커라고 부르기도 했다. 인공강우는 1946년에 시작되었다.

인공강우 연구
놀랍게도 1946년에도 드라이아이스를 사용했다. 미국 제너럴일렉트릭사에서 실험했다. 제너럴일렉트릭사의 빈센트 쉐퍼 박사가 안개로 가득 찬 냉장고에 드라이아이스 가루를 떨어뜨리면 작은 얼음 결정이 만들어진다는 사실을 발견했다. 여기에서 착안해서 실제 구름에 드라이아이스 가루를 뿌리면 얼음 결정이 생길 거라는 아이디어를 낸 것이다. 쉐퍼 박사는 비행기를 타고 미국 매사추체츠주 바크서 산택의 4천 미터 상공에 올라가 구름에 드라이아이스를 뿌렸다. 5분 뒤에 눈이 내렸다.

비를 만들기 위해 드라이아이스를 뿌리는 이유
떨어지는 힘을 중력이라고 한다. 그런데 뜨는 힘도 있다. 그걸 부력이라고 한다. 중력이 부력보다 커야 떨어진다. 배는 부력이 중력보다 크기 때문에 물에 가라앉지 않고 뜬다. 구름이 바닥에 물로 떨어지려면 부력보다 중력이 커야 하는데, 구름 입자는 너무나 작아서 잘 떨어지지 않는다. 부력이 더 큰 거다. 보통 구름 입자는 100만 개가 모여야 빗방울 하나가 된다. 드라이아이스는 구름 속에 들어가서 구름 입자들이 서로 뭉치게 하는 역할을 한다. 인공강우는 바로 구름에 씨앗을 뿌려서 비를 내리게 하는 거다. 그렇다고 드라이아이스만 있으면, 인공 강우를 내릴 수 있는 건 아니다. 우선 구름이 있어야 한다. 구름 한 점 없는 사막 같은 곳에는 드라이아이스를 아무리 뿌려봐야 소용이 없다. 요즘은 인공강우를 비를 내리는데도 쓰지만 반대로 먹구름을 없애는 데도 쓴다.

먹구름을 없애려고 사용하는 인공강우
벌써 2007년의 일이다. 러시아는 모스크바 붉은 광장에서 전승기념일 행사를 계획하고 있었다. 그런데 모스크바 상공에 먹구름이 잔뜩 낀거다. 먹구름 때문에 행사를 망칠까봐, 러시아 공군은 항공기 12대를 도원해서 모스크바 상공에 구름씨를 뿌렸다. 미리 비를 내리게 해서 먹구름을 없애겠다는 생각이었다. 실제로 퍼레이드가 시작할 때는 거짓말처럼 푸른 하늘이 얼글을 내밀었다.