단테스피크(Dante's Peak)
Ⅰ. 영화 설명
미국에서 가장 아름다운 마을로 선정되어 새로운 관광명소로 각광받고 있는 "단테스 피크". 이곳을 찾은 배낭족 두 명이 온천욕을 즐기던 중 갑자기 뜨거워진 수온으로 인해 목숨을 잃는 사건이 발생한다. 한편 이 도시의 화산이 폭발할 조짐이 보이자, 지질학연구소 소속 화산학자 해리가 찾아온다. 해리는 두 아이의 엄마이자 시장인 레이첼을 만나 화산폭발의 가능성을 조심스럽게 이야기하지만, 해리의 상관 폴은 확실한 과학적 근거없이 성급한 결정을 내릴 수 없다며 단 며칠 동안의 조사 끝에 조사반을 철수시킨다. 하지만 마을을 떠나기 전날 밤 수돗물에 황산이 섞여있는 것이 발견되고, 곧 화산이 폭발하고 만다. 이후 해리와 레이첼을 비롯한 사람들이 자연재해에 맞서 싸우게 되는데............
(출처 : http://www.skyvideo.pe.kr/noname13.11.1.htm )
이 영화는 이전에 개봉된 〈포세이돈 어드벤처〉,〈타워링>과 같은 매우 전형적인 헐리우드식 재난영화이다. 제작비 1억5,000만달러에 거의 실물과 유사한 화산 모형을 만들어 놓고 촬영한 장대한 스케일의 영화이다. 화산폭발 장면과 징후에 대해 아주 과학적인 묘사가 되어 있을 뿐 아니라 화산학자 즉, 과학자들의 활동을 볼 수 있는 가장 좋은 영화이기도 하다. 3차원 디질털 컴퓨터 그래픽 기술과 사운드가 어우러져 효과를 내고 엄청난 양의 분진을 만들어 뿌려 실지 화산 폭발 장면 보다 더 실감나게 화산 폭발 장면을 볼 수 있다는 생각이 든다. 007의 제임스 본드 역으로 액션 연기자로서의 자질을 보여 준 피어스 브로스넌이 화산학자(해리 달톤)로 나와 화산에 대한 연구를 하는 멋진(?) 과학자의 이미지를 심어주고 있으며, 터미네이터에서 강한 여성의 이미지를 보인 린다 해밀턴이 마을의 여시장역으로 나와 그와 호흡을 맞추고 있다.
Ⅱ. 영화로 배워보기
1. 화산 폭탄 ?
해리와 그의 아내 마리안은 화산을 연구하는 화산학자이다. 그들은 콜럼비아의 화산(영화에서 장소에 대한 언급은 없지만, 1985년 네바도 화산이 아닐까 ?)을 연구하다가 화산이 터지는 바람에 급하게 탈출을 시도하고 있다. 하늘에서는 화산에서 분출된 것으로 추정되는 돌이 날아오고 있다. 이 고구마 같이 생긴 화산 분출물을 무엇이라고 할까 ?
화산이
폭발하여 지표로 분출된 것을 화산분출물이라고 하며, 화산 가스, 용암, 화산 쇄설물이
여기에 속한다. 화산 가스는 수증기가 전체의 60~95%로 가장 많은 부분을 차지하고,
이산화탄소, 황, 황화수소, 아왕산 가스, 염화 수소 등이 포함되어 있다. 용암은
마그마가 지표로 분출된 것을 말한다. 화산쇄설물은 화산 속에 있던 암석 조작이
분출된 것으로 입자의 크기에 따라 지름 32 mm 이상인 것을
화산암괴, 지름 4∼32 mm인 것을 화산력, 4 mm 이하인 것은 화산재, 0.25 mm인 미세한
가루를 화산진이라 한다. 화산암괴와 화산력 중 모양이 구형이나 방추형으로 생긴
것을 화산탄이라고 한다. 또한 검고 물이 뜨지 않는 돌을 스코리아, 희고 기공이
많아 물에 뜨는 돌을 부석이라고 한다. 화산재의 '재'의 의미는 타나 남은 재를 뜻하는
것이 아니라 모양이 재와 비슷한데여 붙여진 이름이다. 영화에서도 화산재가 마을을
덮는 장면이 나오며, 자신만 살겠다고 헬기를 무리하게 타고 가던 사람들이 화산재에
의해 헬기가 추락하는 장면도 등장한다.
2. 진원 ?
콜럼비아 화산 폭발이 있고, 4년이 지났다. 해리(피어스 브로스넌)의 상사는 단테스 피크에 화산 활동의 조짐이 보인다며, 휴가중인 그를 불러 지진 기상(지진파가 지록된 모양)을 보여 주며 그에게 화산 폭발 가능성을 묻는다. 해리는 1만 분의 1쯤이라고 하며, 진원의 깊이를 묻는다. 진원이 뭘까 ? 또한 그의 상사 폴은 진원의 깊이를 10-20km쯤이라고 한다. 이 정도 깊이의 지진을 무엇이라고 할까 ?
지구 내부의
변화 즉, 판의 운동이나 화산 활동에 의해 일어나는 지각의 움직임을 지진이라고
한다. 지진이 발생하면 지진파의 형태로 전달이 되어 퍼져 나간다. 따라서 영화에서와
같이 지진파의 조사는 화산 활동을 짐작해 볼 수 있는 하나의 지침이 될 수 있다.
지진파는 실체파(body wave, 중심파라고도 함)와 표면파(surface wave)로 나눌 수
있고, 실체파에는 P파(primary wave)와 S파(secondary wave)가
있다. 지구 내부에서 지진이 발생한 지점을 진원( seismic focus), 진원 바로 위의
지표상의 지점을 진앙이라고 한다. 진원이나 진앙이 넓은 지역일 때도 있기 때문에,
진원역이나 진앙지라는 말을 사용하기도 한다. 진원의 깊이에 따라 100km 이내의
지진을 천발지진, 100km 이상의 깊이에서 발생하는 지진을 심발지진이라고 부른다.
50~60km 부근은 맨틀의 최상부로 지진이 가장 많이 발생하는 지점이다. 영화에서
해리가 보고 있는 그래프는 지진 기상이라고 부르며, 지진계에 기록된 P파, S파,
L파의 진동 기록을 나타낸다. 이 지진 기상에서 PS시(S파가 오는데 걸리는 시간과 P파가 오는 걸리는 시간의 차이)를 측정하여 진원
거리를 구할 수 있다.
3. 연수정 ?
해리는 뛰어난 화산학자 답게 광물에 대해서도 잘 알고 있다. 완도 시장(린다 해밀튼)의 딸이 가지고 있는 광물을 보고, 연수정이라는 말을 해준다. 연수정이 뭘까 ? 수정, 석영과는 어떤 관계가 있을까 ?
결정형이 뚜렷한 석영(SiO2)을
수정(quartz)이라고 하며, 크리스털(crystal)이라고도 한다. 압력을 가하면 전기가
발생하는 성질이 있기 때문에 크리스털 마이크로폰에 사용을 하며, 전압을 가하면
결정이 팽창하거나 수축하는 성질을 이용하여 시계를 만드는데 사용 한다. 시계에
'quartz'라고 표시가 된 것을 본 기억이 있는가 ? 없다면 시계를 한번 보기 바란다.
석영은 산소와 규소로만으로 이루어져 있으나, 소량의 금속원소을 함유하게 되면
다양한 색을 띄게 된다. 영화에 등장하는 연수정(煙水晶 smoky quartz)은 연기와
같이 보인다는 뜻에서 붙여진 이름이며, 아주 어두운 연수정은 ‘모리온’(Morion)이라고 부른다.
갈색 쿼츠는 땅 속에서 자연방사선에 의해서 수정에 격자결함에 생겨 만들어진 것으로, 300-400C로 가열하면 색이 엷어진다.
4. 수소 이온 수치
해리는 완도시장의 안내로 호수의 산도를 측정하고 있다. 그리고, 산의 돌과 호수 주변에 죽은 나무까지 꼼꼼히 살펴보는 섬세함을 보인다. 그리고, 시장에게 호수의 물을 측정하는 이유가 15년 전 수소 이온 수치와 현재 수치를 비교하기 위한 것이라는 말을 한다. 그러면, 수소 이온 수치가 무엇일까 ?
용액 속의 수소이온(H+)의
농도로, 용액 1ℓ 속에 존재하는 수소이온의 그램이온수를 의미하며, pH라는 기호로
표시한다. pH는 수소의 힘이라는 뜻의 불어에서 온 말로, 용액의 산성 혹은 알카리성의 강약을 표현하기 위해
사용한다.
물은
수소이온과 수산화이온으로 전이한다.(H20 ⇔ H+ + OH-). H+와 OH-의 농도는 순수한 물에서는
1ℓ
중에 H+ 와OH-는 각각 10-7mole을 함유하고 있다. 이와 같은 농도를
[H+],[OH-]을 표시하면 이 양자의 곱은 항상 용액에 10-14으로 일정하게
된다. 이렇게 용액의 액성을 수소이온농도[H+]의 역수의 대수를 pH라고 한다. 즉,
순수한 물의 경우 1기압 25 ℃에서 수소이온의 농도가 약 10－7그램이온이기
때문에 pH=log 1/［H+］=7이 된다. 따라서 pH가 7보다 작을 때 용액은
산성이며, pH가 7보다 클 때에는 알칼리성이라고 한다. 현재 환경부 정한 먹는물의 수질기준은 pH 5.8∼8.5 사이기
때문에 영화에 나오는 호수의 물은 pH3.49로 음용수로는 부적당하고 하겠다. 쉽게
이야기해서 이 정도면 식초에 물을 약간 탄 정도라고 할 수 있다.
5. 사화산과 휴화산
야외 온천 목욕을 하던 연인들이 사고로 죽자, 이에 대한 논의에서 해리가 화산이 폭발할지도 모른다는 이야기를 하자, 보안관이 사화산이 아니냐고 묻는다. 이에 해리는 사화산이 아니라 잠자고 있는 휴화산이라고 한다. 사화산과 휴화산은 어떻게 다를까?
화산은 활동의 여부에 따라 활화산과 휴화산, 사화산으로 구불할 수 있다. 활화산은 현재
활동을 하고 있는 화산, 휴화산은 현재는 활동이 중지 되었으나 유사 이래 활동한
기록이 있는 화산을, 사화산은 유사 이래 활동한 기록이 없는 화산을 말한다. 우리나라의
한라산은 휴화산이며, 백두산과 울릉도는 사화산이라고 분류를 한다. 재미있는 것은
6. 아황산 가스 ?
해리는 4년전 화산이 폭발하는 바람에 아내를 잃은 경험을 가지고 있다. 그의 상사 폴은 과거에 화산이 폭발할 것이라고 예고 했다가 폭발이 없어 마을이 거의 부도 위기까지 가 버리는 실패를 경험한 적이 있다. 이렇게 정 반대되는 경험을 한 두 사람이 화산의 징조에 대해 나타내는 반응이 다른 것은 어떻게 보면 당연할 것이다. 폴은 해리가 너무 성급하게 회의를 소집했다며, 나무라자 해리는 당연히 기분이 좋지 않을 수 밖에...이에 저녁에 바에서 폴이 해리를 진정시키 위한 것인지 내일 산의 아황산 가스량을 측정할 것이라고 한다. 아황산 가스가 뭐지 ?
아황산가스(SO2)는 자극성 냄새를 갖는 무색의 기체로 유독하며,
주로 화석연료 중에 들어 있는 황성분이 탈 때 생성되어 대기중에 배출되는 것으로 이산화황이라고도
한다. 성냥이 탈 때 나는 자극성의 냄새가 바로 아황산 가스이다. 천연으로는 화산활동에
의해 대기중으로 배출되기도 하지만, 대부분 인간활동에 의해 매년 막대한 양이 대기
중으로 배출되고 있다. 일차적인 환경오염의 주범으로 간주되고 있는 아황산가스는 석탄이나 석유와 같은 황이 섞인 화석연료를 태움으로써 발생되기 때문에, 산업이 발달함에 따라
석유와 석탄의 사용이 늘어가고 이에 따라 아황산가스의 배출량도 급격하게 늘어나
대기오염 문제가 점점 심각해 지고 있다. 즉, 화력발전소에서 시간당 수십톤의 이산화황을
생성하는 것이다. 영화에서도 완도시장의 아이들이 온천에서 수영을 하기 위해 가면서,
고약한 냄새가 난다는 이야기를 한다. 바로 아황산가스와 황화수소 가스이다. 이들
가스가 온천주변에 있다고 해서 무해한 것은 아니며 유해한 가스이기 때문에 냄새를
맡지 않는 것이 좋다. 그러나 20세기
초까지도 아황산가스로 인하여 대기가 오염되고 이것이 사람에게 해롭다는 사실을 잘 알지 못하고 있었다.
아황산 가스가 유해하다는 사실을 알자 영국에서는 굴뚝의 높이를 높이는 방식으로
자국의 공기중의 가스 농도를 낮출 수 있있지만, 이는 다른 나라의 오염으로 이어지는
행위이다.
6. 지진의 크기
해리는 산에 아황산 가스의 양을 측정하러 갔다가 산이 흔들리는 것을 느끼고, 빨리 사람들을 대피시키라고 한다. 하지만, 폴은 진도가 겨우 2.9였다면서 그럴 수 없다고 한다. 진도 2.9면 어느정도의 지진일까 ?
지진의 세기는 사람이 느끼지 못하는 작은 것에서 사람과 건물에 막대한 피해를 주는 것까지 매우 다양하다. 이렇게 땅의 흔들림과 재산상의 피해는 사람들의 관심사였기 때문에 지진의 세기를 표시하는 기준으로 사용되었다. 이것을 진도(Seismic intensity)라고 하며, 미국의 MM 진도 계급(Modified Mercalli Scale)은 12등급으로, 일본의 JMA 진도 계급(Japanese Meteological Agency Scale)은 8등급으로 구분되어 있으며, 이 두가지가 이 널리 사용되고 있다. 하지만 진도의 경우 빛이 광원에서 멀어질수록 어두워지는 것처럼, 진원에서 멀어지면 같은 지진이라도 다르게 측정이 되기 때문에 연구에 어려움이 있다. 즉, 같은 지진이라도 관측지에 따라서 진도가 달라지기 때문에 실제 지진의 크기를 정확하게 나타내는 수단은 되지 못한다. 이에1935년 미국의 지진학자 리히터(Richter)는 진앙에서 100km 떨어진 지점에서 관측된 P파와 S파의 최대 진폭을 측정하여 지진의 강도를 1에서 9이하의 숫자로 나타낸 지진에너지의 정량적인 표현인 리히터 척도(Richter scale)를 만들었다. 리히터 스케일 1의 강도는 60t의 폭약(TNT)의 힘에 해당하며, 리히터 척도 1의 늘때마다 31배의 강도가 증가하게 된다. 따라서 리히터 척도 3의 지진은 1의 지진보다 약900배 강도가 센 지진이다. 국제적으로 '규모'는 소수 1위의 아라비아 숫자로 표기하고 '진도'는 정수단위의 로마 숫자로 표기하는 것이 관례이기 때문에, 영화에 등장하는 2.9라는 것은 진도가 아니라 규모 2.9의 지진을 의미한다. 이 정도 지진은 보통 사람이면 거의 느낄 수 없는 규모의 지진이지만, 해리는 경험 많은 뛰어난 화산학자이기에 이것을 느끼고 있다...^^
7. 화산과 용암
드디어 단테스 피크가 폭발하고 말았다. 화산이 폭발형이었다는 것으로 미루어 볼 때 지금 흘러내리고 있는 용암의 성분을 추측해 보면 ? 또한 용암과 마그마를 구분해 보자.
지하 약 50∼200
km에서 암석의 일부가 높은 열로 인해 녹은 암석 용융체와 수증기를 포함한 여러
가지 기체가 포함되어 있는 것을 마그마라고 한다. 주성분은 지각의 구성 성분과
거의 같은 산소·규소·알루미늄·철·마그네슘·칼슘·나트륨
등으로, 물·이산화탄소·수소·질소·황 등 휘발성 물질이
녹아있다. 마그마는 밀도가 주위의 암석보다 낮기 때문에 서서히 상승하여 10∼20
km 깊이에서 마그마굄(magma chamber)을 이루었다가 약한 지표면을 뚫고 분출한다.
이때 마그마에 포함되어 있던 수증기와 가스 성분은 마그마 밖으로 빠져 나오게 되며,
용암만 남아서 흐르게 된다. 따라서 용암은 마그마가 지표로 분출되어 기체 성분이
빠진 것임으로 서로 성분이 다르다고 할 수 있다. 용암은 규산(SiO2)의
양에 따라 산성(66% 이상), 중성(66∼52%), 염기성(52∼45%), 초염기성(45% 이하)으로
구분된다. 용암은 대체로 산성일수록 온도가 낮고 유동성이 작으며, 염기성일수록
온도가 높고 유동성이 크다. 마그마는 여러 가지 물질이 섞여있는 혼합물이기 때문에
일정한 녹는점이 없다. 따라서 마그마는 온도가 내려감에 따라 넓은 온도 범위에
걸쳐서 차차 결정작용이 진행된다. 화산의 폭발 형태도 마그마의 조성과 관련이
있어, 마그마가 가스를 다량 포함할 수록, 또 규산의 함량이 많은 마그마일수록 큰
폭발이 일어난다. 영화에서 마그마의 유동성이 작고, 폭발형으로 분출하는 것으로
봐서 수증기를 많이 함유한 산성 마그마가 분출한 것으로 보인다.
8. 산성화 된 호수
아이들은 할머니를 구하기 위해 산으로 올라가고, 마침 흘러내리는 용암으로 길이 막혀 일행은 보트로 탈출을 시도한다. 호수에서는 이상한 냄새가 나고 죽은 고기들이 호수 위에 가득하다. 이를 보고 해리는 화산이 호수 물을 산성화 시켰다고 하는데, 화산이 어떻게 호수물을 산성화 시켰을까 ?
화구로 분출되는 가스가 여름철의
먹구름과 같이 큰 구름기둥을 만드는 것으로 보아 화산이 다량의 수분을 포함하고
있음을 짐작할 수 있다. 분출 가스의 60∼95% 또는 그 이상이 수증기이며, 탄산가스와
이산화황과 황화수소, 염화수소를 포함하고 있다. 수증기는 공중으로 상승하면서
팽창 냉각되어 화산 부근에 심한 비를 내리게 한다. 이것은 영화의 첫 장면에서 화산재와
함께 비가 내리고 있는 것을 볼 수 있다. 분출되는 가스중 수소와 산소도 들어 있으며
그 중의 일부는 화산 내에서 화합하면 폭발을 일으키기도 한다. 수증기 다음으로
많은 가스는 이산화탄소이며, 물에 녹으면 탄산이 된다. 어떤 화산은 승화된 유황과
그 화합물인 황하수소(H2S), 아황산가스(SO2)를 분출하며
아황산 가스는 물에 녹아 황산이 된다. 또한 염화수소(HCl)는 물에는 잘 녹아, 부피로
500배, 무게로는 100 g의 물에 81.31 g 녹으며, 수용액은 염산이 된다. 이산화탄소와
아황산가스, 염화수소는 모두 물에 잘 녹기 때문에 영화와 같이 호수를 산성화 시키게
된다.
9. 산이 금속을 녹인다 ?
해리 일행은 보트를 타고 탈출을 하고 있는데, 쉬워 보이지는 않는다. 그만 산성화 된 호수의 물이 보트 바닥을 부식시키고 있는 것이다. 여기에 설상가상으로 보트의 프로펠러가 그만 녹아 버리고 만다. 옆 장면과 같이 산이 금속을 녹일 것이라고 걱정하는 일이 실지로 일어나고 만 것이다. 산이 어떻게 금속을 녹일까 ? 모든 금속이 다 녹을까 ?
원자 또는 분자가 이온이 되려고 하는
경향 또는 금속원소가 용액속에서 양이온이 되려는 경향을 이온화경향(ionization
tendency)이라고 한다. 이것은 금속이 수용액에서 전자를 읽어버리고 산화되기
쉬운 경향, 즉 수소보다 이온화경향이 큰 금속은 산에 녹아 수소를 발생시키고 자신은
양이온이 된다는 것을 뜻한다. 이러한 금속의 이온화 경향의 대소를 순서 대로 나열한
것을 이온화 순서라고 하며, 다음과 같다. Ba>Ca>Na>Mg>Al>Mn>Zn>Cr>Fe>Cd>Co>Ni>Sn>Pb>(H)>Sb>Bi>Cu>Hg>Ag>Pt>Au
따라서 수소보다 이온화 경향이 큰 대부분의 금속은 산에 녹게 되며, 수소 보다 작은 은이나 금과 같은 금속은 산에 녹지 않는다.
10. 화쇄성 구름
역시 주인공은 죽지 않는다. 산에서 산성 호수를 건너고, 용암 위를 차로 지나오는 가 하면, 이번엔 화쇄성 구름을 피해 폐광으로 대피한다. 진짜 대단하다...화쇄성 구름 장면도 일품인데...화쇄성 구름이 뭘까 ?
화산 폭발 초기에 공중으로
분출된 뜨거운 가스와 암석 파편과 용암과 같은 화산 쇄설물 중 무거운 것은 곧바도
땅으로 떨어져 내려온다. 이렇게 떨어진 화산 쇄설물들이 화산가스와 함께 뜨거운
구름을 형성함 산허리를 타고 흘러내리는 현상을 열운이라고 한다. 서기 79년 베수비오
화산이 폭발 했을 때 열운을 관찰한 로마의 과학자 플리니우스는 그 무시무시한 광경을
기록에 남겼다. 이때 발굴된 한 여인의 몸에 있는 뼈가 200개 이상 부러져 있었던
것으로 봐서 그 위력을 실감할 수 있을 것이다. 하지만 이러한 열운에 대한 것은
과학자들의 관심을 끌지 못했으나, 1902년 펠레 화산의 분출 때 파리 자연사 박물관의
알프레드 라크루아가 관찰 기록을 남김으로서 관심을 끌 게 되었다. 열운은 포르투갈말로
뉘에 아르당트(nuee ardente)라고 한다. 열운은 이동속도가 매우 빨라서 보통 초속
11~25m 정도이지만, 빠른 것은 초속 40m까지 되는 것도 있다. 영화에서도 열운이
지나가자 나무와 집이 박살 나 버리는 등의 엄청난 파괴력을 잘 보여주고 있다. 물론
주인공은 고물차로 열운의 추격을 아슬아슬하게 피해 동굴로 피하지만...