이번편은 과학원리-3편이기도 하지만, 기후환경에 대한 이야기라서 제목을 살짝 바꿔봤습니다.

전 엘리멘탈의 클라이막스라고도 할 수 있는 웨이드의 희생과 부활 장면이

아프리카처럼 물이 부족한 오지에서 물을 수집하는 방법을 보여주었기에 굉장히 인상적이더군요.

그래서 영화의 전체구조가 혹시 물(엘리멘트 시티)에 불/탄소(앰버네)가 녹아드는 

지구의 순환체계를 은유하는 게 아닐까란 생각을 해보았습니다.

 

 

엘리멘트 시티에 가장 먼저 이주해온 게(1차 원소 대이동) 물이었던 것처럼,

4원소설이 창시되기 전 자연환경을 구성하는 근원에 관한 수많은 철학적 논의들 중에... 

가장 먼저 떠오른 원소가 바로 물이었는데요.

기원전 6세기 그리스의 탈레스가 "만물의 기원은 물이다"라고 주장한 뒤, 

"아니다 근본은 공기다"(아낙시메네스), "불이다"(헤라클레이토스), "물과 흙이다"(크세노파네스) 

등의 다양한 의견이 나왔으며,

기원전 4세기 엠페도클레스가 이를 한데 모아(마치 캡틴 플래닛마냥...ㅋ) 4원소설을 정립했습니다.

그리고 아리스토텔레스는 이걸 더 발전시켜 고유의 본성(위치)과 상승/하강 운동이란 개념을 추가하였지요.  

 

중세에 4원소설이 다시금 활성화되었을 때는 연금술이란 뚜렷한 목적이 있었기에,

당시 가장 중요한 원소는 화학적인(특히 산화과정) 측면과 밀접한 불이었습니다.

심지어 20세기에 활동했던 상징주의 현상학자 가스통 바슐라르(제가 굉장히 사랑하는...ㅎㅎ) 또한

불의 철학자, 연금술사라는 별명을 가지고 있지요.

그럼, 이번 편에서는 기후환경 측면에서 물과 불의 변화에 대해서 주로 다뤄볼게요.

 

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물과 불의 만남

18. 증류와 응결 : 물의 상태변화(changing states)

웨이드는 전철 안에서 엠버의 손이 닿았을 때 보글보글 끓어올랐습니다.

이후로도 에어볼 게임의 물 관중들이나 둘이서 같이 열기구를 탈 때, 

데이트 도중 엘리베이터에서 다른 원소들 막아주려고 가까이 팔 뻗었을 때, 

예비 장인어른 앞에서 숯콩 먹을 때, 손잡고 다리 아래서 같이 춤출 때, 

마지막에 엠버네 가게 안에 갇혔을 때 등등

엠버를 만나 웨이드가 끓어오르는 모습은 꽤 여러번 등장했었지요. ㅎㅎㅎ

 

 

물은 고체(얼음/0℃ 이하), 액체(0~100℃), 기체(수증기/100℃ 이상)로 온도에 따라 상태가 변화하는데요.

단, 기압이나 상대습도, 불순물 함량에 따라 어는점이나 끓는점에 조금씩 차이가 날 수 있습니다.

 

 

마지막에 엠버와 파란불꽃의 열기로 인해 증발한 웨이드는 벽돌 속에 흡수되어 있다가,

바깥의 차가운 공기가 통하게 되자 물방울이 서서히 한데 모여 떨어집니다.

기화하여 수증기가 되었다가 다시 물로 응결하게된 것이지요. 

이 때의 웨이드는 불순물 없이 깨끗하게 정제되었기에 마치 목욕한 기분일 것 같군요. 

(장인어른~ 굴뚝 청소 좀... :D)

전 이 장면을 보면서 8년전 세계적으로 크게 화제가 된 마실 물 모으기 프로젝트가 떠올랐습니다.

 

 

*출처 : https://warkawater.org

 

위 사진은 Warka Water Tower라는 급수탑인데요.

2015년 물이 부족한 아프리카 에티오피아의 한 마을에서 전기를 쓰지 않고

자연적으로 공기중의 이슬과 빗물을 모으는 시범 프로젝트가 진행되었습니다.

높이 9m에 무게가 39kg 인 이 구조물은 설치비가 550$(약 70만원)밖에 안들지만 

하루에 약 95ℓ 정도의 식수를 모을 수 있지요.

그리고 미국에 본사를 둔 와르카 워터(Warka Water)라는 이 비영리 단체의 모토가 바로...

 "Every Drop Counts(모든 물방울은 중요하다!)"  랍니다. :)
(왠지 웨이드 엄마가 드롭 드롭 베이비라 부르던 게 떠오르지 않나요? ㅎㅎㅎ)

물이 증발해 구름이 되었다가 땅에 비를 내려주듯 엘리멘트 시티에 가장 먼저 이주한 게 물인 이유는 

생명체에게 물이 꼭 필요하기 때문일 겁니다. 

현재 전세계적으로 물부족 문제가 매우 심각하다는 측면에서 

웨이드의 물방울이 모이는 과학적 원리를 보여준 건 아이들에게 굉장히 멋진 교육이 될 듯 하네요. 

물은 도시(City)의 근원으로서 식물/작물을 키워내고 커뮤니티를 이루게하는 아주 중요한 자산이거든요. 

참고로 2025년에는 지구 상의 국가들 중 2/3 이상이 물부족에 시달릴 거라는 UNEP 보고서가 나와있습니다. 

(우리나라가 물부족 국가인지에 관해서는 의견이 나뉘지만, 확실한 건 계절적 편차가 꽤 심한 편이지요.)

 

 

19. 불/연소(combustion)의 3가지 요소

생각보다 불씨는 쉽게 사그라들지 않습니다. (자나깨나 불조심!) 

지하철에서 엠버를 임신한 엄마가 물을 맞았을 때나 파이프에서 터져나온 물을 엠버가 맞은 다음,

땔감을 먹자마자 다시 활활 타오른 장면이 나왔는데요.

물질이 산소와 화합하며 열과 빛을 내는 것을 연소라고 합니다. 

불/연소반응은 산소(oxygen), 가연물(fuel), 열원(heat) 3가지만 있으면 계속 타오를 수 있답니다.

참고로 물질이 완전 연소되면 파란불꽃을 내면서 물(H₂O)과 이산화탄소(CO₂)만 발생한다는군요.

비비스테리아 전시관의 공기방울씬처럼, 산소 공급만 가능하다면 불은 물 속에서도 탈 수 있습니다.

참고로 가게의 진상 손님이 계속 공짜로 요구하던 스파클러는 내부 심지에 산화제가 있어서

식용류를 바른 기름종이를 두르고 불을 붙이면 물 속에서도 불꽃이 타는 걸 볼 수 있어요. :)

아마 엠버가 열원(Heat)일테니... 

혹 불이 꺼질까봐 불안하다면 가급적 물 속이나 이불 속과 같이 산소가 없는 극한의 상황을 조심하고...

(이불 속은 위험해~! 엠버~)

항상 가까이에 숯콩을 구비하고 다녀야겠네요.

(당 떨어지면 안돼~! 엠버~)

 

 

그런데 물과 불이 서로 만나도 될까?

물의 증발은 생각보다 쉽게 일어나지 않습니다.

물은 흙/땅보다 온도변화의 폭이 크지 않기에 뜨거운 여름엔 바닷가가 훨씬 시원하지요.

게다가 동네가 알칼리성이었던 것처럼 웨이드는 미네랄이 가득한 생리식염수일 것 같은데요.

참고로 소금(NaCl)은 불에 타지 않는답니다. 

그러니까 웨이드와 엠버는 서로 가까이하며 살짝쿵 다듬어줘도(pruning~!) 괜찮을 거에요.

특히 웨이드처럼 몸집이 큰 물은 더욱 그렇구요. 

(살 빼지말고 그 체격 잘 유지하길...ㅎㅎㅎ)

 

 

또한 어떤 액체가 그 액체의 끓는점보다 훨씬 더 뜨거운 부분과 접촉할 경우, 

빠르게 액체가 끓으면서 증기로 이루어진 단열층이 만들어집니다. 
이걸 라이덴프로스트 효과(Leidenfrost effect)라고 하는데요. 열전도율이 액체보다 기체가 더 낮기 때문입니다.

얼음의 열전도율은 1.9, 물은 0.5이며, 증기는 약 0.02(kcal/m·hr·℃)로 매우 낮습니다.

즉, 순간적으로 만들어진 기체층에 의해 액체에 열이 전달되지 않아 기화가 더는 일어나지 않게 되지요. 

유리를 녹이는 엠버의 표면온도는 최소 1천℃가 넘을 테고, 웨이드의 끓는 점은 100℃니까...

두 원소는 사라지지 않고 서로 접촉할 수 있답니다. :)

호떡장사 하시는 아주머니들이 물 묻힌 손으로 기름을 만지시는 손스킬을 떠올리시면 될 듯 하네요. :D 

(다만 지속시간이 그리 길지는... 어... 음... ) 

음...그래도 정 웨이드의 증발이 걱정된다면 엠버랑 붙어있을 땐

천장이 소수성(↔친수성) 재료로 막힌 공간이 좋겠네요.

저는 엠버가 만들었던 열기구처럼 금속이나 강화유리로 만든 신혼집을 추천합니다. ㅎㅎ

(알콩숯콩+보글보글한 신혼생활 되길~ :D)

 

 

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그동안 <엘리멘탈> 영화 속에 녹아있는 과학원리를 아래와 같이 정리해왔는데요.

이 모든 것들은 건강한 환경을 만들기 위해 알아야 할 물과 탄소의 순환체계를 설명하는데 필요한 원리였답니다.

 

불의 열기

1. 파란 불꽃 : 불의 온도

2. 우산과 열기구 : 열의 대류현상

 

흙/공기와 작용하는 불/물

3. 모래와 유리 : 강화유리

4. 도시작업반 인부 : 시멘트

5. "물이 자꾸만 새네?" : 파이핑 현상

6. 스펀지에 흡수되어 갇힘 : 다공질

7. 물의 유속과 압력 : 베르누이 법칙

 

나무와 물/불 

8. 펀의 위반딱지 올리기 : 식물의 삼투압

9. 비비스테리아의 개화 : 광주기성

 

물과 불의 빛과 파동

10. 물의 파동과 공기방울

11. 불꽃에 의한 미네랄의 빛 : 불꽃반응

12. 물방울에 의한 무지개빛 : 빛의 굴절과 분산

13. 보로노이 빛 상자 : 빛의 굴절과 반사

14. 시청조사관!(x3) : 볼록렌즈의 상

15. "우리는 천생연분?" : 오목/볼록렌즈의 초점

16. 엠버가 웨이드에 비침 : 빛의 반사와 물의 표면

17. "네 빛이 일렁일 때 정말 좋더라" : 빛의 파동

 

물과 불의 만남과 순환

18. 증류와 응결 : 물의 상태변화

19. 불/연소의 3가지 요소

20. 감히 불에 물을 타~?! : 물/탄소 순환체계

 

그럼, 이제부터 마지막 20번째 이야기인 

물(엘리멘트 시티)이 가득한 환경에 불/탄소(엠버네 가족)가 녹아드는 

지구의 순환체계에 관해 설명해보겠습니다. :)

 

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물과 불의 순환

 

20. 감히 불에 물을 타~?! : 물/탄소 순환체계(circulation system/cycle)

엠버의 아빠 버니는 웨이드가 숯콩에 물을 끼얹어 마치 핫쵸코처럼 마시자 크게 화를 내는데요. 

'어딜 감히 불에 물을 타!'는 과정은 어찌보면 물이 가득한 파란 지구에서 일어나는 

열/탄소/에너지의 흐름을 이야기하는 것도 같습니다.

솔직히 불에 물을 탄다기 보다는 웨이드의 몸에 엠버의 모습을 담아낸 것처럼

물에 불을 탄다는 표현이 더 맞을 것 같네요. 

물은 열로 인해 상태가 변화하며 대기(공기)와 땅(흙)을 순환합니다.

마치 웨이드가 엠버와 열기구를 타고 하늘 위로 올라갔던 것처럼

물(H₂O)은 구름이 되어 이동했다가 비(강수)가 되어 땅으로 내려옵니다.

웨이드가 파이프라인을 통해 엠버네 지하실에 침투했던 것처럼...

땅 속으로 스며들어 지하수가 되기도 하지만,

엠버가 단단하게 굳힌 강화유리벽처럼 암석이 많은 땅의 표면 위에는 강물이 되어 흐르게 됩니다.

그리고 마지막 엠버네 가게에서처럼 따뜻한 땅/공기에 의해 증발했다가,

차가운 공기를 만나면 또다시 응결하여 비구름이 되지요.

이게 바로 물의 순환체계랍니다. :)

 

*참고로 세계 주요 국가/도시들은 아래 그림과 같이 빗물유입량에 대하여 

지하침투량, 유출량, 표면증발량에 대한 현재 상태를 점검하고 미래 목표치를 설정하고 있습니다.

건전한 물순환을 위해 가급적 지하침투량(투수포장)과 표면증발량(식물)을 늘리고,

유출량(하수도)을 최대한 줄이려고 노력하지요.

물 속을 걷는+물결이란 뜻의 이름인 웨이드 리플은

어쩌면 이러한 물 순환체계를 상징하는 것이 아닐런지...

*출처 : EEA Reports European Waters

 

한편, 엠버란 이름은 장작/숯이 타다남은 잉걸불이란 뜻으로

생명체의 에너지 활동과 밀접한 탄소(Carbon)를 연상시킵니다.

비비스테리아와 같은 식물들은 이산화탄소(CO₂)를 먹고 산소(O₂)를 내뱉은 뒤 탄소(C)를 남기게 되는 데요.

이러한 식물을 초식동물이 먹고 그걸 또 육식동물이 먹으며 이들의 사체가 썩어...

탄소(C)는 그렇게 땅에 켜켜이 쌓이게 됩니다. 
마치 웨이드가 아버지같다 느낀 것처럼 오~래도록요. 

그리고 시간이 흘러흘러 엠버네가 고이 간직한 파란불꽃과 같은 천연가스를 비롯해... 

석유, 석탄과 같은 탄소화합물들이 수만년에 걸쳐 땅 속에 매장됩니다.

이걸 인간들이 다시 꺼내어 마치 엠버네 가족이 숯콩을 만든 것처럼 연료로 활용하지요.

그리고 웨이드가 기름(Oil) 냄새를 맡았던 배처럼 엘리멘트 시티에 살려면 

연료, 즉 에너지원이 필요하답니다. 이 과정을 바로 탄소 순환체계라고 하지요. :)

 

 

또한 탄소는 공무원 아저씨 펀 그라우치드의 연구실에 있는 식물들을 비롯하여,  

꼬맹이 클로드의 겨드랑이에서 솟아난 꽃, 비비스테리아 나무처럼... 

동식물의 활동에 의해서 물(수권), 공기(기권), 땅(지권) 곳곳에 퍼지게 된답니다.

 

*출처: 소년중앙

 

최근에는 지구 온난화나 에너지 고갈 문제과 같은 기후변화에 직면하여,

아래와 같이 탄소 순환체계에서 연간 탄소 이동량을 측정하기 시작했습니다.

그리고 각 나라/도시별로 배출하는 탄소량과 제거ㆍ흡수하는 탄소량을 최대한 같게 만드는 

탄소중립을 정책목표로 삼고 있지요. :)

도시 건축 분야에서는 주로 제로에너지건축물(ZEB)이나 저영향개발(LID) 기법을 도입하고 있답니다.

 

 

어쩌면 4원소설을 기반으로 한 엘리멘탈 영화에서 왜 물, 불, 공기, 흙 이야기가 골고루 나오지 않고,

물과 불의 로맨스만 다루는건지 의아해 하신 분들도 계셨을텐데요.

솔직히 지구의 기후환경 측면에서는 물과 탄소의 순환체계,

즉 물이 가득한 엘리멘트 시티에 불인 엠버네 가족이 녹아들고, 

엠버의 아빠 버니가 웨이드에게 "어딜 감히 불에 물을 타냐!"며 화내는 이야기가 가장 중요하답니다.

우연인지 모르겠으나, 남-녀 주인공의 원소 설정은 과학적으로도 굉장히 탁월한 선택이었어요. :)

 

지구는 물과 공기를 통해 태양의 열이 순환하고, 동식물 안에 있는 탄소/에너지가 땅과 바다에 축적되며, 

끊임없이 유한한 생명들이 번창하게 됩니다. (디쇽!) 

특히 캄캄한 어둠 속에 있던 식물들은 비비스테리아처럼 

물과 불(적색광)을 만났을 때 비로소 꽃을 피울 수 있지요.

어쩌면 엘리멘탈이란 작품은 웨이드가 감동에 겨워 울음을 터트린 것처럼 

(나비가 날아다니다 몇은 반갈죽되겠지만...) 

새로운 봄을 맞이하여, 

(젊은시절 사랑을 나누던 연인중 몇은 나이들어 죽겠지만...) 

생명들이 지속적으로 다음 세대로 이어지게 되는 

자연/기후환경의 원리를 담아낸 작품이 아닐까란 생각을 해봅니다.

"Welcome to Earth Planet!" 

 

 

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 불/에너지로 금속★을 만든다! 

근대 서양 과학(특히 물리화학)의 발달은 중세의 연금술에 기원을 두고 있는데요.

아마 4원소설이란 기반이 있었기에 그걸 깨나가면서 현대의 원자설이 탄생할 수 있었을 겁니다.

한편, 불(에너지)을 뿜는 항성(태양)이 됐든, 그 에너지를 받고있는 행성(지구)이 됐든

결국 물과 불이 없으면 어떠한 생명도 자라지 못하는 그저 돌덩어리(clod)에 지나지 않습니다.

때문에 연금술이라는 과학철학은... 

불을 활용해 반짝이는 생명들로 가득한 광석/천체★를 만드는 것이 궁극적인 목표였을지도...

(실제로 물리학은 우주/별이 움직이는 원리를 연구하는 천문학과 굉장히 밀접하답니다.)

한편, 동양의 유교(주자-명리학)에 담긴 오행순환의 원리와 태극기의 모서리에 있는 4괘,

서양 기독교의 천지창조에 녹아든 4원소설 모두 마지막 열매가 금속을 뜻하며,

이는 불의 에너지를 가진 광석/천체★이자 하늘(天)/아버지(父)를 의미합니다. 

즉, 이 영화는 물과 불의 로맨스 못지않게 아버지/지구★의 꿈을 이야기하는...

멋진 작품이란 개인적인 소감을 남기며 엘리멘탈 과학시리즈를 마칩니다. ㅎㅎ

(지구는 별이 아니지만, 잠시 리뷰적 허용을... :D) 

 

 

 

[시리즈 완료]
(1) 오프닝 : 음양오행설과 상생&상극의 기초원리
(2) 본편1 : 물과 불의 상호작용 > 엠버의 성장환경
(3) 본편2 : 물과 불의 궁합분석 > 웨이드의 문제적 상황
ㅡㅡㅡㅡㅡㅡ <인터미션/디쇽!> ㅡㅡㅡㅡㅡㅡ
(4) 본편3 : 오행의 순환 > 엠버의 수해대책과 중화★
(5) 본편4 : 오행의 균형 > 공기와 흙의 정체
(6) 본편5 : 웰컴! :) > 비비스테리아의 의미
(7) 엔딩 : 한국의 태극기(4괘)에 담긴 대자연의 원리
(8) 쿠키 : 기독교(창세기)에 담긴 4원소설과 천지창조

ㅡㅡㅡㅡㅡㅡ <번외/과학원리> ㅡㅡㅡㅡㅡㅡ
(9) 과학원리 총정리-1 > 흙/공기/나무와 물/불

(10) 과학원리 총정리-2 > 물/불의 빛과 파동

(11) 과학원리 총정리-3 > 물/탄소의 순환체계

+OST. 전곡(유투브)
https://muko.kr/3110203

 

출처: 본인 브런치스토리

https://brunch.co.kr/@nashira/13