‘눈 곳간에 가본 일이 있는가?’

집안에서는 난로가 따스하게 타오르고, 밖에서는 하얀 담요가 집과 대지를 고요하게, 곱게 덮기 시작했다. 눈이 내리고 있었던 것이다. 이와 같은 순간을 접할 때면 여러 세기 전에 제기된 질문에 대한 답을 찾고자 하는 생각이 강해지는 사람들이 있다. 즉, ‘눈 곳간에 가본 일이 있는가?’(욥 38:22)라는 질문이다.

오늘날까지도 눈—그 기원, 눈송이의 성장과 짜임새—은 과학자의 정신을 아연하게 한다.

그러면 이 솜털같은 물질은 과연 무엇인가? 간단히 말하면, 눈이란 대기 중의 수증기로부터 정교하게 생성된 얼음 결정들의 다발이다. 온도, 습도, 기압은 얼음 결정이 아름다운 대칭형 모양으로 조각되도록 거들어 준다. 지면 부근의 온도가 섭씨 0도 보다 높을 때 눈은 비가 되어 내릴 것이다. 그러나 온도가 0도 보다 낮을 때는 조그마한 결정들이 서로 엉켜 눈송이를 형성할 것이다.

그러나 습기의 빙정핵이 될 수 있는 그 어떤 것 즉 “씨”의 역할을 하는 것이 있어야 한다. 어떠한 것들이 사용될 수 있는가? 대기 중에 떠돌아 다니는 미립자들, 이를테면 먼지, 소금 혹은 심지어 매연과 같은 것들이 그러한 역할을 할 것이다. 이러한 핵들을 중심으로 얼음 결정들이 성장하여 납작한 육각형의 별 모양이나 육변형 기둥 또는 번쩍거리는 바늘같은 모양을 형성할 것이다. 눈이 10킬로미터 정도의 높이에서 지상으로 서서히 떨어짐에 따라 다른 결정들과 부딪혀서 그것들과 엉겨 붙든지 아니면 잘게 부서져 더 많은 “씨”가 형성되어 더 많은 결정들을 만들 수 있다.

눈송이마다 모양이 다 다른가?

여기에 놀랄 만한 두개의 통계 자료가 있다. 0.028입방 미터 눈 속에는 일 천만개의 눈송이가 들어 있을 수 있다. 그리고 추산에 의하면, 이 겨울 담요가 전체 지면의 절반과 해양의 10퍼센트까지, 곧 약 1억 2,400만 평방 킬로미터의 면적을 덮고 있는 때가 때때로 있다는 것이다. 이 모든 눈 가운데, 똑같이 생긴 눈송이가 전혀 없을 수 있는가? 그럴 수 있다!

그 이유를 알아 보기 위하여 일련의 사실들을 더 고려하여 보자. 여러 가지 방법으로 배열될 수 있는 수백만개의 물 분자들이 단 하나의 얼음 결정을 형성하는 수가 있다. 그리고 일 내지 백개 이상의 얼음 결정들이 모여서 하나의 눈송이를 이룬다. ‘미국 국립 대기권 연구소’의 물리학자 차알스 나이트씨에 따르면, 이 모든 수치를 컴퓨터에 입력시키면, 각 눈송이의 가능한 분자 조합 방식의 수가 지구 전체 역사 중에 뿌려진 눈송이 수보다도 여전히 더 많음을 알게 될 것이라고 한다.

그에 더하여, 눈송이 주위의 대기도 눈의 성장을 틀잡는다. 앞서 언급한 대로, 습도, 온도 그리고 기압이 눈을 조각한다. 그러나 바람도 눈의 생김새를 틀잡는다. 이 네 가지 요소 모두 순간마다 다 다를 수 있다. 눈은 내릴 때에 온도가 다양한 기단(氣團)들을 거치게 된다. 하강 중인 눈은 바람에 날려 여러 지역의 온도와 습도의 변화를 거치게 될 수 있다. 두개의 눈송이가 똑같은 길을 따라 땅으로 떨어질 가능성은 없기 때문에 참으로 눈송이마다 모양이 다 다른 것이다.

우리의 ‘보온’ 담요

추운 겨울 밤에 포근하고 따뜻한 담요를 많은 사람들이 좋아하는 것처럼, 지구도 자신의 겨울 담요를 가지고 있다. 눈은 흙의 온도 변화를 경감시켜 준다. 흙이 눈에 덮이기 전에 흡수했던 열을 유지하는 것이다. 그리하여 씨앗을 보호하고 농작물은 추수기에 거둘 수 있게 성장할 것이다. 그러나 눈 담요는 땅을 덮어 주기만 하는 것이 아니다. 또한 비옥하게 해 주기도 한다. 어떻게 그러한가? 필수 요소인 질산염이 눈에 의해 퇴적되기 때문이다. 1970년대의 추산으로는 대평원의 농장들에 내린 평균 적설량으로는 0.4헥타아르당 약 20달러 상당의 질산염이 퇴적된다고 한다. 그리고 눈이야말로 그 어떤 댐보다도 가장 효과적인 댐으로 불린다는 것을 독자는 알고 있는가? 물은 눈의 형태로 제지되거나 비축된다. 봄에 녹아서 방출될 때까지 그 형태로 물은 대기할 것이다. 그처럼 눈은 댐같이 물을 제지한다. 녹을 때에도 태양 광선을 반사하는 눈의 성질 덕분에 눈은 서서히 녹을 것이다. 그리하여 많은 물은 그저 흘러 내려가 버리는 것이 아니라 흙속으로 여과 작용을 하며 스며들어갈 것이다.

약 2,500여년전 성서는 눈과 비가 유익함을 이렇게 약술하였다. “비와 눈이 하늘에서 내려서는 ·⁠·⁠· 토지를 적시어서 싹이 나게 하며 열매가 맺게 하여 파종하는 자에게 종자를 주며 먹는 자에게 양식을 줌[이니라.]” (이사야 55:10) 그렇다. 지구상에 거하는 수많은 사람들이 마시는 물, 먹는 음식, 심지어 사용하는 전기까지 직접 혹은 간접적으로 “눈 곳간”의 문을 연 결과일 수 있다.

[23면 네모]

생각해 본 일이 있는가?

눈은 무슨 색깔인가?

대부분의 사람들은 “흰색”이라고 대답할 것이다. 그러나 눈은 투명하고 맑다. 이것은 무수히 많은 조그마한 프리즘들로 구성되어 있다. 빛은 눈의 각 결정의 프리즘을 통과하면서 무지개의 일곱 가지 색으로 나누인다. 우리의 눈은 이 모든 색을 일시에 처리하지 못하기 때문에 단순히 그것을 전부 합한 색 즉 흰색으로 보이는 것이다.

눈송이가 그토록 가볍고 빈 공간이 많은데도 삽으로 눈을 치우고 나면 등이 아픈 것은 무엇 때문인가?

겹겹이 쌓여져 있는 수백만개의 눈송이의 무게는 상당하다. 예를 들면 38센티미터의 눈이 내린 후에, 길이 15미터 폭 1.5미터의 보도에 쌓인 눈을 삽으로 치운다면, 900킬로그램의 눈을 들어 올린 셈이 될 것이다!

[23면 삽화]

모든 얼음 결정들은 대칭을 이루며 육각형의 모양이다. 그러나 똑같은 모양은 하나도 없다