김청한 기자 best@hmgp.co.kr
다사다난했던 2011년의 사건사고 중 최악을 꼽으라면 단연 일본 후쿠시마 원전 폭발일 것이다. 태평양에서 발생한 지진 때문에 생긴 쓰나미가 원전에 밀어닥친 이 사고로 현재도 일본 열도 전체가 방사능 공포에 시달리고 있다.
2008년 중국 쓰촨성 대지진 역시 최악의 재앙이라 할 만하다. 이렇듯 첨단 과학기술이 발달한 현대에도 지진은 인류에게 큰 위협이다.
그런데 첨단기술로도 정확한 예측이 쉽지 않은 지진을 두꺼비, 쥐 등 동물들이 예측해 이상 행동을 보였다는 보고가 많다. 당연히 이를 활용해 지진예측 모델을 만들고자 하는 연구가 세계 곳곳에서 진행되고 있다.
동물들의 이상행동에 주목
프린시피아(Principia)라는 팀명으로 대회에 참가한 청심국 제고 권동윤 양과 양성연 군 역시 동물을 활용한 지진예측에 과감히 도전장을 던졌다. 이들은 참개구리의 행동 양식을 분석, 하나의 지진예측모델을 만드는 프로젝트를 진행했다.
동윤 양은 "올초 일어난 일본 지진에서 영향을 받아 지진 예측 관련 연구를 기획하게 됐다"며 "주위에서 구하기 쉬운 참개구리를 통한 지진 예측 모델을 만들고자 했다" 고 밝혔다.
특히 두 학생은 지진 발생 전에 생기는 전조 현상에 주목했다. 참개구리 등의 동물이 지진을 예측하는 것은 이러한 전조현상을 파악하기 때문이라는 가설을 세운 것이다. 실제로 지진이 일어나기 전에는 지하수층의 상승에 따른 습도 증가, 지층 사이에 저장된 이산화탄소 방출, 압전 효과에 의한 전기적 신호가 관찰된다. 이에 두 친구는 각 전조 현상의 변화를 실험실에서 구현, 개별 요인에 대한 참개구리의 반응을 관찰하기로 했다.
하지만 실험은 당초 예상만큼 쉽지 않았다. 우선 실험대상인 참개구리를 구하는 일부터 난관에 부딪혔다. 원래는 학교 주변의 개구리를 포획할 생각이었지만 곧 포기하고 농원에서 15마리 가량의 참개구리를 구입해야 했다.
살아있는 생명체 다루기 곤욕
어렵사리 실험대상을 구하며 한숨을 돌리려는 찰나 진짜 복병과 맞닥뜨렸다. 살아있는 생명체를 대상으로 실험을 진행해야 하는 게 그것이었다. 성연 군은 "실험의 핵심이 자기장 및 전기장의 변화에 따라 참개구리의 반응을 체크하는 것인데, 개구리의 컨디션에 따라 반응이 달라질 수 있는 등 인위적 통제가 어려운 변수가 너무도 많았다"며 "결과의 신뢰성 향상을 위해 반복적인 실험을 하는 수밖에 없었다"고 말했다.
참개구리의 관리 역시 골치 아픈 일이었다. 동윤 양은 "실험이 예정된 날이 아니더라도 참개구리들의 생존과 컨디션 유지를 위해 정기적으로 물도 갈아주고, 풀도 깔아주는 등의 작업을 해야 했다"며 "특히 벌레를 젓가락으로 집어 주던 일은 지금도 생각하기 싫을 만큼 끔찍하다"고 회상했다.
결과는 어땠을까. 성연 군은 이렇게 설명했다.
"습도, 이산화탄소 농도, 전기장의 변화를 주고 참개구리의 울음소리와 행동 시간을 분석한 결과에 의하면 참개구리는 전기장과 이산화탄소 농도의 차이에 반응을 보였죠. 그중에서도 전기장에 대한 반응이 가장 컸어요."
비록 이번 실험결과만으로 지진예측 모델을 구축하기에는 무리가 있을 것이다.
그러나 두 친구는 향후 자신의 연구를 발전시켜 지진 예측계의 패러다임을 바꾸고 싶다는 큰 그림을 그리고 있다. 동윤 양은 "이번 개구리 실험을 좀 더 구체화시키는 한편, 이를 다른 동물에도 확대해 동물을 이용한 지진 예측 모델을 확립하고 싶다"고 향후 계획을 밝혔다.
