한글공부 Hangul Study

새로운 바이러스 생산의 위험, 합성 생물학

1979년 3월 , 어느때와 다름없는 금요일이였습니다. 하지만 이날 소련의 에탄크리부르크트의 위치한 한 무기공장에서 직원들이 끔찍한 사고를 일으키게 됩니다. 기술자중 한명이 환기관의 필터를 제거했습니다. 기술자는 이것을 기록해뒀지만 다음 근무자들이 그것을 미처 보지 못했습니다. 필터를 제거하는 동안 환기관을 통해서 탄저균이 세어 나갔습니다. 

공식적인 사망자수는 80명이지만 비공식적으로는 약 300명으로 추정됩니다. 

길건너 도자기 공장들의 직원들이 가장 큰 피해를 입었습니다. 그날 그곳에서 일하던 사람들의 대부분이 목숨을 잃었습니다. 이 사건은 생물학적 체르로빌 사건으로 불립니다. 

냉전시대의 강대국들은 생물학 무기개발을 공식적으로 중지했지만 치명적인 미생을을 생산할 수 있는 능력은 사라지지 않았습니다. 

소련의 생산량은 수백 톤에 달했습니다. 전 인류를 살상할 수 있는 양입니다. 이러한 역사적 예로 볼 때 적당한 자원이 있는 국가라면 다량의 생물학 무기를 생산해 낼 수 있습니다. 

바이러스의 유전 물질에 합성한 DNA를 삽입해서 좀 더 치사율이 높은 독성이 높은 바이러스를 만듭니다. 그리고 천연두 바이러스를 만들어 냈습니다. 원래 천연두의 치사율은 30% 정도입니다. 그런데 연구를 통해서 치사율이 100%인 천연두 바이러스 생산이 가능하다는 것이 입증됐습니다. 

유전자 서열을 조작함으로써 새로운 생물을 만들어내는것이 가능해졌습니다. 이런 학문을 합성 생물학이라고 합니다. 

많은 사람들이 이 기술을 통해 다양한 문제를 해결하려고 노력하고 있습니다. 합성 생물학 분야의 연구를 통해서 몸속의 종양을 찾아내고 방사능 오염 지역을 정화할 수 있습니다. 합성 생물학 분야에는 한계가 없다고 할 수 있습니다. 현재 이분야에서는 석유가 부족해졌을때 자동차와 비행기에 사용할 수 있는 새로운 연료를 개발하는 일에 활발한 투자가 이루어지고 있습니다.  

잔디를 유전적으로 조작해 더 빨리 더 길게 자라도록 합니다. 그 후 슈퍼 박테리아를 만들어 이것을 바이오연료로 바꾸려는 계획입니다. 다른 생물의 유전자를 주입해서 재생 가능한 연료를 만들려고 합니다. 이 기술의 무한한 가능성만큼 우려의 목소리도 높습니다. 많은 위험이 있습니다. 유전적으로 변형된 미생물이 실수로 유출될 수도 있습니다. 그래서 이러한 미생물들이 바깥으로 유출됐을 때 스스로 죽게 만드는 방법도 연구하고 있습니다. 

하지만 우리는 우연히 발생하는 사고보다 고의적인 공격의 가능성이 더 위험하다고 할 수 있습니다. 

폴리오 바이러스 같은 작은 바이러스가 가능하다면 언젠가 천연두 바이러스도 가능합니다. 

DNA 합성 장비와 같은 다양한 기술이 발달하면서 누구든 몇천 달러만 있으면 온라인으로 손쉽게 필요한 재료를 구입할 수 있는 시대가 되었습니다. 이걸 막지 않으면 지금부터 10년, 20년 후에 누구든 새로운 천연두나 에볼라를 만들어 낼 수 있게 될 겁니다. 

21세기에는 합성생물학이 인류를 위협하게 될것입니다. 인류 멸망을 초래할 수 있는 1위가 바로 합성 생물학입니다. 

2020/03/02 - [기타 ETC] - 강원도 원주시 코로나19 확진자수 및 확잔자 동선 →

인류멸망 시라니오 스스로 진화하는 바이러스의 전파

모든 동물과 식물들은 고유의 바이러스를 갖고 있다. 숙주가 되는 동물이 몸속의 바이러스와 평화롭게 공존하는 경우도 있지만 항상 그렇지는 않습니다. 

전 세계적인 재난 중에서 전염병의 유행은 가장 위험한 종류에 속합니다. 

역사적으로도 수많은 사람들의 목숨을 앗아갔고 앞으로도 그럴수 있습니다. 

이제 전 세계가 연결이 돼서 전염병이 더 빠르게 번질 수 있습니다. 
따라서 과거에 전염병들을 이겨 냈다고 해서 앞으로 또 그런 재난이 없으리란 확신은 할 수 없습니다. 

1918년 4년간의 1차 대전이 끝나고 진짜 적이 나타났습니다. 폭탄이나 독까스보다 훨씬 더 위험한 적이였습니다. 스페인 독감이라 불리는 무서운 유행성 독감이 무서운 기세로 번졌습니다. 세계 인구의 절반 가량이 감염됐고 약 8000만명이 사망했습니다. 

100년이 지난 오늘날에도 조류독감이나 돼지인플루엔자등 바이러스들이 존재합니다. 조류 독감으로 많은 사람들이 죽지는 않았지만 바이러스가 계속 스스로 진화하면서 동남아시아 밖까지 퍼져 나갈 수도 있습니다. 

바이러스는 우리 세포에 침입해 증식합니다. 가장 위험한건 RNA바이러스입니다. 구조가 불안정해서 변이율이 괜잖이 높기 때문입니다. 대부분의 변종은 살아남지 못하지만 그중 일부는 살아남아 전파됩니다. 

다윈의 이론과 같습니다. 가장 강한 것이 살아남는 겁니다. 바이러스가 다른 모든 변종을 버리고 제일 강한 변종 하나만 남기게 됩니다. 이 가장 강한 바이러스를 우리가 없애야 하는 겁니다. 

다른 동물을 숙주하는 RNA바이러스에 감염될경우 상황은 더 심각해집니다. 서로 다른 바이러스가 결합하면 우리 몸의 면역체계가 인식하지 못하는 바이러스가 만들어지게 됩니다. 

HIV바이러스는 약 100년전 원숭이에게서 인간에게로 옮겨졌습니다. 사스와 에볼라는 박쥐에게서 유래됐습니다. 동물에게서 인간으로 옮겨지는 바이러스를 주루시스라고 합니다. 

가끔 야생동물을 애완용으로 기르는 경우 사람들이 물리는 일이 생깁니다. 동물을 사냥하고 도살하면 전염병을 품고 있는 혈액이나 체액 등과 접촉할 가능성이 굉장히 커집니다. 

동남아시아에서 감염된 사람이 스톡홀름의 공하으로 돌아옵니다. 비행기가 도착할 무렵에는 첫 감염자를 포함해 다섯 명이 감염돼 있습니다. 그후 스웨덴 전체로 빠르게 번지기 시작합니다. 

바이러스는 직장고 가정에서 전파됩니다. 대부분 많은 사람들이 한데 모여있는곳입니다. 제때 백신을 만들어 보급하는 것은 불가능합니다. 

무서운 결과는 두 달 후에 나타납니다. 8주 후에는 10만 명, 9주 후에는 30만 명이 감염되고 그 속도는 점점 빨라져서 결국 전체 인구의 대부분이 감염되고 사망자가 나옵니다. 

다음에는 더 강력한 바이러스가 생길 수 있습니다. 에볼라의 발병력과 치사율에 일반적인 감기의 전염성에 HIV와 같은 잠복기까지 갖고 있는 그런 바이러스가 발생하면 결과는 매우 참혹할 겁니다. 

언제가 끔찍한 바이러스가 전세계로 퍼져나가 우리가 미처 깨닫기도전에 인류를 멸망시킬수도 있습니다. 가능성이 높지 않지만 완전히 배제할수 없습니다. 

어떤 바이러스든 과소평가해서는 안됩니다. 

2020/02/24 - [이야기] - 새로운 바이러스 생산의 위험, 합성 생물학

자연재해 화산폭발, 지진, 태풍, 폭우, 폭설, 온난화 등 

화산폭발은 왜 발생하나?

지구는 지각, 맨틀, 외핵, 내핵으로 층을 이루고 있다. 이 중에서 화산폭발과 관련있는 층은 맨틀이다. 

화산폭발로 제주도, 하와이 같은 화산섬도 생기고 화산폭발로 폼페이처럼 도시 전체가 폐허가 되기도 한다. 그리고 백두산 화산 폭발로 발해 제국이 멸망한 설도 있다. 화산이 폭발할 때는 용암만 나오는게 아니다. 화산이 폭발할 때는 마그마 속에 들어 있던 수증기, 이산화탄소, 수소, 질소 등의 휘발성 가스와 액체 형태인 용암이 분출되며 또 화산재, 화산탄, 부석 등의 고체 물질도 분출된다. 화산이 폭발하면서 비나 눈 또는 분화구의 물이 화산재와 섞여 거대한 진흙강이 되어 흘러내리는게 화산이류다. 화산이류는 160킬로미터에 이르는 이 속도는 흘러내리면 도시의 건물을 뒤덮어 버린다. 또 큰비가 오면 화산재 진흙강이 제2, 제3의 이류 피해가 생긴다. 

화산 활동의 관측 

화산 폭발 징후 

1. 산꼭대기에서 연기가 난다.

2. 산등성이가 솟는다.

3. 산비탈의 돌이 굴러 떨어진다. 

4. 땅의 진동이 느껴진다. 

5. 으릉으릉 소리가 난다. 

6. 대부분 아무런 조짐도 없다가 폭발한다. 

지진 

일본에 온천이 많은 이유는 일본은 판의 경계인 화산 지대에 위치해 있기 때문이다. 

지구는 내핵, 외핵, 맨틀, 지각으로 이뤄져있다. 그리고 판은 지각과 맨틀의 일부가 결합한것이다. 

화산과 마찬가지로 지진의 직접인 원인도 판의 움직임 때문이다. 

지진은 전진, 본진, 여진으로 구별한다. 

전진은 본진이 일어나기전에 강도가 조금 약한 지진

본진은 강도가 가장 큰 지진

여진은 본진 이후에 본진의 근원지에서 발생하는 지진으로 피해가 본 곳에서 또 생겨서 더큰피해를 만든다. 

지진징후 

과학적으로 증명된것은 아니지만 지진이 나기전에 동물들의 이상한 행동이 관찰된다. 겨울잠 자는 똥 밑에 있는 동물들이 땅 속의 변화에 놀라 나오는것, 고베 지진때는 쥐들이 한꺼번에 사라졌다고 한다. 

그리고 땅속에서 큰소리가 난다. 땅밑에서 거센 바람 소리가 들린다. 바다에서 천이 찢어지는 소리가 난다. 

지진 해일(쓰나미)

파도가 생기는 이유는 바람때문이다. 

해저 지진이 일어나면 지각 단층에 의해 엄청난 위력의 파도를 동반하며 지진 해일이 발생한다. 해저 지진이 일어나면 진동이 발생하고 그 진동이 점점 더 커지면서 무서운 속도로 해안가로 몰려가 큰 파도가 된다. 이 지진 해일을 쓰나미라고 한다. 

지진파의 종류는 진원으로부터 퍼지는 진동을 지진파라고 하며 지진파에는 P파, S파, L파ㅏ 있다. 

태풍(열대저기압)

태풍은 지역마다 이름이 다르다. 먼저 태풍은 북태평양에서 발생하는 열대저기압이 태풍, 호주 북부 주변 바다에서 여름부터 가을에 걸쳐 발생하는 열대 저기압을 윌리윌리라고 한다. 대서양 서부에서 발생하는 열대 저기압 허리케인, 인도양 벵골만 및 아라비아 해 부근에서 발생하는 열대저기압은 사이클론이다. 

태풍은 왜 생길까? 

따뜻해진 공기는 수증기를 빨아들이면서 강한 상승기류가 되고, 그 빈공간으로 찬 공기가 흘러 들면서 끊임없이 위로 올라간다. 이때 상승 기류를 타고 올라온 따뜻한 공기가 높은 하늘에서 찬 공기와 만나 커다란 구름이 만들어진다. 이 구름이 계속 소용돌이 치면서 점점 커지면, 비가 오고 바람이 불면서 태풍이 된다. 그런데 태풍의 눈은 맑은걸까? 바람은 태풍의 눈으로 빨려들어가지만 안에서는 원심력에 의해 밀어내는 힘이 생겨 바람이 태풍의 눈으로 못들어간다. 

태풍은 가을에 올 가능성이 높다? 

태풍은 주로 북위 5도에서 20도 사이에 있는 열대 지방의 바다에서 수온이 27도 이상일때만 발생한다. 주로 7월~10월사이며 약 28개정동가 발생한다. 그런데 우리 나라 여름에 강한 고기압이 형성되어 있을 때는 태풍이 못 올라 오다가 가을에 그 고기압이 약해지면 태풍이 우리나라로 잘 올라온다. 

그리고 지진이나 화산 때문에 생기는 해일이 아닌 태풍때문에 생기는 해일도 있다. 폭풍 해일!!

폭풍해일은 열대 저기압에 의하여 해안에서 해수면이 이상적으로 높아지는 현상이다. 폭풍 해일은 서서히 일어나지만 바람에 의해 규모가 커져 해안에 이르면 파도의 높이가 수십미터이다.  

토네이도 (회오리바람)

토네이도는 미국에서 가장 위협적인 자연 재해 중 하나이다. 

토네이도와 허리케인의 차이점은 허리케인은 넓은 지역을 휩쓰는 바람이고, 토네이도는 좁은 지역을 휩쓰는 강력한 회오리 바람이다. 

토네이도는 왜생기는나? 구름 안에는 수증기가 물로 변할 때 나오는 열이 있다. 이 열이 구름속의 공기를 데워 강한 상승 기류가 발생해 뱅글뱅글 돌게 된다. 이 때 구름속에 있는 공기들만 뱅글뱅글 도는게 아니라 주변에 퍼져 있던 공기들도 적란운(산이나 탑모양하고 있는 구름)속으로 빨려들어가게 되면서 토네이도(회오리 바람)을 일으킨다. 

토네이도 같은 회오리바람은 우리나라에서도 발생하나? 

토네이도같은 회오리바람이 해상에서 발생하면 용오름 현상이라고 한다. 이런 현상은 지리산 부근과 울릉도 등에서 발생했다. 

1. 화상채팅이란 영상, 음성을 주고 받으며 마치  마주앉은 것처럼 대화하는 통신이다. 

2. 배타 테스트란 프로그램을 사람들에게 팔기 전에, 시험해 보는 테스트다. 

3. 프로그램이란 컴퓨터가 일을 할 수 있도록 해 주는 명령들의 모음이다. 

컴퓨터는 처음에 전자계산기 개념이었다. 

파스칼의 계산기 -1642년 파스칼이 18살때 아버지를 위해 계산기를 발명했다. 파스칼의 계산기는 바퀴 하나가 숫자의 단위를 나타내고 각 톱니바퀴에는 10개씩 있다. 이 톱니바퀴를 돌리면 자동으로 덧셈이 되는 기계식 톱니바퀴 계산기였다. 

라이프니츠 계산기 - 1673년 라이프니츠는 파스칼의 계산기에서 업그레이드된 사칙연산이 가능한 계산기를 만들었다. 사칙연산(덧셈, 뺄셈, 곱셈, 나눗셈)이 가능한 기계식 톱니바퀴 계산기다. 이 기계식 톱니바퀴 계산기는 톱니를 돌려야하는 매우 힘든 단점이 있었다. 

1829년 전동계산기 기계를 만든 사람은 배비지다. 배비지 계산기는 입력장치, 기억장치, 연산장치, 제어장치, 출력장치를 갖춘 기계였다. 하지만 그 당시에 공업기술이 발달되지 않아 전동계산기의 부속품을 만들수 없어 배비지의 전동계산기는 사용할수 없었다. 

1944년 미국 하버드 대학과 IBM사가 공동으로 세계 최초 전동 계산키 마크1을 만들었다. 

1946년 미국 펜실베니아 대학의 모클리와 에커트에 의해 세계 최초 컴퓨터 에니악이 탄생했다. 

컴퓨터의 개발 목적은 대포를 쏠 때 포탄이 떨어질 자리르 계산같은 전쟁을 위해서 연구된거였다. 

에니악은 사람이 계산하면 70년 걸릴일을 40초만에 끝내는 그 당시로서는 상상할 수도 없었던 속도로 계산을 해냈다. 

에니악은 18000개의 진공관으로 구성된 30톤 짜리 괴물이다. 

그리고 영국의 케임브리지대학에서 폰노이만이 세계 최초 프로그램 내장방식 컴퓨터인 에드삭을 개발했다. 

1951년 최초의 상품화된 컴퓨터 유니박1이 나왔다. 이것을 1세대 컴퓨터라 부른다. 

1세대 컴퓨터란 진공관을 사용한 컴퓨터이다. 

진공관은 부피가 너무 크고 수명이 짧은것이 단점이였다. 그래서 나온게 트랜지스터였다. 

트랜지스터는 1948년 미국의 벨연구소에서 나왔다. 트랜지스터는 게르마늄과 규소로 만들어졌다. 

트랜지스터는 라디오안테나 등에 이르는 약한 전기를 강한 신로로 바꾸어 스피커에서 소리가 나게 하는 증폭작용을 한다. 

트랜지스터는 진공관의 1/1000크기로 작았으며 전력소모량은 진공관의 1/10로 적었고 무게는 진공관의 1/100로 가벼웠고 진공관처럼 깨질일도 없고 진공관보다 수명도 10배 길다. 이 트랜지스터를 사용한 컴퓨터를 2세대 컴퓨터라고 한다. 

트랜지스터 이후에 나오는게 반도체이다. 

반도체는는 저온에서는 전류를 흘리지 않고, 고온 상태에서 전류가 흐르는 성질을 가진 물체로 실리콘이나 게르마늄 등이 대표적인 반도체이다. 이런 반도체의 성질을 이용해 트랜지스터나 다이오드를 만들 수 있게 되었다. 다이오는 한 방향으로만 전류를 통과시키는 소자이다. 

3세대 컴퓨터는 직접회로(IC)시대이다. 직접회로에는 트랜지스터나 다이오드가 약 백개가 들어 있다. 

이제 이 직접회로에서 직접도를 높여 LSI(고밀도 집적회로), VLSI(초고밀도 집적 회로)를 4세대 컴퓨터라고 한다. 그리고 현재는 울트라 초고밀도 직접회로(ULSI)시대이다. 

컴퓨터는 하드웨어와 소프트웨어로 구성되어 있다. 하드웨어는 장치이며, 소프트웨어는 프로그램이다. 

컴퓨터의 5대 기본 장치는 입력장치, 연산장치, 기억장치, 제어장치, 출력장치이다. 

중앙처리장치(CPU)는 연산장치와 제어장치를 말한다. 

기억장치에는 ROM과 RAM이 있는데 ROM은 전원이 꺼져도 지워지지 않는다. RAM은 전원이 꺼지면 지워진다. 그 외 HDD, SSD 등 같은 보조기억장치들이 있다.