번개는 천연 X-레이… 번개에 관한 속설과 진실

최근 번개가 칠 때 나오는 X선 에너지는 가슴을 찍는 X선 에너지의 2배가량 되는 것으로 나타났다. 골프 카드를 끌고가는 캐디의 모습을 X선으로 투시한 상상도. 사진제공 사이언스 올제

최근 번개와 천둥이 전국을 강타하며 정전이 일어나고 사망자가 발생하기도 했다. 번개는 1752년 미국의 벤저민 프랭클린이 연 실험을 통해 전기적 현상임을 보였지만, 많은 부분은 아직도 베일에 가려져 있다.

● 구름 속 전자들이 공기입자와 충돌해 X선 발생

만화에서 지상에 떨어지는 번개(낙뢰)를 맞은 사람은 종종 전기에

감전되고 몸속 뼈가 드러나는 상태로 그려진다. 이 그림은

과학적으로 보면 터무니없진 않다. 사실 번개가 칠 때 몸속 사진을 찍는 X선이 나오기 때문.

미국 플로리다공대 조지프 다이어 박사팀이 26번의 낙뢰를 관측해

번개가 매번 엄청난 양의 X선을 생성한다는 사실을 발견했다.

번개의 X선 에너지는 가슴을 찍는 X선 에너지의 2배에 달한다.

이 결과는 지난해 3월 ‘지오피지컬 리서치 레터스’에 실렸다.

다이어 박사는 “구름 속의 전자들이 빛의 속도에 가깝게 가속된 후 공기 입자들과 충돌해 X선을 발생시키는 것”이라고 설명했다.

● 구름 속 얼음이 번개 만들어

번개가 어떻게 발생하는지도 오래된 수수께끼. 미국 앨라배마대의 월터 피터슨 박사팀이 국제학술지 ‘지오피지컬 리서치 레터스’

최신호에 발표한 연구결과에 따르면 번개 발생이 얼음 입자와 관련 있는 것으로 나타났다.

연구팀은 미국항공우주국(NASA)의 인공위성 ‘TRMM’으로 전 세계 하늘의 소나기구름을 관측한 결과 번개가 치는 구름 속에 항상 얼음

입자가 존재한다는 사실을 발견했다.

이론에 따르면 소나기구름 속에서 지름이 1∼8mm로 비교적 큰

얼음 입자들이 무수한 미세 얼음 알갱이들과 충돌하는 과정에서

전자를 빼앗는다. 전기를 띤 얼음 입자들이 지상으로 떨어지면 구름 꼭대기와 지면 사이에 전기적 불균형이 나타난다.

이 불균형이 심해지면 대량의 전기가 순간적으로 흘러 거대한

전기스파크인 번개가 발생한다는 것이다.

● 피뢰침 뾰족한 것보다 뭉툭해야 효과 커

우리가 번개와 관련해 잘못 알고 있는 정보도 많다. 먼저 피뢰침이 뾰족해야 좋다는 것도 근거 없는 속설.

미국 뉴멕시코공대 찰스 무어 박사팀이 높이 3288m의 산정에서

뾰족한 피뢰침들과 무딘 피뢰침들을 6m 간격으로 배열시킨 후

7년간 관측하자 무딘 것 12개는 번개를 맞은 반면 뾰족한 것은

하나도 번개를 맞지 않은 것으로 나타났다.

이 결과는 2000년 ‘지오피지컬 리서치 레터스’에 발표됐다.

기상청 낙뢰전문가 이종호 연구관은 “몸에 쇠붙이가 있으면 낙뢰를 맞을 위험이 크다는 것도 잘못 알려진 사례”라고 말했다.

체내를 통과할 전기의 일부가 피부의 쇠붙이로 흘러 오히려

쇼크사의 위험성을 줄이기 때문. 실제 일본의 한 여성이 쇠 지퍼가 달린 원피스를 입은 덕분에 낙뢰를 맞고도 살았다.

이충환 동아사이언스 기자 cosmos@donga.com