중요한 것은 답이 아니라 원리를 설명하는 힘! 이제 과학이 자신만만해진다!
‘봄나무 과학교실’ 시리즈의 열네 번째 책 《자신만만 과학책-지구과학》이 출간되었다. 많은 어린이가 과학을 어려운 과목으로 꼽는다. 일부 '영재'나 '천재'로 꼽히는 아이들은 과학에 특별한 재능을 갖고 있는 것처럼 보이기도 한다. 하지만 과학이 정말 어렵기만 한 과목일까? 과학을 제대로 알려면 무엇이 중요할까? 선생님이 알려 준 지식을 잘 외우는 것? 과학 문제를 잘 푸는 것?
중요한 것은 답이 아니라 원리다. 그리고 그 원리를 조목조목 설명할 줄 아는 힘이다. 어떤 현상에 대해 누가 왜냐고 물었을 때, 스스로 그 원리를 밝혀서 이야기할 수 있다면 누구나 과학에 자신만만해질 수 있다. 이 책은 어떤 자연현상에 대해 '왜?'라는 질문을 던지며 출발한다. 지구는 어떻게 만들어졌을까? 밀물과 썰물은 왜 생기고, 구름에서는 어떻게 비가 내릴까? 뜨거운 아프리카 대륙에 놓인 산이 어떻게 흰 눈을 머리에 이고 있을까? 별과 행성은 어떻게 움직이는 걸까? 무심코 지나치던 일상의 자연현상에 질문을 던져 보면 궁금증이 꼬리에 꼬리를 문다. 언뜻 보면 답을 찾기는 그리 어렵지 않다. 그러나 까닭이 무엇인지 조리 있게 설명하기는 말처럼 쉽지 않다.
저자는 과학에서도 상상력은 중요하며, 자연현상에 대해 '왜?'라고 질문을 던지며 공부하면 과학이 재미있어진다고 말한다. 스스로 질문을 던지고, 그 문제를 해결하기 위해 자료를 모으고, 자신이 정리하고 이해한 내용을 다른 사람들에게 말이나 글로 또박또박 설명하다 보면 어느새 과학 '하는' 즐거움을 찾을 수 있기 때문이다. 과학의 기본 개념과 원리를 이해하면 궁금하고 신기하기만 한 자연현상이 왜 일어나는지, 또 앞으로 어떻게 변할지 예상할 수도 있다. 이 책은 어린이 스스로 과학 '하는' 힘을 키울 수 있도록 다채로운 예를 들어 과학의 기본 개념과 원리를 충실하게 설명한다.
이 책에는 과학의 여러 분야 중 지구과학 영역에서 어린이가 꼭 알아야 할 것을 담았다. <지구의 내부는 어떻게 생겼을까?>에서는 지진파의 속도 변화를 통해 우리가 들여다볼 수 없는 지구의 내부가 지각, 맨틀, 외핵, 내핵 4개의 층으로 이루어져 있다는 것을 차근차근 설명한다. <거대한 대륙이 정말 움직이고 있을까?>에서는 높은 산에서 발견되는 바다 생물 화석이나 적도 지방의 빙하 등 흥미로운 예를 통해 맨틀의 대류 운동을 쉽게 이해할 수 있다. <화산과 지진은 어떤 곳에서 일어날까?>는 화산과 지진의 발생 원인을, <암석은 어떻게 만들어질까?>는 여러 가지 암석의 생성 원인을 자세하게 소개한다. 그리고 <하늘 높이 올라가면 기온은 어떻게 변할까?>에서는 대기의 역할과 대기권의 구조를 알 수 있다. <구름은 어떻게 만들어질까?>에서는 추운 날 버스에 타면 안경에 김이 서리는 현상처럼 생활 속 경험에서 출발해 구름, 비 등 기상 현상의 원리까지 생생하게 보여 준다. 또한 <밀물과 썰물은 왜 일어날까?>는 달의 모양 변화를 통해 조수간만의 차를 설명하고, 조류와 해류의 차이를 일목요연하게 정리한다.
그런가 하면 <일식과 월식은 왜 일어날까?>에서는 240년 전 조선 시대 선조들이 일식과 월식의 원리를 알고 있었다는 놀라운 사실을 전하며 일식과 월식의 원리를 흥미롭게 설명한다. 나아가 <붙박이별과 떠돌이별은 어떤 운동을 할까?>는 별의 운동과 행성의 운동을, <은하수는 왜 띠 모양으로 보일까?>에서는 은하의 구조와 운동을 자세하게 소개했다. 마지막으로 <지구는 왜 열병을 앓고 있을까?>에서는 인간의 산업 활동에서 비롯된 이산화탄소 증가가 지구 온난화의 원인이라는 것을 알 수 있다. 그리고 지구 온난화 극복을 위해 우리가 함께 할 수 있는 일에 대해 이야기한다.
학교 현장에서 지구과학을 가르치는 교사인 저자는 일상생활 속의 예를 바탕으로 과학의 기본 원리를 꼼꼼하게 짚는다. 친근하면서도 논리적인 설명 속에 지구과학 영역에서 초등학생이 꼭 알아야 할 알짜배기 지식이 담겨 있다. 이 책을 통해 얻는 '하나를 알더라도 제대로 아는, 하나를 알아서 더 많은 것을 알게 되는' 즐거움이 과학에 대한 자신감을 키워 줄 것이다. 흥미를 불러일으키는 적절한 그림과 생생한 사진 자료 역시 책의 이해를 효과적으로 돕는다.
오랜 옛날부터 사람들은 지표면 아래 지하 세계를 궁금해했어요. 화산이 폭발할 때 나오는 용암을 보면서, 지하에는 유황불 가득한 지옥이 있다고 믿기도 했어요. 지구 내부에는 바다가 있고 용이 산다는 상상도 했어요. 지하 여기저기에 용이 사는 동굴이 뚫려 있고, 지상 세계와 연결된 지하 세계의 입구가 반드시 있을 거라고 말이지요. 그런가 하면 지구 내부는 아예 비어 있다고 생각한 사람도 있었고, 어떤 사람은 지구의 중심에 있는 핵이 태양 역할을 하는 세상을 상상하기도 했지요. 여러분도 한번 상상해 보세요. 지구의 중심에 또 다른 태양이 있는 세상은 과연 어떨까요? 그렇다면 우리가 사는 지상 세계와는 달리 밤이란 게 없지 않을까요? 지하 세계의 태양은 지지 않을 테니까요. 이 같은 상상들은 지구의 내부가 비어 있다는 생각을 근거로 나왔어요. 과학에서도 상상력은 아주 중요해요. 상상하는 힘을 통해 어떤 자연현상이 왜 일어나는지 실마리를 찾을 수 있기 때문이에요. 하지만 상상하거나 궁금해하는 것만으로 모든 문제가 해결되는 건 아니에요. 기본 개념과 원리에 대한 정확한 이해가 바탕에 있어야만 하지요. 그래야만 여러분이 궁금해하는 자연현상의 원인과 결과에 대해 창의적인 답을 얻을 수 있답니다. 밤하늘은 왜 어둡고, 해는 왜 항상 동쪽에서 뜨는 걸까요? 이런 자연현상들이 왜, 그리고 어떻게 일어나는지 궁금하다면 여러분의 경험을 바탕으로 마음껏 상상의 나래를 펼쳐 보세요. 그러면서 그 까닭이 뭔지 꼼꼼하고 정확하게, 하나씩 하나씩 알아 나가는 거예요. 그러다 보면 ‘하나를 알더라도 제대로 알고 있는’ 여러분 자신을 발견하게 될 거예요.
유럽 사람들은 아메리카 대륙을 발견한 다음에야 세계지도를 전보다 정확하게 그리게 되었어요. 사람들은 세계지도를 보며 재미있는 사실도 알게 되었어요. 남아메리카 동해안과 아프리카 서해안의 윤곽이 거짓말처럼 잘 맞물렸기 때문이에요. 사람들은 대부분 이 사실을 단순한 흥밋거리 이상으로 생각하지 않았지만, 독일의 과학자 베게너는 ‘혹시…… 대륙이 움직인 것은 아닐까?’ 하는 의문을 품었어요. 과학에서 이런 의문은 아주 중요해요. 같은 현상을 보더라도 다르게 볼 수 있기 때문이에요. 예를 한번 들어 볼까요? 옛날에 어떤 사람들은 바다의 수평선을 보고는, “수평선은 바다와 하늘이 맞닿아 있는 곳이야. 그 너머에는 커다란 폭포가 있어서 수평선을 지나는 모든 배들이 떨어지고 말 거야. 지구는 평평하니까.”라고 말했어요. 하지만 좀 더 자세히 관찰한 사람들은, “저기 수평선으로 사라지는 배를 잘 봐. 배 바닥이 사라진 다음 돛이 사라지는 걸 볼 수 있어. 그렇다면 지구는 평평하지 않을지도 몰라.”라는 의문을 가졌거든요. 이처럼 어떤 느낌과 의문으로 가설을 세우고 그 이론을 뒷받침할 만한 자료를 수집하는 것도 과학 연구의 한 방법이에요. 반대로 먼저 이런저런 자료를 모으고 분석해서 어떤 이론을 만들어 낼 수도 있지요.
과학자 베게너는 대륙의 양쪽 해안선이 잘 맞물린다는 사실을 통해 두 대륙이 원래는 하나의 대륙이었을 가능성이 있다고 생각했어요. 그러고는 ‘모든 대륙은 오랜 옛날 한 개의 초대륙으로 뭉쳐 있었다. 오늘날의 대륙은 초대륙이 분리된 것이다. 대륙은 바다를 항해하는 배처럼 끊임없이 움직인다’라고, 그때로서는 아주 대담한 가설을 세웠어요. 그리고 그 초대륙의 이름을 ‘판게아’라고 했어요. ‘판’은 ‘모든 것’, ‘게아’는 ‘땅’을 뜻하는 말이에요. 베게너의 이 가설을 흔히 ‘대륙이동설’이라고 해요.
