매우 가까이 있지만 알지 못하는 것들, 애드 콘웨이 작가의 <물질의 세계>

물질세계를 다루는 이 책은 모래, 소금, 철, 구리, 석유, 리튬
이렇게 여섯 가지 물질에 관해 이야기한다.

지금껏 인류 진보의 역사는 대부분 인간 관점에서 쓰였으므로,

물질에 주인공 자리를 내주는 이런 시도가 다소 기이하게 보일지도 모르겠다.

왜 어떤 나라는 성공하고 어떤 나라는 실패했을까?

왜 산업혁명은 에티오피아가 아니라 영국에서 일어났을까?

통설은 이렇게 답한다.

역사, 우연한 사건, 혁신과 번영을 돕는 적절한 제도라는 세 가지 요소가

잘 조합되어 성공으로 이어졌다는 것이다. 그러나 이게 전부라고 할 수는 없다.

인류의 성공은 DNA나 정치 제도 이상의 것에 빚지고 있기 때문이다.

우리의 운명은 땅에서 캐내 목적에 맞추어 응용한 것들과 밀접한 관계가 있다.

<물질의 세계>_29p​

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물질의 세계

우리가 관심 갖지 않았던 이면의 세상, 그리고 여섯 가지 물질의 대서사시

 

이 책은 말 그대로 '물질'에 관하여 집필 된 책입니다.

주인공 또한 물질들이며 여섯 가지 물질에 대한 대서사시를 풀어냈습니다.

여섯 가지 물질은 모래, 철, 소금, 구리, 리튬, 석유이며 에너지의 전환과 다양한 역사와 발명, 실험을 거쳐

현대 사회인 오늘날을 이루는 주요 물질입니다.

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자주 쓰는 스마트폰에는 어떤 물질이 사용되며 어떻게 만들어져 우리 손에 도달할 수 있을까?

이 질문에 대해 답할 수 있는 사람을 그렇게 많지 않다고 생각합니다.

물질이 가공되어 이루어진 세상과 서비스의 비물질 세계는 우리가 현재 살고 있는 곳이고,

작가님은 비물질 세계의 이면이자 이를 이루고 있는 물질에 초점을 맞췄습니다.

다른 물질 또한 많지만 현대 사회의 근간이 되는 여섯 가지 물질만을 중심으로 책에 소개되어 있습니다.

이 책에서 다루는 여섯 가지 물질은 우리 주변의 환경을 구성하는 필수 요소이다.

만약 배터리가 없다면, 당신의 휴대폰은 작동하지 않을 것이다.

만약 콘크리트가 없다면, 당신이 사는 집의 토대가 허물어져 내릴 것이다.

지금껏 이 물질들은 인류의 분투나 혁신 스토리에서 주인공으로 등장한 적이 없었다.

뛰어난 혁신가에 의해 마법처럼 변형된 비활성 몰질 정도로만 등장할 뿐이었다.

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이제 이 물질들에 빛을 비추고, 그들의 관점에서 인류의 이야기를 할 때가 찾아왔다.

인류는 이 물질들이 없어도 살 수 있겠지만 번영을 누리진 못할 것이다.

6대 광물은 대부분의 영역에서 즉각적인 대체물이 존재하지 않는다.

이들은 인간이 세상을 구축하도록 돕고 있으므로, 고갈된다면 세상은 큰 혼란에 빠질 것이다..

<물질의 세계>_30p

PART1. 모래🏔️

'모래'는 유리, 콘크리트, 반도체를 이루는 주요 물질로 풍부하지만 희소하고,

문명과 기술을 이루었으며 현대 핵심 재료입니다.

유리는 모래로 만드는 것 중 하나입니다. 하지만 무엇을 만드냐에 따라 모래의 종류도 다양해집니다.

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'완벽한 모래알'의 정의는 당신이 무엇을 찾는지에 따라 달라진다.

시멘트나 콘크리트에 들어가는 모래를 찾는 사람은 모래사장이나

비치발리볼 코트에 뿌릴 모래를 찾는 사람과 비교했을 때 모래알의 순도에 대해 다른 개념을 갖고 있을 것이다.

내가 찾고 있는 것은 아주 특별한 모래였는데,

세상에서 실리카(규소의 화합물) 순도가 가장 높은 모래를 찾고자 한다.

실리카 함량이 95퍼센트인 실리카 모래는 용도가 매우 다양하다.

물을 정수하거나 금속을 녹여 붓는 주조 금형을 만들 때 사용한다.

실리카 모래가 없다면 현대 철도 시스템은 멈춰버리거나 아예 멈추지 못할 것이다.

열차 제어 장치에 실리카 모래가 사용되기 때문이다.

무엇보다도 실리카 모래는 유리 제조의 핵심 원료이다.

아주 깨끗하고 투명한 유리를 원한다면 순도가 가장 높은 실리카 모래, 이른바 백사를 구해야 한다.<물질의 세계>_60P

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유리는 특히 거울이나 실험실, 의료용 유리처럼 고순도의 유리가 현대 문명에 매우 중요한 역할을 합니다.

그렇기에 목적과 목표에 맞는 유리용 모래를 구하는 것은 중요한 일입니다.

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도시와 마천루를 구성하는 근간으로 모래 기반의 구조물을 만들 수 있는 콘크리트가 있습니다.

콘크리트는 강도, 손쉬운 도포, 저렴함의 중요한 매력을 가지고 있지만, 동시에 저주가 되기도 합니다.

가장 높은 건물과 가장 긴 다리, 고가도로, 건물 단지, 주차장,

전 세계의 공장과 사무실 등지에서도 콘크리트가 가용되지만,

손쉬운 제조법으로 부실 공사가 번번이 발생하고 있습니다.

콘크리트에 철 혹은 강철로 된 봉을 함께 타설 하는

강화 콘크리트는 때때로 강철이 부식되어 더 큰 재앙으로 이어지기도 합니다.

하지만, 부실 공사는 환경 오염에 의하면 아무것도 아닙니다.

지구상에서 가장 많은 탄소를 배출하는 물질 중 하나가 바로 이것이 기 때문이죠.

그렇기 때문에 현재 탄소를 줄이기 위해 다양한 연구와 실험을 거듭하며

환경친화적인 시멘트를 만들기 위해 노력 중에 있습니다.

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반도체는 고순도 석영, 즉 모래의 특별한 형태가 반도체 제조의 필수 재료로 사용됩니다.

예를 들어 이 고순도 석영이 있어야 반도체 내부 트랜지스터를 만들 수 있기 때문입니다.

만약 누군가가 농약을 가득 싣고 스프루스 파인 광산에 살포한다면

6개월 이내에 전 세계 반도체와 태양광 패널의 생산이 끝장날 것이라는 말도 있습니다.

이는 고순도 석영 없이는 초크랄스키 기법, 단결정 실리콘 웨이퍼,

그리고 결국 반도체 생산이 불가능하다는 것을 경고하죠.

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모래 파트를 정리하자면 모래는 단순한 광물이 아닌 문명과 기술의 교차로입니다.

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유리 : 문화적, 산업적 혁명을 불러온 촉매제

콘크리트 : 도시 구조와 건축 문명의 기반

반도체 : 현대 디지털 문명의 핵심, 고순도 석영 없이는 불가능한 기술​

PART2. 소금🧊​

'소금'은 단순한 식재료가 아니라 무역과 문명 발전의 기반이었으며, 유럽 전역에는 염로라 불리는 교역료가 존재했습니다.

베네치아는 소금의 중심지로 부와 권력을 축적했고, 소금은 교역과 전쟁,

제국의 부흥과 쇠퇴를 좌우하는 전략 자원으로 기능했습니다.

또한, 이 소금은 권력과 직결되어 과거 소금세도 있었으며 이로 인한 불만은 간디의 소금 행진 같은 저항운동을 불러왔고,

소금은 권력과 저항, 해방의 상징으로 자리 잡았습니다.

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잉글랜드 체셔 지역에는 겉으로는 평범한 초원과 목초지이지만 지하에는 거대한 소금 공동이 숨겨져 있습니다.

이를 채굴할 땐 사람이 직접 들어가지 않고도 용액 광산으로 소금을 채취하는 현대식 방식입니다.

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📌소금 채취 방식

해수 증발(바닷물 증발 후 소금 채취 방식)

암염 채굴(다이너마이트, 기계로 암염층 파괴 후 트럭이나 컨베이어 벨트로 운반하는 방식 )

용액 채굴(소금층에 물을 주입해 염수를 녹여 채취하는 방식)

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채취되는 소금은 대부분 화학 및 제약 산업의 기초 물질들로 염소, 소다회, 가성소다 등을 만드는 데 사용되며,

이 과정에서 염소-알카리 공정은 현대 산업의 기반으로 소다회는 반도체용 실리콘 등 첨단 기술에 필수적입니다.

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소금이 우리가 흔히 알고 있는 단순한 식재료를 넘어 식량 보존, 화학 산업, 제약 산업 등

기반적인 역할을 해왔다는 점에서 매우 중요한 물질로 현대 산업에서의 역할이 막중합니다.

즉, 소금이 없었다면 많은 화학제품 그리고 의약품, 깨끗한 식수조차 만들기 어려웠습니다.​

PART3. 철🪨​

'철'은 우리가 생산하고 사용하는 모든 금속의 약 95%를 차지하는 주요 금속 자원입니다.

만약 모든 사람이 선진국 수준의 철 소비를 한다면 전 세계에 필요한 강철 총량은 1440억 톤으로 추정됩니다.

단순한 수치로도 이렇게 많은 철을 소비하기에 탄소 배출 없는 방식으로 강철을 생산하는

기술은 사회적 과제이며 실험 단계입니다.

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과거 전통적으로 강철을 생산하기 위해선 목탄을 사용한 제련 방식을 사용했었는데

이 때문에 숲이 급속히 고갈되는 문제가 발생합니다.

이러한 문제로 목탄에 비해 에너지 전환이 높았던

석탄으로의 전환을 촉진시켜 영국의 산업혁명을 견인하는 계기가 되기도 합니다.

이 같은 철이 갖는 가장 큰 장점은 가격 대비 성능으로 매우 강력하면서도 값이 쌉니다.

그렇기에 현재 다양한 건축물 그리고 컴퓨터, 디지털 기기 같은 다른 분야에 쓸 수 있습니다.

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애드 콘웨이 작가님은 책 속에서 철을 문명의 골격에 비유하며,

철이 없었다면 건축, 인프라, 교통, 산업 전반이 존재할 수 없음을 강조합니다.

동시에 철의 생산은 광대한 에너지 소비와 환경 영향을 동반하는 시스템임을 지적하며 현대 문명의 양면성을 드러냅니다.

결국 철은 넓은 범용성과 비중을 현대 사회에서 차지하고 있고, 가격 대비 효율이 좋아 문명의 골격을 이루고 있습니다.

하지만 이에 따라 환경적 비용과 문제도 증가하며 확장 딜레마를 갖고 있습니다.

강철의 풍요를 누리기 위해선 어떻게 지속 가능한 생산 방식과

기후 목표 사이의 균형을 맞출 것인지에 대해 생각해 봐야 합니다.​

PART4. 구리🗻​

'구리'는 현대 문명의 신경망으로 구리가 없다면 전기, 인터넷, 통신 심지어 데이터 센터와

광섬유 네트워크도 존재할 수 없다고 강조합니다.

구리 광산 중에서 최대 규모로 꼽히는 칠레 아타카마 사막의 추키카마타에서 채굴된 원석은 중국 등으로 보내져 정제되어

순도 높은 구리가 되고 전선, 배관, 전자제품 부품 등으로 재탄생합니다.

하지만 구리 채굴 기술이 발전하며 추키카마타 광산 같은 곳에서도 채굴 비용과 인력 시간은 지속적으로 감소했지만,

동시에 콘크리트처럼 환경적 피해는 심각해지고 있습니다.

이곳 주변에 있는 마을은 폐쇄되어 사람들은 다른 곳으로 이주했으며 폐기물 댐을 형성하고 있기도 합니다.

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그럼에도 불구하고 전기 시대에 있는 우리가 전기를 켜는 순간, 인터넷을 사용하는 순간, 혹은 휴대폰을 보는 순간에도

구리는 물질의 세계에서 활약하고 있으며 현대 문명과 매우 깊은 관계를 맺고 있습니다.

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환경 문제로 인해 재생에너지인 전기차, 풍력 발전소, 태양광 발전소, 전력망 등 탄소 중립을 위한 기술의 성장으로

전 세계 구리 수요는 연간 약 2배 수준으로 증가할 가능성이 있습니다.

이 수요를 충족하기 위해 일부는 해저 채굴이나 새로운 정제 기술을 모색하고 있지만,

정치적 제약, 환경 위험, 공급망 한계 등 많은 도전을 안고 있습니다.

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그러므로, 우리는 균형 잡힌 시각을 갖고

구리를 채굴하고 사용하던 그 순간, 문명을 확장하면서도 동시에 환경적 대가를 치르고 있다는 사실을 기억해야 합니다.

PART5. 석유🌋

'석유'는 세계를 바꿨으며 20세기를 움직인 검은 피입니다.

석유를 에너지로 사용하며 교통 혁명, 산업 성장, 농업 생산성 향상 등 현대 문명의 거의 모든 부분에 깊이 스며들었습니다.

석유를 정제하기 이전 원유는 단순한 연료 그 이상으로 화학 산업의 기반 원료이기도 하며,

플라스틱, 비료, 약품 등 다양한 생산에 활용됩니다.

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다양한 생산에 활용되는 석유 산업의 중요한 인프라는 바로 정유소입니다.

정유소는 원유를 가솔린, 디젤, 석유화학 제품 등

다양한 부산물로 분리해 내는 복잡한 시스템으로 단순한 처리 공장이 아닌 산업 심장부입니다.

제2차 세계대전 당시 연료 생산을 위해 건설된 웨셀링 정유소는

플랜트 기반 재생에너지 연료 전환을 중비 중이며 친환경 방향으로 나아갑니다.

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원유 처리 과정에서 나오는 부산물을 보고 록펠러는 그것이 아까워 직원들에게 활용 방법을 찾아보라 했습니다.

이 과정에서 단순 연료를 넘어 플라스틱, 비료, 의약품 등의 생산 기반이 된 폭발적 확산 역사를 책에서 소개하기도 합니다.

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이처럼 석유는 문명을 가속화했지만 동시에 기후 위기, 온실가스 배출, 환경 오염, 지하수 오염 및 지진 유발 등

다양한 문제를 가져왔습니다.

미국 석유 생산을 급격히 확대한 프래킹과 같은 신기술도 환경 파괴와 건강 위험을 무시할 수 없는 수준입니다.

이 같은 문제가 있어도 석유는 에너지 밀도가 높아 계속해서

사용될 수밖에 없기에 기후 위기와 오염은 반드시 마주해야 할 문제입니다.

PART6. 리튬⚡

'리튬'은 1817년 요한 아우구스트 아르프베르트에 의해 스웨덴에서 처음 발견되었습니다.

그러나 화학적 특성과 응용 가능성은 오랜 시간 동안 제한적으로 인식되어 20세기 중반까지

항우울제나 정신과 약물의 원료로 사용되었습니다.

시간이 흘러 1980년대 후반 구디너프와 마르쿠스 노벨의 연구자들이 리튬이온전지의 핵심 기술을 개발하였고,

이들은 리튬 이온이 양극과 음극 사이를 이동하면서 전기를 저장하고 방출하는 원리를 밝혀냈습니다.

이 과정을 쉽게 설명하자면 아파트 두 개의 동이 있고 낮(배터리가 일을 할 때)에 한 동에 사람들이 몰리고

밤(배터리가 충전 중이거나 일을 하지 않을 때)에 다른 동으로 사람들이 이동하는 원리입니다.

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리튬이온전지는 높은 에너지 밀도, 긴 수명, 경량화 등의 장점으로 인해

휴대폰, 노트북, 전기차 등 다양한 전자기기에 널리 사용 중입니다.

이 같은 수요 증가로 특히 전기차 산업의 성장과 재생에너지 저장 시스템이 확대되었으며,

주요 리튬 생산국인 호주, 칠레, 중국은 리튬 자원의 확보를 위해 전략적인 경쟁을 벌이고 있습니다.

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리튬이온전지의 사용 증가에 따라 전지 폐기물도 증가하고 있기에 이에 따라 재활용 기술 개발이 중요해지고 있습니다.

현재 리튬 재활용 기술은 화학적 처리, 열처리, 생물학적 처리 등

다양한 방법이 연구되고 있으며 사용화 단계에 접어들고 있습니다.

리튬 재활용은 자원 효율성을 높이고, 환경 오염을 줄이며, 채굴에 따른 생태계 파괴를 최소화하는 데 기여할 수 있습니다.

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리튬은 디지털 시대의 핵심 자원으로 전 세계적으로 그 중요성이 날로 증가하고 있습니다.

그러나 그 채굴과 사용에 따른 환경적, 정치적 문제는 지속적으로 해결해 나가야 할 과제이며,

리튬의 미래는 기술 혁신과 지속 가능한 발전 사이에 있을 것입니다.

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우리의 세계

앞으로 해야 할 우리의 과제

모래, 소금, 철, 구리, 석유, 리튬으로 이어지는 <물질의 세계>는 각 물질이 어떻게 채굴되며,

활용되고 오늘날 어떤 문명 발전을 이륙했는지 소개하고 있습니다.

대체할 수 없으며 대체를 하더라도 오랜 시간이 걸리고 당장은

사용할 수밖에 없는 여섯 가지 물질은 우리 사회에 큰 문제를 안겨주기도 합니다.

계속되는 채굴과, 채광, 개발, 정제, 정유 등 사용할 수 있는

물질로 만들기 위해 따라오는 환경오염은 피할 수 없는 문제입니다.

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작가님은 물질의 중요성, 우리가 알아야 할 이면의 세계를 책을 통해 소개하며 발생되는 문제를 꾸준히 되뇌게 합니다.

피부로 와닿는 지구온난화의 피해는 더는 무시할 수 없는 상태에 이르렀다고 생각합니다.

각국 정상들이 모여 2050년까지 탄소를 줄이는 정책으로 효과를 보는 세대는 현재 우리 자녀의 자녀 세대일겁니다.

현재 정책을 입안하는 세대는 그 효과를 볼 수 없기에 영향과 행동이 늦고 더딜 수밖에 없다는 것이 작가님의 의견입니다.

그렇기에 우리는 각자의 사명을 갖고 물질의 세계가 어떻게 이루어지고 움직이는지 알아야 할 것입니다.

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이 책은 그것을 면밀히 속속히 알려주며 우리가 그동한 모르고 애써 무시하던 것들을 낱낱이 소개합니다.

그러므로 이 책은 현대 사회를 해체해 우리가 그 내부를 들여다볼 수 있게 합니다.

기후변화, 경제개발, 지정학적 긴장에 어떻게 대처할지 논쟁하는 지금,

이 책은 우리가 물리적인 것에 의존하고 있음을

시의적절하게 상기시키며 이러한 논쟁에 대한 도전적이고 실용적인 관점을 제시합니다.