철강산업의 과거를 되돌아보고, 이를 발판 삼아 향후 철강업의 미래를 모색하는 [철이 미래다] 시리즈!
철은 인류 문명의 발전에 상당한 영향을 미쳤는데요. 지금은 너무도 자연스럽게, 그리고 폭넓게 이용되고 있는 철이 어떻게 우리 삶 속에 들어왔는지 알고 계신가요?
오늘 Hello, 포스코 블로그에서는 [철이 미래다] 시리즈로, 지구에서 철이 생성된 과정부터 철이 탄생한 다양한 기원설까지 준비했는데요. 철의 탄생에 대한 모든 것, 지금 바로 살펴보시죠!:D
l 원자기호 26번, 원소기호 Fe. 생명체를 존재하게 한 철의 생성 과정은?
원자번호 26번, 원소기호 Fe로 명명되는 철은 지구 중량의 35%를 차지하고, 지각에는 5.2%가 존재한다고 합니다. 지구를 철의 행성이라고 불러도 좋을 정도로 지구에는 엄청난 양의 철이 존재하는 셈인데요~
사람의 몸 속에도 3g 정도 포함되어 있다고 하는 철은 어떻게 만들어졌을까요?
철은 아득한 옛날, 우주 공간에서 빛나던 별에서 일어나는 핵융합 반응에서 만들어졌습니다. 빅뱅 이후 초기에는 우주에 수소, 헬륨보다 무거운 원소는 존재하지 않았는데요. 즉, 철은 처음엔 아예 존재하지 않았다는 것이죠.
한편, 모든 원소는 가장 안정적인 상태로 변환되려는 성질을 가지는데 이를 위해 원소들은 지속적인 핵융합, 핵분열의 과정을 거칩니다. 그래서 모든 원소들은 우주에서 가장 안정적인 원소인 철로 변환되려고 하는데요!
그러나, 가벼운 원소들이 핵융합을 통해 철이 되려면 높은 온도가 필요하고, 높은 온도를 얻으려면 높은 압력이 필요한데요. 이러한 조건을 만족시키는 것은 거대한 별의 내부에서만, 그것도 초신성이 폭발할 때에만 비로소 철이 만들어지게 됩니다.
이 때문에 별이 ‘우주의 철공장’이라는 별칭이 붙기도 한다는 사실~!
l 우리가 살고 있는 지구에서 철이 차지하고 있는 양은?
우주에서 가장 안정적인 원소, 철! 모든 원소들은 철로 변환되려는 성질을 가지고 있는데요~ 그렇다면 인류에게 가장 많이 사용되는 금속 중 하나인 철이 지구에서 차지하는 양은 얼마나 될까요?
정답부터 이야기 하자면, 철은 지구 중량의 3분의 1을 차지합니다. 대부분의 철은 지구의 핵에 존재하는데요~ 지구에 존재하는 철의 대부분은 지각이 아니라 액체 상태의 외핵과 고체 상태의 내핵에 들어 있습니다.
따라서, 지구 핵의 91%가 바로 철로 이루어져있다는 사실!
이때 지구의 외핵에 포함된 철이 지구와 함께 회전하면서 지구자기장을 만들어내는데요~ 비록 지구자기장의 세기는 우리가 사용하는 자석에서 나오는 자기장과는 비교할 수 없을 정도로 작지만 우리에게는 더없이 유용합니다.
우리가 자석으로 만든 나침반으로 남북의 방향을 알아낼 수 있는 것도 바로 지구자기장 덕분이죠!
또, 지구 핵의 철은 지구자기장을 형성해 우리가 태양풍으로부터 안전하게 지구에서 살 수 있는 환경을 만들어주는데요. 지구자기장이 태양풍의 방향을 바꾸게 해 지구를 보호해준다는 사실!
그렇다면 왜 태양풍의 방향을 바꾸는 것이 중요할까요?
태양풍은 태양의 상부대기층에서 방출된 플라스마의 흐름을 말하며, 플라스마는 전자와 양성자의 흐름으로 결국 방사선을 의미하는데요. 우주 방사선에 노출된다면 DNA를 변형시켜 암을 유발하거나 우리 몸을 구성하는 원자에 에너지가 전달되어 전자를 떼어내거나 원자에 에너지가 흡수되어 결국 사망하게 됩니다.
결국, 지구 핵에 포함된 철이 만들어내는 지구자기장이 태양풍의 방향을 바꾸게 하여 지구와 우리 사람들까지도 보호하는 역할을 하는 것이랍니다!
지구의 핵에 철이 없었다면, 우리는 처음부터 지구상에 등장할 수도 없었겠죠? 🙂
l 철이 탄생한 배경에 대한 다양한 철 기원설
철의 기원에 대해서는 ‘채광착오설’, ‘산불설’, ‘운석설’ 등 3가지 설이 있다고 하는데요. 지금부터 각각의 기원설에 대해 자세히 살펴보겠습니다!
1. 채광착오설
첫 번째 기원설로는 채광착오설이 있습니다. 채광착오설은 청동의 원료인 황동석(Cu2Fe2S4) 대신 비슷한 색깔의 적철석을 잘못 채취하여 제련하게 되면서 철을 알게 되었다는 설인데요. 이 채광착오설은 철기시대보다 앞서 형성된 청동기시대에 청동을 제조하는 기술이 있었다고 가정했을 때 실현 가능한 설입니다.
2. 산불설
두 번째는 산불설인데요. 산불설은 지구 표면에 나타난 철광석이 산불에 녹아버려 철을 알게 되었다는 설입니다. 산불에 의해 겉으로 드러난 철광석이 환원된 상태로 된 것을 가져다 두드려 다른 모양으로 만들어 사용했다는 기원설입니다.
일반적으로 인간의 생활에 사용되는 화력은 그 온도가 800℃ 이하이기 때문에 그 온도로 가열된다 할지라도 철광석을 환원시키는데 불충분한데요. 하지만, 고대 원시밀림에서 대형 산불이 발생하면 그 화력도 대단히 크고 상당히 오랫동안 지속되어 산불설을 충족시킬 수 있다는 주장도 있습니다.
3. 운석설
마지막으로 운석설입니다. 운석설은 하늘에서 떨어진 운석에서 철을 발견했다는 설인데요. 실제로 지구에 떨어지는 운석 중에는 철 성분을 많이 담고 있는 운석이 많은데, 이를 ‘운철’이라고 부릅니다. 운석은 철과 니켈의 합금으로 되어 있어 철 이외에도 니켈 성분이 4~20% 함유되어 있고, 코발트 성분이 0.3~1.6%로 구성되어 있는 것으로 보고되고 있습니다.
이 세 가지 설 중에서 가장 가능성 있게 받아들여지는 설은 채광착오설인데요. 옛 문헌과 발굴된 유적에 의하면, 인류가 처음으로 철을 사용한 것은 기원전 4000년경 소아시아 지역이라는 기록이 있고, 또, 기원전 3000년 무렵에는 메소포타미아와 이집트 지역까지 철을 제련하는 기술이 알려져 있었다고 합니다.
철에 대한 다양한 기원설, 신기하고도 재밌지 않나요~:D?
차량, 선박, 항공기, 주택부터 각종 생활용품에 이르기까지~ 많은 분야에서 사용되고 있는 철! 오늘 Hello, 포스코 블로그에서 철이 어떻게 생겨나게 되었는지 알려드렸는데요. 철의 탄생 배경을 알고 나니 철과 한층 친해진 느낌이 들지 않으신가요? [철이 미래다] 시리즈 두 번째 편에서는 ‘철의 진화’ 모습에 대해 소개해드리겠습니다. [철이 미래다] 시리즈를 통해 철에 대해 조금 더 잘 알게 되시길 바랍니다~: )