주기율표에서 스마트폰까지, 금속의 모든 것

다양한 눈으로 들여다본 종횡무진 금속의 역사

과학, 예술, 산업, 경제, 정치 등 다양한 눈으로 들여다본 금속의 문화사 『세상의 금속』. 이 책은 우리 삶에 오랫동안 영향을 미치고 있는 금속을 다양한 시각에서 들여다보는 책으로, 저자는 우리 삶과 맞닿아 있는 나무의 다양한 특징과 쓰임새, 인간과 나무의 사회문화사적 관계까지 살펴본 데 이어, 이번에는 매끈하고 반짝거리면서 차갑고 날카롭기도 한 매력적인 금속의 세계로 이끈다. 책은 주기율표와 원자 모형을 통해 화학 원소인 금속의 물리 화학적 특성과 종류, 다양한 합금과 전자기성 연구 등을 설명하는 과학기술책인가 싶다가도, 산업화, 건축술, 환경오염과 경제 문제, 예술과 전쟁까지 그야말로 종횡무진으로 이야기가 펼쳐진다. 유머를 잃지 않는 문장과 흥미를 돋우는 다양한 도판을 통해 인간이 발견하고 가공한 금속이 어떻게 세상을 바꾸어 왔는지 쉽고 재미있게 보여 준다. 단순히 금속에 관해 설명하고 역사적 사실을 전달하는 데서 그치지 않고, 금속과 관련한 과거, 현재, 미래의 여러 이슈에서 빛과 그림자를 함께 보여 주며, 평화와 환경, 경제 정의의 문제까지 생각을 확장시킬 수 있도록 안내한다.

서문 ― 금속의 세계 7
빠른 속도로 뚫고 자르기 ― 금속 가공과 공구들의 세계 11
[알아보기] 용접 20
원자와 전자 ― 금속과 무한한 합금의 세계로 떠나는 물리 화학 여행 22
[현장을 찾아서] 글뤽 아우프! 36
[알아보기] 아말감에서 하르처 롤러까지 50
산업화를 이끈 강철 ― 퍼들법에서 아크방전에 이르기까지 52
다리의 여왕과 철의 여인 ― 철과 강철로 만든 대담한 건축물 64
[알아보기] 광부들의 도구에서 주석 병정까지 76
금속과 세계시장 ― 청동기 시대부터 현재에 이르기까지 78
희토류 ― 모두가 탐내는 금속의 두 얼굴 86
[알아보기] 도시의 쓰레기 더미에서 보물찾기 94
강편과 투구 ― 강철과 청동으로 된 예술 96
[현장을 찾아서] 삶의 종소리 105
헤파이스토스와 아레스 ― 무기 제조의 역사 116
[알아보기] 금속과 관련된 관용적 표현들 128
[현장을 찾아서] 에너지 효율 싸움 130
신들의 육신 ― 황금, 권력과 탐욕의 금속 142
마지막으로 ― 이상한 나라의 고철상 154

감사의 글 160
그림 출처 162
찾아보기 164

연구자들은 과학 잡지 『네이처』에서 그 금속들이 우주에서 왔다고 대답했다. 지구가 냉각되고 내부층들이 견고해진 38억~35억 년 전 우주에서 수많은 운석과 유성이 지구로 쏟아졌고, 지구는 그 덕분에 많은 금속을 공급받게 되었다고 했다. 운석 비가 내릴 때마다 우주에서 엄청난 양의 물질이 지구에 떨어졌고, 이 물질들이 신생 지구의 상부 암석층과 뒤섞였다는 것이다. 퍽 인상적이고 근사한 이론이다. -본문 30-31쪽(원자와 전자 - 금속과 무한한 합금의 세계로 떠나는 물리 화학 여행)오늘날 프랑스 사람들은 에펠탑을 좀 더 다정하게 “철의 여인”이라고 부른다. 그러나 에펠탑이 그렇게 인정받기까지는 시간이 걸렸다. 높이 300미터가 넘는 탑이 완성되자, 많은 사람들이 그것을 차갑고 흉물스러운 금속 괴물로 느꼈다. 파리의 예술가들은 항의 편지에서 “철을 짜 맞춰 만든 흉측한 기둥이 드리우는 역겨운 그림자”라고 했다. 소설가 공쿠르 형제는 철제 건축물은 “결코 인간적인 건축물이 아니다.”라고 썼고, 또 다른 사람은 “철제 사다리로 만든 비쩍 마른 피라미드”로 여겼다. 그러나 흥미로운 구경거리를 찾아오는 방문객들로 에펠탑이 수익을 내기 시작하자, 프랑스 사람들의 의견도 점점 바뀌었다. -본문 70-71쪽(다리의 여왕과 철의 여인 - 철과 강철로 만든 대담한 건축물)바이윈어보는 세계 최대 규모의 희토류 광산이다. 이곳에는 땅속 깊이 1000미터에 이르는 거대한 구덩이가 생겼다. 철광석과 나이오븀이 채굴되지만, 무엇보다 누구나 탐내는 희토류 원소가 함유된 바스트네사이트와 모나자이트 광석이 채굴된다. 넓게 펼쳐진 달 표면을 떠올리게 하는 지역으로, 약 1억 5000만 톤의 흙으로 뒤덮인 언덕들이 층층이 이어져 있다. 바람이 불면 유독성 먼지가 회오리를 일으키며 더 먼 주변 지역까지 날아간다. 채굴장 옆으로는 약 12킬로미터 길이의 인공 호수가 펼쳐져 있는데, 금속을 얻는 과정에 꼭 필요한 유독한 화학 물질로 가득하다. 바로 이것이 장밋빛 희망에 찬 희토류 세계의 또 다른 측면이고, 중국이 오늘날 이 시장을 독점하게 된 이유를 설명하는 점이기도 하다. 다른 나라들은 그처럼 더러운 일을 가급적 피하고 싶어 했다. 설령 최선의 안전 조치를 취한다고 해도 희토류 채굴에는 언제나 심각한 환경오염과 여러 위험 요소들이 결합되어 있기 때문이다. -본문 91-92쪽(희토류 - 모두가 탐내는 금속의 두 얼굴)타닥거리는 밝은 소리가 들렸다. 금속이 살아 움직이는 생물 같았고, 당장이라도 밖으로 빠져나가려고 안달하는 것 같았다. 구리와 주석이 혼합된 이 뜨거운 액체의 온도는 1100도가 넘었다. 드디어 용해로의 액체를 내보내는 순간이다. 주종 합금 용액이 바로 옆 좁은 도랑을 따라 흘렀다. 거의 하얀색에 가까운 밝은 선이 땅속으로 이어졌고, 불꽃이 튀었다. 금속이 빗물처럼 소리를 내며 흘렀다. 전혀 예상치 못한 소리였고, 경쾌하면서도 위험했다. 그 모습은 매혹적이었다. 이렇게 높은 온도에서 금속은 완전히 다른 원소였다. 과거의 인류는 금속을 고온으로 가열해 생동감 넘치는 액체로 만드는 방법을 찾아냈는데, 그것은 불 다음으로 중요한 발견이었을 것이다. 뜨거운 액체의 활기찬 소리와 그 사이로 간간이 들리는 주조공들의 침착한 소리는 주종 과정에서 경험한 마법과도 같은 순간이었다. -본문 112쪽(현장을 찾아서 - 삶의 종소리)지구상의 가난한 지역에서는 지금도 가장 단순한 수단만으로, 때로는 자신들의 목숨을 내걸고 금속을 캐내는 금 채굴꾼들이 있다. 그들은 강에서 하루 종일 허리를 숙인 채 힘들게 사금을 채취하면서 번 돈으로 가족의 생계를 이어 간다. 그들은 땅에 구멍을 파고 좁은 갱을 만들어 암석이 있는 곳으로 들어간다. 그런 곳에는 작은 환풍기 하나만으로 공기를 통하게 해 놓았고, 사고도 일상적으로 일어난다. 몽골과 남아메리카, 콩고, 아프리카의 여러 나라에서 그런 일이 벌어진다. 부자 나라를 위해 가난한 나라의 금을 캐내는 것이다. -본문 151쪽(신들의 육신 - 황금, 권력과 탐욕의 금속)

금속을 만든 인간, 금속이 만든 세상에 관한
거의 모든 이야기 “다채롭고 모순투성이인 금속의 세계로 여행을 떠나 보자.”
평화의 종소리를 내기도 하고 전쟁의 포성을 내기도 하는 두 얼굴의 보물
과학, 예술, 산업, 경제, 정치 등 다양한 눈으로 들여다본 금속의 문화사청동기 시대와 철기 시대, 산업혁명과 1, 2차 세계대전 등 인류 역사의 중요한 시기를 이끈 결정적 요소가 바로 금속이다. 땅속에 묻혀 있던 금속을 꺼내 다양하게 가공하고 단련하면서 인간 사회는 근본적으로 변화했다. 농부가 아닌 직업(광부와 대장장이)이 생겨나고 분업이 가속화되었으며, 청동의 수요가 늘면서 무역이 활발하게 이루어졌다. 금속으로 무기를 만들면서 전쟁의 규모와 양상이 달라졌고, 철도가 놓이고 기계가 발달해 그야말로 ‘혁명’이라 부를 만한 대량생산 시대가 열렸다. 이른바 ‘신소재’가 다양하게 개발되는 오늘날에도 금속은 여전히 중요하다. 오히려 이전에는 주목받지 못했던 다양한 금속들이 스마트폰, 평면 텔레비전, 저에너지 전구, 발전기 영구자석 등 최첨단 기술의 필수 요소가 되었다.
『세상의 금속』은 이처럼 우리 삶에 오랫동안 영향을 미치고 있는 금속을 다양한 시각에서 들여다보는 책이다. 저자 라인하르트 오스테로트는 『세상의 나무』에서 세상을 구성하며 우리 삶과 맞닿아 있는 나무의 다양한 특징과 쓰임새, 인간과 나무의 사회문화사적 관계까지 살펴본 데 이어, 이번에는 매끈하고 반짝거리면서 차갑고 날카롭기도 한 매력적인 금속의 세계로 독자들을 이끈다. 유머를 잃지 않는 문장과 흥미를 돋우는 다양한 도판을 통해 인간이 발견하고 가공한 금속이 어떻게 세상을 바꾸어 왔는지 쉽고 재미있게 보여 준다.

책의 특징
■ 얇은 책 한 권으로 금속의 다채로운 세계를 들여다보다
168쪽짜리 책에 금속에 관한 모든 이야기를 담았다고 하면 아무래도 믿기 어려울 것이다. 그러나 실제로 『세상의 금속』을 읽어 보면 이것이 결코 지나친 과장이 아님을 알게 된다.
집에서 드릴을 이용해 금속에 구멍을 뚫는 이야기로 가볍게 흥미를 유발하더니, 전동드릴의 탄생과 발전, 산업화로 이야기가 확장된다. 금속에 정확한 구멍을 뚫게 되면서 산업혁명의 결정적 동력인 증기기관이 완성되었기 때문이다. 주기율표와 원자 모형을 통해 화학 원소인 금속의 물리 화학적 특성과 종류, 다양한 합금과 전자기성 연구 등을 설명하는 과학기술책인가 싶다가도, 산업화, 건축술, 환경오염과 경제 문제, 예술과 전쟁까지 그야말로 종횡무진으로 이야기가 펼쳐진다. 파편처럼 흩어진 이야기들을 하나로 엮어 금속에 관한 큰 그림을 그리는 저자의 재능이 유감없이 발휘된다. 강철을 제련하는 다양한 방법과 초기 에펠탑의 수난사, 강철로 만든 리처드 세라의 예술 작품과 2차 대전에 등장한 열차포 ‘도라’ 이야기를 모두 이 얇은 한 권의 책 속에서 흥미롭게 읽어 볼 수 있다.
여기에 더해, 금속에 얽힌 재미있고 의미 있는 일화들과 금속에 관련한 개념 및 관용적 표현 등을 상자 글과 ‘알아보기’를 통해 소개하며 내용의 밀도를 높였다.

■ 가자, 현장으로! 진짜 금속의 세계를 만나는 모험
항상 손에 붙어 있는 스마트폰에서부터 자동차나 비행기, 화장실 수도꼭지는 물론 끼니때마다 쓰는 수저, 주머니 속 동전에 이르기까지, 금속은 우리 생활 전반에 속속들이 자리하고 있다. 그럼에도 차갑고 날카로운 속성 때문인지 썩 친근하게 느껴지지는 않는다. 금속이라고 하면, 우선 복잡한 주기율표와 녹는점, 끓는점 등 외워야 할 수치들이 떠올라 두통을 호소하는 사람도 있겠고, 거대한 제철소나 공장 기계를 연상하며 딴 세상 이야기라고 단정 짓는 사람도 있을 것이다. 저자는 멀게만 보이는 금속의 세계로 독자를 이끌기 위해, 금속의 특성과 쓰임새, 금속과 인류사를 이론적으로 설명하는 데 그치지 않는다.
‘현장을 찾아서’라는 특별한 장들에는, 유네스코 세계문화유산으로 지정된 광산 박물관과 장인이 종을 만드는 유서 깊은 주종소, 철도에 전력을 제공하는 발전소와 발전기 터빈을 생산하는 공장 등 평소 접하기 힘든 여러 현장들을 직접 찾아가 보고 듣고 느낀 저자의 체험담이 담겨 있다. 광산 박물관에서 채광의 역사와 광석층의 생성 과정을 되짚어 보고, 주종소에서는 금속으로 물건을 만드는 원시적인 제작 과정을 접하게 되며, 발전소와 공장을 다니며 최첨단 산업에서 금속의 쓰임에 대해 생각한다. 어두컴컴한 함정 같은 갱도를 지나는 두려움, 부글거리는 금속 액체가 땅속에 묻힌 종 틀로 흘러들어 갈 때의 숨 막히는 긴장감, 시끄럽고 뜨거운 괴물들에 둘러싸인 듯한 발전소 기계실에서의 낯선 경험, 거대하고도 정교한 터빈 조립 공정의 위압감 등 저자가 느끼는 감정까지 독자에게 생생하게 전달된다.

■ 철학적 고민을 던져 주는 금속의 두 얼굴, 칼과 악기
『세상의 금속』을 읽어 나가다 보면, 상당히 중요하고 무거운 고민과 거듭 마주하게 된다. 저자는 금속이 ‘모순투성이’라고 이야기하는데, 단순히 겉으로 보이는 금속 자체의 특성 때문만은 아니다. 매끄럽고 반짝거리는 모습으로 유혹하지만 차갑고 날카로운 금속, 인체를 구성하는 필수 요소이기도 하고 극소량으로도 인체에 치명적인 위협을 가하는 독소이기도 한 금속은 인간의 삶과 공동체에 양면적인 영향들을 끼쳐 왔다.
예컨대 강철 찌꺼기에 포함된 인은 식물이 생장하는 데 꼭 필요한 요소로 산성 토양을 중화하여 생산량을 높이는데, 제철 산업에서 나온 찌꺼기를 이용해 인공 비료를 대량 생산하게 된 20세기 이후 인은 오히려 토양과 하천 오염의 주범이 되었다. 한편, 1, 2차 대전 당시 유럽에서는 청동 종 15만 개 이상을 녹여 대포를 만들었고, 1983년 동독의 예술가들은 바르샤바 조약 기구와 북대서양 조약 기구의 군비 경쟁에 반대하며 칼을 쟁기로 만드는 평화 시위를 벌였다. 평화를 알리는 종소리와 잔인한 전쟁의 포성, 생명을 키워 내는 쟁기와 생명을 파괴하는 칼, 대척점에 선 두 금속음이 한 몸에서 흘러나오는 모순은 금속을 대하는 인간의 태도에 대해 고민하게 한다.
이런 문제는 희토류 금속의 채굴에서 가장 극명하게 드러난다. 세륨, 네오디뮴, 사마륨, 이트륨 등 열일곱 개의 희토류 금속은 첨단 기술의 핵심 원소로 새롭게 주목받고 있다. 스마트폰, 컴퓨터, 평판 디스플레이, 태양광 시설, 축전지, 광섬유 케이블 등은 희토류 원소가 없으면 생산이 불가능하다. 한데 희토류는 대부분 압축된 광물이 아니라 다른 금속들과 섞이고 암석에 감춰진 복잡한 산화물 형태로 존재하며 까다로운 성질 때문에 순수한 상태로 분리하기가 매우 어렵다. 따라서 희토류를 채굴하고 정제하는 작업에는 어마어마한 비용과 노력이 든다. 무엇보다 채굴 과정에서 거의 1000미터에 이르는 땅을 마구 파헤치며 유독한 화학 물질을 써서 암석을 녹이기 때문에 주변 지역이 심각하게 오염된다. 심지어 방사능도 누출된다. 이것이 화석 연료의 사용을 줄여 줄 친환경 ‘녹색 기술’의 전령으로 여겨지는 희토류 채굴의 어둡고 지저분한 이면이다. 이와 더불어 폐기물에서 금속(특히 희토류)을 회수하려는 ‘도시 광산업’도 취지는 금속 자원을 재생하고 순환하는 건강한 미래 기술이지만, 현재는 가난한 나라 사람들이 쓰레기더미에서 유독 가스를 마시며 원시적이고 비생산적인 방식으로 작업하고 있어 개선이 시급하다. 아울러 금속이 풍부하게 매장되어 있음에도 단일 자원에 대한 의존도가 높고 경제 부패가 만연해, 국민들이 목숨을 걸고 위험한 채취와 채굴에 매달려도 점점 더 가난에 시달리는 ‘자원의 저주’ 문제 역시 심각하다.
이처럼 『세상의 금속』은 단순히 금속에 관해 설명하고 역사적 사실을 전달하는 데서 그치지 않고, 금속과 관련한 과거, 현재, 미래의 여러 이슈에서 빛과 그림자를 함께 보여 주며, 평화와 환경, 경제 정의의 문제까지 독자의 생각을 확장시킨다.