모래
[image]
1. 개요
'''모래'''
[]2. 구성
모래의 조성은 매우 다양하고, 모래가 있는 지역의 바위의 조성과 상태에 따라 달라진다. 일반적으로 가장 많은 성분은 이산화규소(SiO2, 실리카)로서, 모래에 석영 형태로 포함되어 있다. 석영은 화학적으로 안정되어 있고, 경도도 높아서 풍화 작용을 잘 견디기 때문에 가장 많이 남아 있는 것이다. 두 번째로 많은 성분은 탄산칼슘. 몇 억 년간이라는 긴 세월에 걸쳐서 조개껍질 / 산호의 가루가 모래에 축적되는 경우가 많아서다. 특히 열대 지역의 해변의 모래에는 이산화규소보다 탄산칼슘이 더 많다.
3. 생물
조개 같은 생물체가 모래의 한 성분이 되기도 하지만, 반대로 생물체가 모래를 이용해서 몸을 이루는 경우도 있다. 일부 말미잘류는 골격이 없는 대신 패각이나 모래를 이용해서 몸체를 보강한다. 골격은 아니지만, 조류는 이빨이 없기 때문에 몸 속에 모래주머니에 모래나 작은 돌을 담아서 먹이를 잘게 부순다. 술안주로 먹는 닭똥집이 바로 이 모래주머니다.
수박이나 땅콩 등은 물빠짐이 좋은 환경이 필요하므로 모래가 섞인 토질에서 재배하곤 한다.
4. 색과 모양
모래의 색은 어두운 노란색[1]이 가장 흔하지만, 사실 모래의 색은 흰색, 검은색, 녹색 등 다양하다. 모래를 구성하는 성분에 따라 모래의 색이 결정되는데, 성분 구성이 다양하기 때문이다.
- 어두운 노란색
- 흰색
- 검은색
- 녹색
감람석, 해록석 등으로부터 만들어진 모래.
모래알의 모양은 모래마다 다르다. 풍화된 지 얼마 안된 모래는 각이 져있고, 생성된지 오래 되었거나 먼 곳으로부터 실려온 모래는 모래알이 둥글다. 오랜 시간이 흐르거나 물에서 긴 운반 과정을 거칠 때 물속에서 회전하며 모서리가 닳기 때문이다.5. 원천
모래를 채취하는 곳은 당연히 강과 바다. 바다 모래가 양이 압도적으로 많긴 한데, 예전에는 모래의 주 용도인 건설자재로 쓰이지 못했다. 바다 모래에는 염분이 포함되어 있어 콘크리트 안에 들어가는 철근의 부식을 일으키기 때문이다. 따라서 강에서 집중적으로 모래를 채취하여 사용했지만, 하도 파다보니 강 모래가 부족하게 되었고, 대안으로 바다 모래가 사용되기 시작했다. 제염설비로 바다모래의 소금기를 제거하여 건설용으로 써도 문제가 없는 모래를 얻을 수 있게 되었다. 물론 제대로 세척을 안 하면 부실공사의 우려가 있다.
사막의 모래는 소금기가 없어 건설용으로 쓰면 좋을 것 같지만, 그 동안 사막 모래는 콘크리트의 재료로 쓰기 힘들었다. 물 속에서 만들어진 모래만 콘크리트에 쓸 수 있다. 모래 입자의 형태가 서로 완전히 다르기 때문이다(사막 모래는 입자가 둥글고, 물 모래는 입자가 각이 져 있다. 각진 모래만 콘크리트에 쓸 수 있으며, 둥근 모래를 콘크리트에 넣으면 결합력이 낮은 불량 콘크리트가 된다). 때문에 사막 투성이인 나라들이 호주 등지에서 수입해온 비싼 모래로 콘크리트를 만들곤 한다. 다만 강 모래의 고갈을 대비하여 사막 모래 콘크리트 개발에 대한 연구개발은 이어지고 있고, 몇가지 개발된 기술들도 있다. 이 기술이 아직 초기단계라 대대적으로 쓰이지 않고 있지만 만약 사막모래 콘크리트가 제대로 상용화된다면 걸프만 국가나 북아프리카 및 사헬지역, 몽골, 카자흐스탄, 투르크메니스탄, 우즈베키스탄 등 사막이 많거나 사막화로 고생하고있는 국가들에게 큰 기회가 될것이다.
심지어 바위를 파쇄해 건설용 모래를 생산하는 지역도 있다. 강에서 채취한 모래를 운반하는 비용보다 바위를 기계로 부수는 비용이 더 저렴한 지역에서 사용하는 방법.
해수욕장의 모래는 끊임없이 바다로 씻겨나가고 있기에, 매년 바다에서 퍼 온 모래로 보충해줘야 한다. 이처럼 바다나 강의 바닥에서 모래를 퍼내는 작업은 해당 생태계에 큰 악영향을 주기 때문에 고민거리.
6. 용도
- 질량 기준으로 인간이 가장 많이 소비하는 천연 자원이 바로 모래다. (물을 모래보다 더 사용하지만, 물은 사용하더라도 순환을 통해 자연으로 되돌아오는 데 비해, 모래는 사용되면 그것으로 끝이다). 콘크리트의 원료로 대량으로 소비되기 때문.
- 금속이나 목재, 광석을 연마하는데 사용되었다. 초기에는 기름, 물, 식초 등의 점착성과 연마성을 부여해 줄 다른 액상의 첨가물과 함께 섞은 모래 속에 금속이나 나무, 광석을 파묻거나 바른 뒤 손이나 도구 등으로 마찰시키거나 큰 통 안에 혼합 모래와 대상을 넣고 굴리는 방식으로 연마했으며 이후 이를 쓰기 좋게 만든 것이 사포다. 주로 녹을 연마하기 힘든 복잡하거나 굴곡이 많은 물건을 연마하는데 주로 이 방법이 사용되었는데, 대표적인 것이 통에 식초와 모래를 넣어 굴려서 녹을 벗겨내던 체인메일. 이후 기계 기술이 발전된 근현대에 들어서는 모래를 고압으로 분사하는 도구가 만들어져 녹을 물리적으로 제거하는 샌드 블래스팅 공정이 생겨났다. 다이아몬드 가공 시에도 곱게 빻은 다이아몬드 모래를 사용해서 가공한다.
- 석재 가공에도 먼 고대시절부터 사용되었다.
한때 오파츠로도 거론되던 고대 이집트의 코어7을 비롯한 화강암의 구멍 자국과 거기서 떨어져나온 돌 조각이 있는데,
[image]
이것에는 당시 기술로는 불가능해 보이는 공정을 통해 이루어진 이 원통 코어에는 절삭 기구의 흔적으로 보이는 촘촘한 나사산이 존재하는데, 화강암의 강도[3]를 버티면서 절삭하고 거기에 나사산까지 남길 수 있는 제조법과 공구는 후대에 전수되지 않았다고 알려졌지만...
이건 한국 국내에 한정되어 알려진 이야기이고 서양 학계, 특히 1983년 미국의 펜실베니아 대학교 부속 박물관 간행 잡지 'Expedition Magazine'에 개재된 실험에 의하면 고대 이집트 시기의 구리/청동기 도구 만으로도 화강암 절삭이 가능함을 실증/고증해 냈다. 당시 펜실베니아 대학교에서 실행한 절삭 실험은 세가지 이다;
이것에는 당시 기술로는 불가능해 보이는 공정을 통해 이루어진 이 원통 코어에는 절삭 기구의 흔적으로 보이는 촘촘한 나사산이 존재하는데, 화강암의 강도[3]를 버티면서 절삭하고 거기에 나사산까지 남길 수 있는 제조법과 공구는 후대에 전수되지 않았다고 알려졌지만...
이건 한국 국내에 한정되어 알려진 이야기이고 서양 학계, 특히 1983년 미국의 펜실베니아 대학교 부속 박물관 간행 잡지 'Expedition Magazine'에 개재된 실험에 의하면 고대 이집트 시기의 구리/청동기 도구 만으로도 화강암 절삭이 가능함을 실증/고증해 냈다. 당시 펜실베니아 대학교에서 실행한 절삭 실험은 세가지 이다;
- 1. 고대 기술 비교 검증을 위한 현대의 공구, 다이아몬드를 붙힌 강철 원통 톱
- 2. 고대 이집트 당시의 공구를 재현한 구리/청동기 원통 톱
- 3. 위와 같지만 절삭시 주변에 널려 있었던 석영 모래 혹은 풍화된 화강암질 모래를 연마제로 사용
1번 실험의 강철 톱은 위 사진의 원통 유물처럼 어느정도 나사산까지 보였지만 생각처럼 쉽게 구멍이 뚫리지 않았고, 결정적으로 현대의 공구이고 비교 대상이라 제외. 2번 실험은 구멍이 뚤리긴 했지만 구리/청동기 톱날이 너무 쉽게 무뎌져 주기적으로 톱을 교체해야 했고 결정적으로 절삭된 원통 화강암에서 위 사진의 원통 유물처럼 촘촘한 나사선이 안보였다. 그런데 3번째 실험에서는 너무나도 쉽게 절삭이 가능했고 거기에 촘촘한 나사선까지 보였다. 즉 다이아몬드를 연마할때 같은 강도를 지닌 고운 다이아몬드 가루를 사용하는것 처럼 화강암 덩어리와 같은 강도를 지닌 주변의 풍화된 화강암질 모래나 석영 모래[4]를 연마제로 사용하면 단단하던 화강암이 너무나도 쉽게 잘렸다.[5] 특히 코어에 보이던 나사산은 원통 톱이 돌을 쓸어 나가면서 중간에 낀 모래 조각들에 의해 생겨난다는것도 밝혀냈다. 거기에 3번 실험에서 조금더 나아가 모래와 함께 물이나 당시에도 있었던 올리브 오일을 같이 섞어 윤활제로 사용하면 모래를 단일 연마제로 사용했을때 보다 더 빨리 절삭이 가능하다는것도 밝혀냈다. 또한 물의 경우엔 너무 증발이 빨라 계속 보충해줘야 한다는 단점이 발견됬고 그래서 물보다는 올리브 오일을 사용하는게 더 낫다는 결과를 도출해 냈다. 펜실베니아 대학교 부속 박물관 관련 문서1983년 당시 잡지 기고문 겸 논문
잉카 제국의 돌로 쌓아 올린 건물의 돌 틈새를 면도날도 제대로 들어가지 않을 정도로 정교하게 짜맞추는 신비해 보이는 건축술도 구리나 석기, 나무 쐐기를 박아 물에 불리는 방법으로 쪼개고 대략 다듬은 것을 모래로 연마해서 짜맞추는 방법으로 만들어진 것이다.
이 모래를 사용한 석재의 틈새 연마 기술은 현대에도 훨씬 발전된 장비로 쓰여지고 있다.
즉, 정확한 연마제나 가공법에 관한 문헌은 내려오지 않지만 당시 실험 고증을 통해 주변에 널린 재료만으로도 단단한 화강암을 구리/청동기 도구만으로도 얼마든지 가공했다는걸 증명했다.
잉카 제국의 돌로 쌓아 올린 건물의 돌 틈새를 면도날도 제대로 들어가지 않을 정도로 정교하게 짜맞추는 신비해 보이는 건축술도 구리나 석기, 나무 쐐기를 박아 물에 불리는 방법으로 쪼개고 대략 다듬은 것을 모래로 연마해서 짜맞추는 방법으로 만들어진 것이다.
이 모래를 사용한 석재의 틈새 연마 기술은 현대에도 훨씬 발전된 장비로 쓰여지고 있다.
- 주물을 만들 때 틀(주형)로 사용된다. 모래(주물사라 한다)를 굳혀서 틀을 만들고, 여기에 용융된 금속을 부어 식혀 굳혀서 제품을 만든다. 모래는 모양을 만들기 쉽고 열에 강하며, 금속에서 나온 기체가 배출될 수 있기 때문에 오래전부터 주형의 재료로 이용돼오고 있다. 규사를 주로 하여 이에 점토를 섞고, 수분을 가해 틀을 만든다.
- 차 바퀴가 미끄러지지 않도록 빙판길에 뿌리기도 한다. 물론 염화칼슘 같은 제설제와는 달리 눈을 녹이지는 못한다.
- 주머니에 담아 모래주머니를 만들어 이런 저런 용도로 쓴다. 침수를 막는다든가 군대에서 기지방어용으로 쓴다든가.
- 모래시계의 핵심 원료이다.
- 호신용으로 쓸 수 있다.[8] 다만 이 방법은 예로부터 치졸하고 야비한 행위로 인식되어 일대일의 싸움 도중에 저지르게 되면 어지간한 이유가 없는 이상 시전자가 맹비난을 받게 된다. 같은 이유로 페퍼스프레이도 마찬가지이다.
- 옛날에 기름이 귀했을 시절에 한과를 모래를 이용해 튀기기도 하였다. 그 전통 방식이 그대로 이어져 내려와 장인이 가끔 모래를 이용해 튀기기도 한다. 인도에서도 튀김 요리를 기름을 쓰지 않고 모래로 튀겨 먹기도 하는 모양.
이 외에도 오븐이나 화덕이 발전되기 이전, 그리고 그것들을 조달하기 힘든 야전에서 불을 피우고 남은 달아오른 재와 섞인 모래에 빵이나 식물뿌리, 열매나 씨앗 등등을 넣어 구워먹는 조리법을 사용했었다.
7. 위험성
모래 자체는 위험하지 않으나, 모래를 이용한 작업은 위험할 수 있다. 대표적인 것이 모래를 쏴서 녹을 제거하는 샌드 블래스팅. 작업 과정에서 모래가루가 날리게 되고, 이를 흡입하면 건강에 해롭다. 따라서 보호 장구를 쓰고 작업해야 한다.
매년 봄이면 이때다 하고 불어오는 황사 또한 모래. 정확히는 중국 및 몽골 지역에서 날아오는 모래이다. 그 위험성은 매년 봄마다 뉴스에서 떠들어대는 걸 들었다면 잘 알 것이다. 호흡계를 망치는 건 기본에다가 심하면 눈에까지 문제를 일으킨다.
직접적으로 건강에 위험을 미치는 것은 아니지만, 모래나 골재 채취를 위해서 강바닥을 파는 준설작업은 환경 문제를 일으킬 수 있다. 일단 모래에서 살던 생명체들이 큰 타격을 입는 데다가 고운 모래 입자나 흙 입자가 수중에서 부유하면서 물을 뿌옇게 만들어 버리고 그 결과 수중 광합성을 하던 조류들이 죄다 죽어버린다. 물고기 아가미에 모래 입자가 들어가 문제를 일으키는 것도 덤이다. 문제는 이런 입자가 강을 타고 계속 흘러내려가기 때문에 넓은 범위에서 꾸준한 피해를 줄 수 있다는 점이다.
이 외에도, 운동장에서 놀다가 눈에 들어가는 경우도 꽤 있는데, 비비면 오히려 더 아프게 되니까 물이나 눈물로 흘려보내자. 그리고 놀기 전에 근처에 물이나 식수가 있는지 확인이라도 해두자.
8. 생태계 파괴
모래가 없으면 생각 이상으로 매우 심각하다. 인공구조물에 의한 모래 생성 순환 방해와 건설업체 등이 파가는 모래는 톤 단위인데, 이것이 바다 생태계 파괴와 더불어 쓰나미가 생기는 우려가 상당히 심각한 수준으로 나온다.
화재대비용을 위해서 방화사로 사용하기위해 퍼가는 모래양도 상당하다.
대표적으로 해수욕장 자체가 유실 될 위험성이 도사리고 있는 데다가, 밀려오는 파도의 높이는 4m에서 6m 수준이다. 만에 하나, 자연재해인 쓰나미라도 몰려오는 날에는 헬게이트 확정. 이런 파도가 모래 없이 저지할 만한 기반없이 내버려두면 민가를 초토화시킬 것이 뻔하다.
이런 모래를 자꾸 퍼가게 될 경우 침식이 시작되고 종국에는 토사든 암석이든 다 깎여 나가기 때문에 괜히 지방자치 단체가 돈 들여서 모래 쌓는 게 아니다. 그러나 결국은 밑 빠진 독에 물 붓기. 해외에서는 무분별한 모래 채집으로 인해 '''섬이 사라졌다'''는 보고도 있다. 심지어 모래를 퍼 가지 않고 해안에 용벽만 쌓아도 바다 흐름의 변화, 바람의 변화로 인해 모래사장에 모래가 사라지고, 항구에는 모래가 쌓이는 기막힌 일이 벌어지기도 한다.
환경단체와 건설업체는 매번 모래 때문에 자연재해로 인한 손실을 줄이라는 항의를 하지만, 건설업체 입장에서는 돈 받은 만큼 일한다고 주장하기 때문에 난항이 예상된다. 정부에서 받는 예산가지고 생계를 꾸려나가는 군과 시에서는 매번 골머리를 앓고있다.
[1] 모래색이라는 색깔도 있는데 모래같이 회색을 띠는 노란색. 표준어 맞다![2] 사막의 모래는 너무 고운 탓에 건축용으로는 혼입해서 사용할 수 없다.[3] 화강암은 다루기 만만한 돌이 아니다. 조각 및 건축에서는 상대적으로 다루기 쉬운 대리석을 선호하는 편.(대신 대리석은 산성비에 취약한 단점이 있다.) 전근대 미술 중 석굴암 조각이 찬사를 받는 것도 신라 시대에 대리석에 비해 가공이 어려운 화강암으로 대리석 못지 않은 섬세한 조각 작품을 만들어냈기 때문.[4] 주변 화강암의 석영 함유율이 상당히 높은것으로 밝혀졌다[5] 톱은 연마제를 고정시켜주는 역할을 하고 실제 절삭은 모래가 하게 되는것[6] 모래를 사용하면 일반화재뿐만 아니라 유류, 전기, 심지어는 식용유와 금속화재까지 모조리 진화할 수있는 장점이 있다. 물은 오직 일반화재만 진화할 수 있고 나머지 화재에는 오히려 위험을 초래할 수 있다. 포말은 일반, 유류화재에 적합하나 전기화재는 부적합하고 이산화탄소는 물과는 정반대로 유류, 전기화재에 적합하고 일반화재에는 부적합하다. 분말이나 할론은 그나마 일반, 유류, 전기화재 모두 적합하나 역시 식용유나 금속화재에는 무리이다. 식용유화재는 K급화재용소화기, 금속화재는 D급화재용소화기로만 진압가능하다. 다만 K급화재용소화기는 전기화재용으로는 부적합하고 D급화재용소화기는 가격이 매우 비싸서 일상생활에서 구입하다가 배치해놓기 힘들다. 하지만 모래는 일반, 유류, 전기, 식용유, 금속화재 전부 다 진압할 수 있다. 그래서 주유소나 변전소, 주방, 실험실, 금속을 다루는 공장에서는 모래를 배치하는게 좋다. 게다가 모래는 값싸고 흔하기까지 하다. 예전에 실험실에 금속화재가 발생했는데 이때 포크레인을 몰고 와서 모래를 대량으로 살포해서 화재를 진압했다고도 한다.[7] 다만 모래도 예외는 있는데 금속화재중에서 칼륨만큼은 모래로 끌수없다.왜냐면 모래속에 포함된 규소가 칼륨과 반응해서 역효과가 날수있기때문이다.그래서 칼륨에 의한 금속화재는 액체질소나 co2소화기 아니면 아예 금속화재용소화기로 꺼야한다.[8] 모래가 눈이나 호흡기에 들어가면 고통을 유발하기 때문에 페퍼스프레이처럼 활용할 수 있다. 다만 페퍼스프레이의 주성분은 캡사이신인데 모래의 제압효과는 캡사이신보다는 떨어지므로 맹신은 금물.