KISTI의 과학향기

“어흥, 떡 하나 주면 안 잡아 먹지.” 우는 아이의 울음을 그치게 한다는 호랑이. 지금이야 시베리아 호랑이를 들여와 호랑이를 복원한다는 계획도 있고, 강원도 어디에서 호랑이가 나타났느니, 호랑이를 봤다느니 하는 이야기가 우리를 설레게 하지만, 옛날에 담배 피던(?) 호랑이는 무서움과 공포의 대상이었다. 그런데 우리가 호랑이를 무섭다고 느끼는 이유가 호랑이가 내는 초저주파 때문이라는데, 도대체 초저주파가 무엇이길래 우리를 공포로 몰아갈까?

우리 주위에는 다양한 소리들이 존재한다. 이러한 소리들 중에는 우리가 분별해 낼 수 있는 소리들도 있지만, 파장이 너무 길거나 짧아서 분별해 낼 수 없는 소리들도 있다. 소리(sound, 音)란 사람의 청각기관을 자극하여 청각을 일으키는 것을 말하며, 사람이 들을 수 있는 소리의 범위는 진동수 20hz~20,000hz 사이의 가청음이다. 또한 진동수가 20,000hz 이상인 소리는 초음파(超音波, supersound), 진동수가 20hz미만인 소리는 초저주파(超低周波, very low frequency[VLF])라고 한다. 가청 주파수가 넘어가는 이러한 음들은 우리 귀에는 들리지 않는 불가청음(Infrasound)이다. 이 중 우리가 알아보려고 하는 것이 진동수가 20hz 미만이어서 귀에 들리지 않는 초저주파이다.

사람들에게 들리지 않아서 그렇지, 동물의 세계에서 초저주파는 다양한 용도로 쓰인다. 암코끼리가 멀리 떨어진 수컷을 유혹할 때 초저주파를 내는데, 그 진동수가 5hz~50hz 사이라고 한다. 코뿔소와 고래 등도 멀리 떨어진 동료와의 의사소통에 초저주파를 이용한다. 이는 초저주파의 파장이 길기 때문에 멀리까지 전달이 가능하기 때문이다.
또한 호랑이의 초저주파와 같이 상대를 떨게 만드는 역할도 한다. 영국에서는 17hz가 나는 초저주파 발생음을 750명에게 들려주고 실험을 한 결과, 대부분의 사람들이 ‘이상한 분위기’를 느꼈다고 한다. 교회나 성당에서 신도들이 경외심과 경건함을 느끼는 이유도 파이프 오르간이 내는 초저주파 때문이라는 주장도 있는데, 어느 정도 일리가 있다 하겠다.

핵폭탄이 터지거나 핵실험 진행 시에도 초저주파가 발생하는데, 이런 특성을 이용해 핵무기 확산을 막기 위한 초저주파관측소가 전세계 곳곳에 운영되고 있다. 즉, 어느 곳에서 핵실험이나 핵폭발이 일어나면 핵실험 감시 장치인 초저주파관측소에서 0.002~40hz의 초저주파를 잡아내어 그 진원지를 정확히 파악할 수 있게 되고, 핵무기가 확산되는 것을 막는 역할을 한다는 얘기다.
그런데, 화산, 토네이도, 태풍, 지구와 유성의 충동 등의 자연재해에서도 초저주파가 발생된다. 따라서 최근에는 초저주파관측소가 핵무기 확산을 막는 일차적인 역할 이외에도 자연재해를 미리 예측하고 알림으로써 인간의 피해를 최소화하는데도 이용되고 있다. 실제로 작년 동남아 일대에 엄청난 피해를 가져왔던 ‘쓰나미’도 초저주파관측소에서 관측되었다고 하는데, 예보가 제대로 이루어졌으면 어떨까 하는 안타까운 생각도 해 본다.

우리 인간들이 이러한 초저주파를 그냥 둘 리가 없을 것이다. 냉전 시대인 1950년대에는 초저주파를 무기로 개발하려는 시도가 있었으며, 최근 미군은 아프카니스탄 전쟁시 기지 방어용으로 사용했다고 한다. 그리고 초저주파가 인간에게 구토나 어지러움증을 유발한다는 점을 이용해 시위대나 대규모 군중들을 해산 시키기 위한 진압용 무기로 개발하기 위한 연구가 한창이라고 한다.

초저주파가 멀리까지 전파된다는 특징을 이용해, 코끼리나 코뿔소와 같은 동물들처럼 통신용으로 사용되기도 한다. 작년에 한창 이슈가 되었던 ‘잠수함 통신소’ 사업도 초저주파를 이용해 잠수함 간에 통신을 하겠다는 사업이다. 정보 보안이 필요한 군 사업에 대해 미리 정보가 노출되었다는 점 때문에 정치적인 이슈가 되기도 했지만, 이 사업의 핵심은 잠수함이 가지는 작전상 은밀성을 최대화하기 위해 초저주파를 이용하겠다는 것이다. 실제로 미국은 전 세계 6곳에 잠수함 통신소를 설치해 작전에 사용하고 있다.

만약, 호랑이처럼, 초저주파가 상대를 위협하거나 군사용 무기로 쓰인다면 인간에게 큰 피해를 가져 다 줄 것이다. 냉전시대의 핵처럼 인간이 어떤 목적과 용도로 쓰기에 따라 초저주파도 그 위상이 달라질 수 있다는 얘기다. 앞으로 초저주파에 대한 더 많은 연구와 실험이 진행되겠지만, 모쪼록 인류에게 유익한 방법으로 이용되기를 기대해 본다. (글 : 과학향기 편집부)