세상이 쪼갤 듯이 우렁찬 천둥소리. 어느 집의 대추나무에라도 벼락이 떨어졌는지 번쩍거리면서 질러대는 저 험악한 비명은 대체 어떻게 만들어지는 것일까?

천둥을 동반한 번개는 보통 적란운, 즉 소나기 구름에서 발생한다. 구름의 내부에는 작은 물방울이나 얼음 알갱이가 존재하는데 이들이 움직이고 서로 부딪히면서 전하가 발생한다. 작은 물방울은 상승기류를 타고 올라가며 물방울(얼음)은 음전하로, 주변 공기는 양전하로 대전된다.

대체로 적란운의 상층부에는 양전하가, 하층부에는 음전하가 모인다. 상층부와 하층부의 전위차가 일정 수준을 넘으면 순간적으로 전류가 흐르는 방전 현상, 즉 번개가 나타나는데, 번개는 이 같이 구름 속에서 나타나는 전위차 때문에 생기며 90% 이상의 번개는 구름 속에서 사라진다. 나머지 10%는 땅으로 떨어지는데 이것을 벼락이라고 부른다.

구름에서 동아줄처럼 타고 내려온 음전하가 지면의 양전하와 만나는 순간 엄청난 기세로 양전하가 솟구친다. 이 벼락은 시속 43만 킬로미터로 속도로 0.00007초 만에 그 사이에 있는 것은 모두 파괴해 버린다. 전압은 10억 볼트에 이르며 전류는 5만 암페어로 100W 전구 7,000개를 8시간 켤 수 있는 어마어마한 량이다. 번개가 내려치는 순간 주변의 온도는 태양의 표면온도인 6,000도의 4배가 넘는 2만 7,000도에 이른다. 그 순간에 1cc의 물방이 23,000배 정도로 폭발하듯 팽창하면서 내는 소리가 천둥소리다. 천둥소리는 물방울이 찢어지는 아픔을 참지 못하고 뱉어내는 비명소리다.

벼락이 치는 날에는 절대 높은 곳은 피해야 하며 야외에서 가장 안전한 곳은 전류를 땅으로 흘려보낼 수 있는 자동차 안이다.

<출처=한겨레신문, 과학향기 “번개와 벼락의 차이는?”, 빌 브라이슨 “거의 모든 것의 역사, 페이스북 페이지 ”아빠가 들려주는 과학”>

글 허심 편집위원

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