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기포의 파열을 조심하라

빠르게 흐르는 물의 파괴력과 캐비테이션

에 의해
번역자: 한국창조과학회 (creation.or.kr)

Erik Axdahl 촬영 Wikimedia.org5386cavitationdamage
.배의 프로펠러에 생긴 캐비테이션 손상(cavitation damage).

영국 해군의 선박들이 제1차 세계대전 중 그들 선박의 프로펠러들에 설명할 수 없는 심각한 손상들을 겪고 있을 때, 물리학자들은 격렬한 ‘기포 캐비테이션(bubble cavitation1)’이 그 원인이었음을 밝혀내었고 그 문제를 해결하였다. 이것은 아주 작은 기포들이 자라나고 프로펠러 주변에 격렬한 물 흐름으로 인한 압력변화의 결과로서 붕괴가 일어나기 때문에 생기는 것이다. 그러나 기포들이 그들의 파괴적인 에너지를 방출하기 전에 얼마나 뜨거워지는지는 아무도 정확히 알지 못했었다.

그러나 최근에 연구원들은 작은 기포 안의 온도가 매우 높게 올라갈 수 있어서 기포들이 작열하여 빛을 내기 시작한다는 것을 발견하였다. 실제로 온도들은 15,000 도(K) 까지도 올라갈 수 있다는 증거가 있다.2 이것은 붕괴된 기포들이 하나의 뜨거운 플라스마 핵(hot plasma core)을 가지고 있음을, 즉 예컨대 밝은 별의 표면만큼 뜨거울 수 있음을 시사한다.3

그렇다면 1983년 글렌 캐년 댐(Glen Canyon Dam)에서 발생했었던 것과 같이, 빠르게 흐르는 물(fast-flowing water)은 댐의 방수로 터널(tunnel spillways)의 단단한 콘크리트 벽을 뜯어낼 수 있다는 것이 확실해졌다.4 예상 밖의 홍수는 글렌 캐년 댐의 방수로에 압력을 가했고, 며칠 후 방류로 인한 ‘가벼운 소음과 진동‘이 접합부와 댐 자체에서 느껴지기 시작했다. 그때 방수로 출구에서 분사되는 방출수를 관찰했던 사람들은 빠른 물의 흐름으로 인해 강제적으로 배출되는 부스러기들을 목격했다. 그 부스러기들은 콘크리트 덩어리들, 철근 파편들, 그리고 아주 당황스럽게도 강 위쪽의 사암 조각들처럼 보이는 것들을 포함하고 있었다.

비가 그치지 않으면서, 글렌 캐년 댐의 수위는 더욱 높아졌다. 방수로 터널 중 하나의 방출수는 ”댐 아래의 전 강물을 선명한 호박색(amber color)으로 바꿔놓고 있었다.” 그 사건에 대한 하나의 분석은 다음과 같은 것이었다 : ”사금채취 시 수압노즐 전의 토양처럼 나바조 사암(Navajo sandstone)이 파여지고 있다.”4

댐의 기저부에 있는 수력발전소 근처에 위치한 식당에서 근무했던 한 근로자는 후에 그 소리는 마치 베트남 전쟁시 경험했던 대포가 연속적으로 발사되는 소리와 비슷했다고 말했다.

Bureau of Reclamation, U.S. Dept of the Interior 촬영5386glencanyonspillway
1983년에 발생한 글렌 캐년 댐 방수로의 손상.

그 일 후에 최악의 영향을 받은 한 방수로를 조사한 결과, 강화 콘크리트를 관통하여 사암 안으로 파여진 구멍이 나타났다. 그것은 깊이가 거의 15m, 길이가 45m에 달했다. 하나의 거대한 표석(3×4.5m)이 터널 아래 중간 부근에서(구멍 저쪽에서) 발견되었다. 다른 터널들은 손상이 좀 덜했다. 그러나 25mm 크기의 철근(rebar)이 요리된 생선에서 뼈를 뽑아내듯이 콘크리트에서 뽑혀져 나왔다.

미국 내무부는 나중에 손상의 시작은 캐비테이션(cavitation, 공동현상) 때문이었고, 이어서 극적으로 증가된 기계적 침식이 뒤따랐다고 보고하였다. 흥미롭게도 1997년에 캐비테이션 전문가이며 창조론자인 에드먼드 홀로이드(Edmund Holroyd) 박사는 우리와의 인터뷰에서, ”캐비테이션은 대대적인 침식이 대홍수 초기 단계에서 어떻게 일어날 수 있었는지에 대한 우리의 이해를 돕는 데에 매우 중요하다”는 강한 신념을 우리에게 말했다. (그가 말한 대홍수는 물론 창세기 대홍수를 의미했다). 홀로이드 박사는 공동현상을 일으키는 물의 잠재적인5 파괴력에 너무나도 익숙해 있었다 :

”물이 10m 이하의 깊이에서 매우 빠른 속도(초당 30m 정도)로 흐르면서 한 돌출부위를 넘어갈 때, 물은 작은 기포들을 형성하면서 수증기로 변화될 수 있다. 이들 기포들은 압력이 회복될 때 다시 붕괴된다. 그리고 그것은 초음속의 속도로 그렇게 진행되며, 믿기 어려울 만큼의 압력을 가진 충격파(shock waves)들을 만들어낸다. 이것은 기포들이 붕괴되는 곳의 바로 다음 표면을 가루로 만든다. 그래서 그것은 정상적인 침식보다 엄청나게 빠른 속도로 바위의 표면들을 ”먹어치울” 수 있다. 실험실에서는 그러한 캐비테이션 물은 심지어 강철의 표면도 빠르게 ”먹어치울” 것이다.”6

격렬하게 흐르는 물이 엄청난 파괴력을 가지고 있다면, 당신은 전 지구적 홍수의 유산을 상상해볼 수 있는가? 오늘날 지구의 지형을 둘러보면, 창세기 6-9장에 기술된 격변적인 대홍수의 남겨진 ‘징후들’을 쉽게 발견할 수 있다. 전 세계는 엄청난 홍수물이 대륙들로부터 물러갈 때 그 빠져나가는 물에 의해 침식된 가파른 협곡들과 계곡들로 가득하다! 이 캐비테이션 현상에 대한 우리의 증가되는 지식은 분명히 대홍수 기간에 작용했던 거대한 침식력을 이해하는데 도움을 준다. 물론 부러 잊으려 하는 사람들은 볼 수 없고 알 수도 없다 :

”먼저 이것을 알찌니 말세에 기롱하는 자들이 와서 자기의 정욕을 좇아 행하며 기롱하여 가로되 주의 강림하신다는 약속이 어디 있느뇨 조상들이 잔 후로부터 만물이 처음 창조할 때와 같이 그냥 있다 하니 이는 하늘이 옛적부터 있는 것과 땅이 물에서 나와 물로 성립한 것도 하나님의 말씀으로 된 것을 저희가 부러 잊으려 함이로다 이로 말미암아 그때 세상은 물의 넘침으로 멸망하였으되.” (베드로후서 3:3-6)
10-2-024

관련 자료

스티븐 오스틴 박사의 책, ”그랜드 캐니언: 대격변의 기념비(Grand Canyon: Monument to Catastrophe).” 저명한 지질학자인 스티븐 오스틴(Steven Austin) 박사는 그랜드 캐년(Grand Canyon)이 어떻게 형성되었는지를 성경적 관점에서 설명하고 있다. 이 책은 크리스천들이 창세기, 젊은 지구, 전 지구적인 홍수 등을 방어하기 위해서 가져야할 지질학과 생물학에 관한 풍부한 정보를 담고 있다. 또한 세인트 헬렌 산(Mount St. Helens)의 폭발에 관한 자료들을 포함하고 있다. 소프트 커버. (고등학생 이상 성인용). 282쪽.


참고 문헌및 메모

  1. Cavitation is somewhat like boiling. Even non-boiling liquids have some molecules escaping as gas, and some of these molecules return to the liquid. At equilibrium, the gas has a certain vapour pressure. Boiling occurs when the liquid is hot enough to raise its vapour pressure above atmospheric pressure. At high altitude, it takes a lower temperature to boil because the atmospheric pressure. Cavitation takes this a step further: the fast flow of a liquid lowers the pressure by the Bernoulli effect, and when the pressure drops below the vapour pressure, bubbles of vapour are produced. Shallow water is worse because there is less pressure from the weight of the liquid. The damage is caused when the bubble bursts, since the pressure of the surrounding liquid is very high for small bubbles (inversely proportional to the radius). 텍스트로돌아 가기.
  2. Flannigan, D.J., and Suslick, K.S., Plasma formation and temperature measurement during single-bubble cavitation, Nature 434(7029):52–55, 3 March 2005. 텍스트로돌아 가기.
  3. Lohse, D., Cavitation hots up, Nature 434(7029):33–34, 3 March 2005. 텍스트로돌아 가기.
  4. Hannon, S., The 1983 Flood at Glen Canyon, Glen Canyon Institute, glencanyon.org, acc. 17 October 2007. 텍스트로돌아 가기.
  5. We do not see cavitation in every situation with fast-flowing water because conditions are not always conducive for it to occur. For example, as Dr Holroyd points out, water flowing over topographical ‘bumps’ and ‘holes’ is more likely to cavitate than water flowing over a smooth surface. Very high rates of flow are required—shallow water (< 10 metres deep) must be flowing at speeds of at least 30 m/s—and the deeper the water, the greater the speed required for cavitation. Holroyd, E., Cavitation processes during catastrophic floods, Proceedings of the 2nd International Conference on Creationism July–August 1990, pp. 101–113 (note especially pp. 108–109). 텍스트로돌아 가기.
  6. Cardno, S., and Wieland, C., Clouds, coins and creation: An airport encounter with professional scientist and creationist Dr Edmond Holroyd, Creation 20(1):22–23, 1997. 텍스트로돌아 가기.