영화 《투모로우》 과학으로 꼬집기

영화 《투모로우》_{The day after tomorrow}는 우리에게 여러 가지 생각할 거리를 주는 영화라고 생각합니다. 영화 자체의 완성도 등등도 상당히 높은 편입니다. 그러나 제가 처음 봤을 때는 별로 재미없다고 생각했었고, 조카도 며칠 전에 재미없다고 말하더군요. 왜 재미가 없었을까요?

영화의 기본 배경이 되는 이론인 대서양의 맥시코만류 형성 등에 대한 컨베이어벨트 이론도 상당히 흥미로웠습니다. 일단 온난화로 북극의 빙하가 녹아 바다로 흘러들어가면서 북대서양 바닷물 염도가 떨어져 해류의 순환이 마비되어 빙하기가 찾아올지도 모른다는 이 영화의 기본적인 가설에 대해서는 제가 비평할 수는 없습니다. 환경 문제는 분석이 매우 어렵고, 전공 과학자들조차 명확히 답을 모릅니다. (그러나 왜인지는 모르겠지만 이 영화가 개봉할 때쯤에 일반과학잡지들이 기사로 이에 대한 분석기사 등을 쏟아내기도 했습니다. 뭔가 마케팅의 힘이 있었던 것이 아닌가 생각합니다.)

그렇다면 이 영화의 세부적인 내용은 과학적일까요?
이 글에서 《투모로우》의 세부적인 몇 장면을 살펴보겠습니다.

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1. 거대한 빙하가 갈라지는 장면

영화가 시작되면 뭔가 불길한 여러가지 현상들이 나타납니다. 머피의 법칙과도 같이 재난영화는 항상 시작할 때 불길함을 몰고 다니죠. ^^

주인공 박사가 근무하던 남극에서 연구용으로 얼음을 채굴하고 있는 도중에 갑자기 거대한 빙산이 갈라집니다. 얼음을 채굴하기 위해서 큰 드릴로 구멍을 뚫었기 때문에 갑자기 거대한 빙산이 갈라진 것일까요? 마치 옛날 애니메이션 《아이스에이지》_{Ice age}에서 나왔던 다람쥐의 도토리처럼 드릴이 어떤 변화의 key로 작용한 것일까요?

그러나 여기에는 한 가지 중요한 것이 빠져있습니다. 갈라져 떨어져 나가는 얼음덩어리가 엄청나게 큽니다. 그래서 영화에서처럼 빠른 속도로 틈새가 벌어지기 위해서는 얼음덩어리의 크기만큼 엄청난 힘이 필요합니다. 하지만 영화에서는 빙하를 움직일 수 있는 뚜렷한 힘이 존재하지 않는다면 깨지는 것 자체는 급격히 진행되더라도 그 틈이 벌어지는 데는 보통 며칠에서 몇 달의 시간이 필요합니다. 2006 년 남극의 거대한 빙붕이 갈라지는데 한 달이 걸렸다는 연구결과가 있습니다.
실제로 빙하가 갈라지는 현상은 빈번히 발생하며, 필요한 시간이 매우 오래 걸립니다. 이렇게 갈라지는 과정에서 만들어진 틈은 크레바스라고 부릅니다.

따라서 영화에서처럼 갑자기 갈라져 생명이 위급하게 되는 상황은 발생하지 않을 것입니다. 물론 빙하의 하부에 거대한 크레바스가 미리 생겨 있었고, 겉만 얼음이 덮여있다가 어떤 계기로 얼음이 무너지는 것이라고 생각할 수도 있겠습니다만, 얼음이 동시에 무너지는 것을 신빙성이 없어 보입니다.

2. 큰 우박이 쏟아지는 장면

골프공(?) 크기의 우박은 어떻게 내리게 될까요? 그리고 골프공만한 우박은 흰 색을 띨까요?

보통 냉장고에서 얼음이 얼면 투명하게 얼게 되는데 얼음이 성장하는 과정에서 물 속에 녹아 있던 공기들이 분리되어 중앙에 모이게 됩니다. 빨리 얼리면 얼릴수록 공기는 더 잘게 분리되어 얼음이 희게 보이게 되고, 천천히 얼리면 얼릴수록 공기방울들이 가운데에 크게 모여서 얼음은 투명하게 업니다.

우박이 하늘에서 만들어질 때는 매우 습도가 높고 과냉각된 상태의 공기 속에서 만들어집니다. 불순물이나 얼음조각이나 작은 물방울 등의 어떤 알갱이가 있으면 주위의 수증기가 달라붙어 점점 커지게 됩니다. 상승기류가 없어 작은 알갱이가 낙하하면 내리는 눈으로 오거나 떨어지는 도중 녹아서 비가 됩니다. 녹지 않을 경우는 보통 볼 수 있는 작은 우박이 됩니다. 아주 특이한 경우엔 빗방울이 떨어지는 도중 얼어서 언 비가 내릴 때도 있습니다. 한 번의 낙하로 만들어진 우박은 떨어지는 시간이 짧기 때문에 크기가 작을 수밖에 없습니다. 손가락 한 마디만한 정도의 크기가 한계인데, 그보다 더 큰 우박이 내리기 위해서는 또 다른 원인이 있어야 합니다.

우박이 떨어지는 동안 지면에서 빠르게 상승하는 공기를 만나게 되면 알갱이는 다시 하늘로 올라가게 됩니다. 보통 우박의 표면적은 지름의 제곱에 비례하고, 우박의 무게는 지름의 세제곱에 비례하므로 우박이 클수록 더 빠른 상승기류가 있어야 다시 하늘로 올라가겠죠. 작은 우박의 경우 10~15 m/s의 상승기류만으로도 다시 하늘로 올라갈 수 있는 반면 큰 우박의 경우에는 100 m/s의 상승기류에서도 다시 하늘로 올라가기가 힘듭니다. 따라서 크기가 큰 우박은 그만큼 보기 어렵습니다.
상승기류를 만나 급격히 커진 우박은 많은 공기가 포함된 상태로 얼기 때문에 뿌옇고 단단하지 않은 상태가 됩니다. 그리고 다시 낙하하는 동안에는 처음 낙하할 때처럼 투명하고 강도가 높은 얼음으로 뒤덮힙니다.

몇 차례 상승과 하강을 반복하게 되면 우박은 너무 무거워서 땅으로 떨어집니다. 땅으로 떨어진 우박을 잘라보면 자른 단면이 나무의 나이테같이 보이는 것은 이처럼 우박의 생성 원리에 관련이 있습니다. 따라서 큰 우박은 그 색이 하얗고 맞으면 많이 아플 것입니다.
그러나 영화에서 일본에 내리는 우박은 흰색이 아니라 투명하게 보이는데, 이는 위에서 설명했듯이 소품의 오류입니다. 아마 촬영할 때 얼음을 우박처럼 쪼개서 썼는데, 뒤에 학자들이 투명한 우박을 오류라고 지적하자 나중에 미국 장면을 촬영할 때는 흰 얼음으로 바꾼 것 같습니다.

3. LA의 토네이도

토네이도는 주로 미국의 중부지방의 거대한 평원에서 발생합니다. 아르헨티나, 중국 등에서도 토네이도가 종종 발생합니다. 화성 탐사로봇은 화성에서도 아주 작은 토네이도가 자주 생기는 것을 촬영했습니다. 우리나라에서도 동해 바다에서 용오름 현상의 형태로 가끔 생깁니다. 몇 년 전에는 경포대 앞에서 용오름 현상이 발생해서 뉴스에 나온 적도 있습니다.

토네이도가 우리나라의 육지에서 발생하지 않는 것은 우리나라의 아기자기한 지형의 영향입니다. 강력한 상승기류가 발생할 만큼 큰 평지가 없는 것이 우리나라의 복이라면 복인 거죠. ^^ 하지만 미국의 중부같은 지역은 보통 비행기 타고 수십 km를 비행해야 산지를 찾을 수 있는 끝이 보이질 않는 평지가 있어서 바람이 저항을 적게 받아서 강력한 상승기류가 자주 발생하는 것입니다. 미시시피강 유역에 백인들이 처음 갔을 때는 미시시피강 유역이 모두 울창한 산림지대였기 때문에 토네이도가 발생하는 경우가 거의 없었을 것입니다. 미국이 밀을 재배하기 위해서 나무를 잘라내고 농경지로 만든 덕분에 오늘날에는 빈번히 토네이도가 발생하고, 농경지 지역은 서서히 사막화하는 것을 보면 스스로 화를 자초하는 것이라고 생각됩니다.

산지에서 토네이도가 발생하지 않는 이유도 같은 이유입니다.

위의 이미지들은 LA에서 토네이도가 발생한 장면을 잡아본 것입니다.
산으로 둘러쌓여 있고, 거대한 빌딩들이 즐비한 LA에 토네이도가 한꺼번에 4 개 이상 발생한다는 것은 분명 과학적으로 불가능한 일입니다. 더군다나 이 장면에는 두 가지 오류가 더 있습니다.

첫 번째 오류는 두 개 이상의 토네이도가 가까이 접근하면 반시계 방향으로 서로 회전한다는 후지와라_Fujiwhara 효과가 발생하는데 위의 장면에서는 가까이 접근하는데도 불구하고 이 영화에서는 서로 영향이 없다는 것입니다. 이 효과를 잘 표현한 영화로는 토네이도 연구가들을 그린 <트위스터>_Twister가 있습니다.

두 번째 오류는 왼쪽 이미지에서처럼 토네이도가 휩쓸고 지나가자 고층건물의 절반이 무너졌다는 것입니다.
다들 아시다시피 LA는 강력한 지진이 빈번하는 지역이기 때문에 내진설계를 할 수밖에 없습니다. 그만큼 건물을 견고하게 짓는다는 의미지요. 따라서 토네이도가 건물을 덮치면 건물의 벽 등은 파손될 수 있어도 힘을 받아 지탱하는 골조들은 그대로 견디고 있어야 하는 것으로 보입니다.
글쎄요.. 미국이 고층건물들을 대충 짓고 있었던 것일까요? ^^

4. 헬리콥터 추락장면

헬리콥터의 연료가 얼어서 헬리콥터가 추락하는 장면에 대한 부분입니다.

첫 번째 이미지를 보면 사상 초유의 사태가 일어났는데 조종사가 정확한 이유를 발견해 냅니다. 조종사가 천재라고밖에 생각되지 않네요. ^^

두 번째 이미지의 프로펠러 부분을 보면 연료 공급선이 얼어서 엔진이 정지할 때쯤에 뒷날개 표면에 수증기가 응결되서 흰 서리가 끼고 있습니다. 서리가 (빠른 속도로) 낀다는 것은 물체가 이미 충분히 냉각되어 주변 공기보다 더 차가워졌을 때에 발생하는 현상입니다. 주변 공기보다 더 따뜻하다면 서리가 낄 리가 없겠죠. 물체에 의해서 주변 공기가 가열되면 공기의 습도가 낮아져서 있던 서리도 증발할 가능성이 높습니다.
하지만 헬리콥터는 고기압(?)의 중심부에 막 들어왔기 때문에 냉각될 충분한 시간도 없었을 뿐더러 방금전까지 엔진이 돌고 있었기 때문에 냉각될 시간도 없었습니다. 그렇다면?????
논리적으로 도저히 설명할 수가 없습니다.

5. 헬리콥터 승무원의 동사 장면

헬리콥터의 승무원이 헬리콥터의 문을 열고 나오는 장면에도 마찬가지로 두 가지 오류가 숨어 있습니다.

살펴보시면 아시겠지만, 승무원은 장갑을 끼고 있지 않습니다. (영화에서와는 다르게 아직 충분히 냉각되지 않았겠지만, 영화의 설정을 따라 생각한다면) 현재 헬기의 온도는 -100℃인 금속입니다. 손으로 만지면 어떻게 될까요? 보통 -30~50℃ 정도인 남극에서 장갑을 끼지 않고 금속을 잡으면 무조건 동상에 걸린다고 합니다. 그리고 동상에 걸리기 전에 손의 땀이 금속에 얼어붙어 떼기가 힘듭니다. 그래서 남극에 가면 반드시 장갑을 끼고 생활해야 합니다. 쉽게 말하자면 오줌을 누우면 오줌이 땅에 떨어지자마자 얼어버립니다. 하지만 승무원은 문을 열고서는 태연히(?) 손을 -100℃의 헬기에서 떼어냅니다. 손이 헬기에 눌러붙었을 텐데도 말이죠.

우리나라에서도 -20℃보다 기온이 내려가면 맨 손으로 금속을 잡을 때 쩍쩍 달라붙는 느낌이 듭니다. 뿐만 아니라 가정용 냉장고의 냉동실에서 얼린 금속에 혀를 대면 그대로 달라붙습니다. 혀를 떼려면 금속이 충분히 열을 받을 때까지 기다려야 합니다. TV프로그램 “패밀리가 떴다”에서 진행자 유재석이 하드를 먹으려다가 혀가 달라붙어 떼려고 물을 붙는 장면이 방영된 적이 있습니다.

제가 어렸을 때 해본 적이 있는데, 통증이 심하니 직접 실험하지는 마시기 바랍니다.

비슷한 오류는 한번 더 발견할 수 있었습니다.
주인공이 약품을 구하러 러시아 배에 간 장면입니다. 완전히 냉동되어 사람이 견딜 수 없는 날씨가 되었는데도 불구하고 맨 손으로 잘도 다닙니다. 끼었던 장갑도 빼는 용기를 보여주더군요.

헬리콥터 장면의 또 다른 오류는 사람이 어는 속도와 서리입니다. -100℃에서라고 해도 사람이 어는 데는 많은 시간이 필요합니다. 단 몇 초만에 뻣뻣하게 얼어버릴 수는 없죠. 사람의 열용량이 상당히 크고, 사람을 이루는 물질들은 부도체에 가깝기 때문에 어는데 시간이 오래 걸리는 것이죠. 더군다나 사람의 피부에 바로바로 얼음이 달리는 모습을 살펴보면 과장을 너무 많이 한 것이 아닌가 생각이 듭니다. ㅎㅎㅎㅎ
옛날에 신경통 치료 등에 좋다하여 -100℃ 정도의 냉장실에 환자들을 1~5 분 정도 들여보내 치료하던 분도 계셨답니다.

6. 뉴욕에 몰아닥친 거대한 물결

해일이나 파도라는 표현을 쓰지 않고 물결이란 표현을 쓴 것은 이 물결이 다시 바다로 물러나지 않았기 때문입니다. 여기에 가장 중요한 여러 가지 궁금한 점이 있습니다.
갑자기 왜 바닷물이 몰려든 것일까요? 영화에서는 이 부분에 대한 설명이 전혀 없습니다. 그냥 세계 여러 곳에서 물이 들이쳤다는 뉴스를 간접적인 복선으로 깔아준 뒤 뉴욕에도 갑자기 수십 m의 물로 뒤덮히는 장면이 나옵니다. 여기서 중요한 것은 과연 그 물이 어디서 왔냐는 것입니다.

더군다나 이 물이 다시 바다로 물러가지도 않습니다. 그렇다면 지구 전체에 물이 많아졌거나 뉴욕 같은 전세계 곳곳의 대륙이 땅밑으로 꺼졌다는 이야기인데 물론 둘 다 불가능합니다. 불가능할 뿐만 아니라 이와 관련하여 더 큰 오류들이 생겨나죠. 지구에는 이상기후의 하나로 저온에 노출되어 있고, 눈이 많이 와서 많은 물이 육지에 뒤덮힙니다. 그 결과 바다의 물은 그만큼 적어지고, 따라서 바다의 수면은 훨씬 낮아져야 할 것입니다. 영화가 진행되는 짧은 시간 동안 영화상으로는 눈이 뉴욕에만 수십 m 두께로 쌓이므로, 해수면이 최소한 1 m 정도는 내려갔어야 하지 않을까요?

하지만 이 영화에서는 그 많은 물이 어디서 왔는지 설명해 주지 않습니다. 혹시 영화에 나오지 않은 남극 빙하가 모두 녹은 것일까요? ^^?

7. 초강력 고기압의 원리?

공기는 기본적으로 압축되면 온도가 높아지고, 팽창되면 온도가 낮아집니다. 그래서 공기가 상승하면 압력이 내려가 물이 응결되고, 물이 응결되면서 내뿝는 잠열 에너지를 재상승의 원동력으로 삼아서 태풍이나 토네이도 같은 강력한 저기압이 발생할 수 있게 됩니다.

하지만 고기압에서 하강하는 공기는 압력이 높아지면서 온도가 올라가게 되고, 물의 응결 등이 일어나지 않습니다. 오히려 하강하는 구름이 있었다고 해도 모두 증발해 버리죠.

분명 지구 대기의 성층권과 대류권 사이에 온도가 매우 낮은 공기층이 존재하기는 하지만 그 공기가 지상에까지 내려오면 압력이 높아지므로 온도가 높아져야 하는 것이 보통입니다. 이것은 주인공이 말한 폭풍의 회전력에 영향을 받을 요건이 아닌 것입니다. 온도가 낮은 상태로 공기가 하강할 수 있는 유일한 방법은 압력이 높아지지 않는 것인데 이럴 가능성은 없겠죠.

뿐만아니라 중위도 지역인 뉴욕의 경우 대류권계면의 온도가 그리 낮지도 않습니다. -100℃가 됐다는 (4번 꼭지의) 헬리콥터가 추락한 지역도 그렇고 지구상에서 -100℃가 될 가능성은 없습니다. 만약 정말 저 온도가 나타났다면 이미 대기의 상태가 엉망이 된 이후일 것입니다. 영화에서처럼 엉망이 되는 것이 아니라 인류가 살아남기 매우 힘든 상태가 되는 것이죠.

또 두 가지…..
마지막 두 장의 폭풍 사진이 이상하다고 느껴지지 않습니까?
원축 메르카토르 도법으로 그려진 것으로 보이는 지도는 극쪽으로 갈수록 지형이 크게 그려집니다. 심지어 북극 부근은 지도에 나타나지도 않죠. 그런데도 불구하고 지도의 폭풍은 눈을 중심으로 거의 완벽한 원을 형성하고 있습니다. 실제로는 북쪽으로 길게 당겨진 타원에 가까운 모양을 하고 있어야겠죠. 지도의 모양은 왜곡될 수밖에 없습니다. 어떠한 지도를 사용했더라도 폭풍의 윗쪽은 이상하게 보였어야 할 것입니다.
거기다가 저렇게 큰 고기압이 형성됐다면 (3번 꼭지에서 이야기한) 후지와라 효과가 나타났어야 합니다. 물론 저기압이 아닌 고기압이기 때문에 각 고기압들은 시계방향으로 서로 돌아야겠죠. 만약 그렇게 된다면 어떤 현상이 나타났을까요?

8. 미국에서는 저런 수업도 하는구나….!!

이 영화를 보면서 이 건 참 부러웠던 것 같습니다.
미국에선 ‘건강’같은 생존에 필요한 수업도 하네요. 우리나라 체육 같은 수업 시간에는 쓸모없는 경기장 규격이나 외우고 있는 것과 비교하면 정말 부러운 부분임이 분명합니다.

그러나 공중전화가 물에 완전히 잠긴 상태에서도 너무나 잘 작동하고 있습니다. 완전방수 공중전화라…. 너무 멋지지 않습니까? 우리나라에서는 홍수가 나면 전화가 거의 불통입니다. 더군다나 교환기의 용량을 넘어서는 사용량을 제한하기 위해서 전화 전체를 불통시키는 일도 빈번합니다.

9. 인공위성 장면

엄청난 구름…..
저기압도 아니고 고기압 사진에 구름이 저렇게 많다면….. 저 구름들은 어디서 왔을까요?

구름은 지구의 일정부분 이상을 덮을 수 없습니다. 구름이 햇볕을 가리면 수증기가 적게 만들어지고, 수증기 공급을 받기가 더 어려워져 구름이 줄어들게 됩니다. 그래서 정상적으로는 현재 지구의 하늘을 덮고 있는 구름의 양이 정상적인 것이죠. 더군다나 기온이 낮다면 물의 증발도 적을텐데…. 어디서 저런 구름이 나온 것일까요???

10. 뉴욕에 고기압이 왔을 때의 장면들

뉴욕에 고기압의 눈이 왔을 때 나타나는 장면들을 주욱 훑어보면 과연 저럴까 하는 생각이 들게 되죠.
유리창은 온도가 급격히 변할 때 깨질 수 있습니다. 보통 급격한 온도변화에 의해서 유리창이 깨지는 것은 유리잔에 뜨거운 물을 붙는다거나 뜨거운 냄비를 유리 위에 놓는 경우와 비슷하다고 생각해 볼 수 있습니다.

하지만 헬리콥터 추락장면에서 말했던 것처럼 물체는 열용량과 열전도율을 갖어서 한꺼번에 온도가 급격히 떨어지지 않습니다. 유리도 마찬가지죠. 그래서 온도가 상승하는 경우가 아니라 하강하는 경우라면 잘 깨지지 않을 것입니다.

또 찬 공기가 들이닥쳐 건물에 성애를 만드는 건 있을 수 없는 일입니다. 상대적으로 뜨거운 물체에 찬 바람이 몰아쳐 물방울이 맺히지 않고, 찬 물체에 뜨거운 바람이 몰아쳐 물방울이 맺히는 것과 같은 이유 때문입니다. 더군다나 이런 점을 무시한다 하더라도, 고기압 중심은 온도가 매우 낮기 때문에 공기는 수증기를 거의 갖고 있지 않습니다. 그래서 영화에서처럼 서리를 만드는 데 충분한 수증기를 공급할 수 없습니다. 더군다나 오랫동안 눈보라 속에서도 말끔하게 남아있던 철탑 등에 갑자기 서리가 낄 수 있을까요?

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이상 10 가지 장면을 살펴봤습니다. 대부분 사소한 것들 때문에 진실과는 차이가 나도 영화의 질이 떨어지지는 않을 것입니다. 이런 장면들은 훨씬 많았습니다. 다만 너무 많은 것 같아서 가장 대표적인 10 가지만 뽑아 이야기해 봤습니다.

이러한 요소들 중 몇 가지는 어디까지나 영화를 긴박하게 느끼도록 만들기 위한 과장이라고 생각할 수 있습니다.
그러나 스타워즈의 우주선 날아가는 소리를 뭐라 나무라는 사람들은 많은데 투모로우 같은 영화를 뭐라고 나무라는 사람들은 없더군요. 이거 영화도 차별하고 있는 것은 아닌지???

별점 : ★★☆

ps.
미국 영화들은 무엇이든지 긴박해야 한다는 선입견을 해결하지 않는 이상 앞으로 영화 제작기법이 더 발전하기는 힘들어 보입니다. 현재 미국영화는 영화 제작기법은 답보하는 상태이고, 특수효과 측면에서만 발전하고 있는 것 같아 보입니다. 현재 우리나라 영화도 미국영화의 틀을 너무 따라가는 것이 아닌가 걱정됩니다.