#300 · 죽은 나무는 균의 도움으로 얼음털을 기른다

Hair ice · Exidiopsis effusa가 썩은 나무의 물을 가느다란 얼음실로 유지하는 현상

갈색 가지의 한쪽 면에서 수많은 흰 실이 거의 나란히 밀려나와 부드러운 털 다발처럼 휘어 있다. 굵은 성에판이나 고드름과 달리 각각의 얼음실이 분리되어 보인다. Jeffrey Lee · Hair Ice (Exidiopsis effusa) · Wikimedia Commons · CC BY 4.0 · 1536×2048 · 2020년 3월 10일 촬영. 사진은 실제 hair ice와 죽은 나무를 보여 주지만, 나무 내부의 액체 물, 보이지 않는 균사, 얼음이 자라는 시간, 유기물에 의한 재결정 억제는 보이지 않는다.

Artifact

습하고 바람이 잔잔한 겨울밤, 썩은 활엽수 가지에 흰 털이 돋는다. 지름 약 0.02밀리미터의 얼음실이 같은 굵기를 유지한 채 수 센티미터씩 자라 솜이나 흰 수염처럼 나무를 감싼다. 서리처럼 공기 중 수증기가 표면에 내려앉은 것이 아니라, 나무 안의 물이 바깥으로 이동하며 얼어 생긴다.

Observation

hair ice는 기온이 0°C 바로 아래이고 공기가 습할 때, 껍질이 벗겨진 축축한 죽은 활엽수에서 나타난다. 2015년 Hofmann, Mätzler와 Preuß는 hair ice를 만든 모든 조사 표본에서 담자균류 Exidiopsis effusa를 찾았다. 표본을 가열하거나 살균제로 처리해 균을 죽이면 가느다란 털 형태가 사라졌지만, 냉각 속도 자체는 살아 있는 표본과 거의 같았다. 이 결과는 균이 열을 내어 물을 얼린다는 설명보다, 나무의 좁은 통로에서 얼음 분리(ice segregation)로 밀려나오는 물을 가는 실로 만들고 얼음 결정이 서로 합쳐져 굵어지는 재결정을 억제한다는 설명을 지지한다.

Multiple Lenses

얼리는 힘과 모양을 지키는 힘

추위는 물을 고체로 바꾸지만 그것만으로 머리카락 같은 형태가 보장되지는 않는다. 연구진이 균을 죽인 나무에서도 물은 얼었지만 전형적인 hair ice는 생기지 않았다. 상태 변화의 원인과 형태의 원인이 서로 다를 수 있다.

Related Concepts: 얼음 분리 (Ice segregation) — 얼음 전선으로 물이 이동해 나무 표면 밖으로 계속 밀려나오는 과정.

죽은 나무 안의 생명

얼음털이 자라는 기질은 죽은 가지지만, 그 안에서는 균이 목재를 분해한다. 죽음과 생명을 서로 다른 물체로 나누면 장면이 이상해진다. 죽은 조직은 균의 생활공간이자 물을 공급하는 미세한 관로다.

Related Concepts: 고사목 분해 (Deadwood decomposition) — 죽은 목재가 생태계에서 물질과 미생물 활동을 이어 가는 과정.

보이지 않는 조형제

사진에는 흰 얼음과 갈색 나무만 보이고 E. effusa의 얇은 막과 균사는 거의 보이지 않는다. 그러나 녹인 얼음에서는 유기물이 검출됐고, 연구진은 균이 만든 물질이 작은 얼음 결정의 재결정을 막는다고 해석했다. 가장 눈에 띄는 형태를 만든 행위자는 화면에서 사라져 있다.

Related Concepts: 재결정 (Recrystallization) — 작은 얼음 결정이 더 큰 결정으로 합쳐지며 섬세한 구조를 잃는 변화.

한밤의 공동 제작

나무의 수분, 영하 직전의 온도, 높은 습도, 약한 바람, 목재의 미세 구조와 균의 활동 가운데 하나만 빠져도 같은 털은 생기기 어렵다. hair ice는 균의 작품도 날씨의 작품도 아니라 여러 조건이 잠시 겹칠 때만 나타나는 공동 제작물이다.

Related Concepts: 경계 조건 (Boundary conditions) — 같은 물질도 온도·습도·표면 조건에 따라 다른 형태로 전개되는 제약.

Twist

처음 보면 균이 얼음을 “만든다”고 말하고 싶어진다. 하지만 실험은 역할을 더 기묘하게 나눈다. 물을 얼게 하는 에너지 조건은 겨울 공기가 제공하고, 나무의 관로와 얼음 전선이 물을 밖으로 끌어낸다. 균은 냉각을 거의 바꾸지 않으면서 얼음이 굵은 덩어리로 재정리되는 것을 막아 가는 실의 형태를 오래 남긴다.

따라서 생물의 작용은 새로운 물질을 생산하는 데만 있지 않다. 이미 일어나는 물리적 변화를 특정 모양에서 멈추게 하고, 사라질 작은 차이를 보존하는 것도 작용이다. hair ice는 생명과 날씨의 경계가 아니라, 날씨가 만든 얼음에 생명이 형태의 기억을 부여한 순간에 가깝다.

Core Question

죽은 나무의 물을 얼리는 것은 겨울의 추위지만 보이지 않는 균이 그 얼음이 굵어지지 않게 해 머리카락 같은 실을 유지한다면, 얼음털의 형태를 만든 것은 날씨일까 죽은 나무 안의 생명일까?

Related Works / Contrast Cases

Andy Goldsworthy, Ice Arch (1982)

공통점: Goldsworthy의 얼음 아치와 hair ice는 모두 영하의 짧은 시간과 물의 상변화를 이용해, 녹으면 사라질 구조를 만든다.

결정적 차이: Goldsworthy는 돌 지지대 위에 얼음을 쌓고 밤새 얼린 뒤 지지대를 빼는 의도적 제작자다. hair ice에서는 거시적 설계자 없이 목재의 통로·날씨·균의 재결정 억제가 반복되어 형태가 나온다.

질문을 선명하게 하는 점: 완성된 모양을 의도한 사람이 없어도 특정 형태를 유지하는 작용이 있다면, ‘만들었다’는 말은 계획을 가리킬까 결과를 가능하게 한 조건의 배열을 가리킬까? 글래스고대학교 Andy Goldsworthy 디지털 카탈로그 (Andy Goldsworthy Digital Catalogue)

Contrast Case — 균을 죽인 같은 나무

가열하거나 살균제로 처리한 표본에서도 물은 얼 수 있었지만 전형적인 가는 얼음털은 다시 생기지 않았다. 추위와 수분만으로는 상태 변화는 설명해도 형태의 지속은 설명하지 못한다. 이 반례는 균이 얼음의 원료나 냉기를 제공한다는 주장보다 재결정을 억제해 모양을 지킨다는 역할을 선명하게 한다.

Further Reading

1. hair ice의 생물학적 조형 증거 (Evidence for biological shaping of hair ice) — 가열·살균제 실험, 균 동정과 얼음 분리·재결정 설명을 제시한 원 연구다.
2. 균이 hair ice를 빚는다 (Fungus shapes hair ice) — 연구 과정과 Alfred Wegener의 1918년 가설을 연결한 European Geosciences Union 설명이다.
3. hair ice와 needle ice의 경이 (The wonders of hair ice and needle ice) — hair ice를 다른 가는 얼음 구조와 비교해 관찰 범위를 넓힌다.
4. 썩은 나무의 hair ice 관찰 (Hair Ice, Exidiopsis effusa) — Hero 사진이 나온 실제 관찰 기록과 원본 사진 맥락을 확인할 수 있다.
5. hair ice 사진과 권리 기록 (Hair Ice, Exidiopsis effusa) — 촬영자, 원본 해상도와 CC BY 4.0 권리를 확인할 수 있다.