시속 260킬로미터(160마일)의 맹렬한 속도로 이동하는 1991년의 사이클론 '발(Val)'의 바람은 지구온난화로 인해 지구상에서 더 자주 발생하고 있는 사나운 모습으로 남태평양의 사모아 섬을 강타하여 사모아 전역의 건물과 주택이 무너진 적이 있었다. 하지만 폭풍이 지나간 5일 후, 비바람이 걷히면서 백사장이 드러났고, 아무 일도 없었다는 듯 24미터 높이의 코코넛 야자수(Cocos nucifera)는 멀쩡히 줄지어 있었으며, 잎사귀들은 파란 하늘 아래에서 부드럽게 흔들리는 모습을 보여주고 있었다.
그렇다면 이와 같은 야자수의 생명력은 어디에서 비롯된 것인지 궁금하지 않을 수 없다. 무슨 방어 전략이라도 있는지 야자수에게 묻고 싶다.
사실 이 나무는 기념비적인 디자인 역설에 직면해 있다. 한편으로 대기 중 이산화탄소를 흡수하고 햇빛을 쏘여 자신의 조직과 영양분을 광합성하여 성장하도록 잎사귀가 지붕 모양으로 우거진 캐노피(canopy)의 면적이 충분히 노출되어야 하고, 다른 한편으로는 캐노피의 표면적이 넓을수록 바람이 불 때 더 큰 저항을 받게 된다는 사실이다. 따라서 나무의 캐노피가 너무 뻗으면 나무가 쓰러질 위험이 있다. 그래서 궁금하다. 야자수는 이러한 존재론적 역설을 어떻게 관리하는지.
폭풍우가 몰아칠 때 코코넛 잎은 유연성이 있어 바람을 피해 뒤로 구부러질 수 있으며, 잎 아래쪽에는 강하고 섬유질이 많은 리그닌(lignin)이 함유된 신축성 있는 독특한 외피가 있어 구부러진 잎이 부러지지 않도록 지지해 준다. 이렇게 하면 나무의 캐노피가 푹신한 솜뭉치보다는 맹렬한 총알처럼 공기역학적인 모양으로 재구성된다. 바람의 힘으로 모양이 바뀌기 때문에 이 식물은 이러한 변화를 위해 에너지를 소비할 필요조차 없다.
사모아의 코코넛 나무는 시속 83km의 풍속에서 부러질 것으로 예상되었지만, 3배 이상 빠른 속도에서도 살아남았다. 바람이 지나가면 탄력 있는 잎사귀가 다시 쭉 뻗어 햇볕을 받는 형태로 돌아간다. 참 슬기로운 생존전략이 아닐 수 없다.
야자수에서 영감 받은 청색기술
기존의 풍력 터빈의 날개는 기어박스 앞에서 회전하는 형태이다. 바람이 불면 블레이드가 뒤쪽 타워와 충돌하지 않도록 충분히 단단하고 두꺼워야 한다. 강풍이 불 때 야자수가 유선형으로 늘어나는 모습에서 영감을 얻은 새로운 풍력 터빈 설계는 날개를 기어박스 아래쪽에 배치한다. 이 위치의 블레이드는 타워와 충돌할 위험이 없으므로 강성이 떨어지고 재료 사용량이 적어져 더 가벼워질 수 있다. 따라서 이러한 블레이드는 낮은 풍속에서 회전하고, 전체적으로 더 많은 에너지를 생산하며, 강풍에도 부러지지 않고 구부러질 수 있다.
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