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지구상의 공기는 어떻게 만들어 졌나요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 처음의 원시대기는 태양 성운에 존재하는 수소에 의해서 주로 구성되었다고 합니다. 과학자들은 토성이나 목성과 같은 거대한 가스에서 발견되는 수증기(H2O)나 메탄(CH4)와 같은 간단한 형태의 수소화물이 존재했을 것이라고 예상하는데요. 그러나 태양 성운이 사라지고 나서부터 이러한 가스들은 태양풍에 의해 부분적으로 날아가 버렸다고 합니다. 두 번째 대기는 화산 폭발이나 소행성에 의한 거대한 충돌로 인해 많은 양의 질소와 이산화탄소 등이 공급되었다고 하는데요. 만약 당시에 현재의 생물들이 이 자리에 있었다면 바싹 말라 모두 전멸했을 것이라고 합니다.그 다음으로는 지구가 서서히 냉각되면서 수증기가 응결되고 강수로 내려 최초의 원시 해양이 만들어지게 되는데요. 이때 원시 해양은 산성을 띠고 있었으므로 같은 산성인 이산화탄소는 바로 녹지 못했기 때문에, 시간이 지나면서 조금씩 녹아들었고 원시 해양이 서서히 중성으로 변화되어 갔다고 합니다. 이때 이산화탄소가 탄산염 퇴적물 형태로 바다에 퇴적되면서 대기에서 이산화탄소의 비율이 줄어들었고, 현재와 비슷해졌다고 합니다. 또한 질소도 오랫동안 대기 가운데 머무르면서 현재 비율을 차지하게 되지요. 세 번째 대기는 판 구조론과 관련되어 있는데요. 판의 이동으로 인한 끊임없는 성분의 재배열과 지각의 탄산염 광맥으로부터의 이산화탄소 이동에 의해 오랜 기간 동안 변화해 왔습니다. 대기 중의 산소의 양은 6억 년 전부터 변동을 거듭하여2.8억 년 전에는 현재의 수치인 21%보다 상당히 높은약 30%로 최고치에 도달하였는데요. 크게 두 가지의 주요 과정들이 대기의 변화를 지배하였다고 합니다.하나는 식물들이 광합성을 하기 위해 대기 중의 이산화탄소를 사용하여 산소를 배출해낸 것이고, 또 다른 하나는황철석의 붕괴와 화산 폭발로 인해서 대기로 유입된 산화된 황으로부터 막대한 양의 산소가 환원된 것입니다. 또한 화산 분출은 식물이 산소로 바꿀 수 있는 이산화탄소를 방출시켰습니다. 산소는 생물의 화학 작용에 의해 형성된 것으로 추정되는데요. 생물들이 진화하면서 부산물로 배출한 것으로 보고있습니다. 이 과정은 대략 35억 년 전에 시작되었는데 처음엔 원시 해양 생물들이 광합성을 하여 산소를 부산물로배출하다 후에 호기성 생물들과 광합성 하는 생물들이 어울려서 비로소 오늘까지 생물을 통한 끊임없는 산소의 순환을 이룬 것이지요.출처 : 기상청 블로그 - 대기는 어떻게 만들어 진걸까?
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지구과학·천문우주
23.10.17
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바닷물이 강물이 얼기 위한 온도보다 많이 낮아야 하나요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 일반적으로 물은 0℃ 이하에서 얼기 시작합니다. 그런데 이런 물에 불순물이 첨가 되면 분자가 모여 결정을 이루는 과정을 이런 불순물이 방해를해서 결정이 이루어지지 않기 때문입니다. 그래서 불순물이 더 많이 들어갈수록 어느점이 낮아지게 되는 것입니다. 그래서 바닷물에는 염분과 기타 다른 물질들도 많이 있어서 일반 강물이 약 0℃ 이하에서 얼게된다고 하면 바닷물은 약 -2℃에서 언다고 합니다.
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토목공학
23.10.17
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강물과 바다물의 어는점은 각각 몇도인가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 보통 강물에도 염분이 있기는 하지만 많지 않아서 일반적인 물과 비슷한 수준의 0℃ 이하에서 얼지만 바닷물은 염분의 농도에 따라 다르기는 하지만 약 -2℃에서 얼기 시작합니다. 바닷물에 염분이 있어서 어는점이 더 낮아지는 것입니다.
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토목공학
23.10.17
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물에서 얼음이 될때 부피가 커지는 이유가궁금합니다
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 물을 제외한 대부분의 다른 물질는 액체에서 고체로 변화될 때 부피가 줄어듭니다. 하지만 물은 액체에서 고체로 변화될 때 부피가 증가합니다. 그 이유는 물의 특성때문입니다. 물 분자는 한 개의 산소 원자와 두 개의 수소 원자로 이루어져 있습니다. 물의 온도가 내려감에 따라, 불규칙하게 움직이던 물 분자들이 규칙적으로 배열되어서 물 분자 6개가 모여 6각형 고리 구조가 되고 그 사이사이에 공간이 생기면서 부피가 늘어나는 것입니다. 무질서 할때는 사이사이 공간이 있기 보다는 그 공간까지 분자들이 들어가면서 공간이 조금생기게 됩니다. 하지만 얼음이 되면 규칙적으로 6각형이 되면서 공간이 많이 생겨서 그렇게 되는 것입니다.
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물리
23.10.17
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천둥번개의.생성 원리는 어떻게 되나요??
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 번개는 일반적으로 적란운과 함께 나타나지만 난층운이나 눈보라, 먼지폭풍과 더불어 분출하는 화산으로부터 나오는 먼지나 가스와 함 께 나타나기도 한다. 뇌우가 있는 동안에 번개는 구름 안에서, 구름들 사이 에서, 구름과 공기 사이에서, 또는 구름과 땅 사이에서 나타날 수 있다. 번개 를 발생시키는 뇌운은 주로 적란운(積亂雲)이며, 이 적란운은 상층과 하층의 대기가 불안정할 때 발생한다. 천둥은 번개(lightning)에 의하여 만들어지기 때문에 두 개의 현상은 함께 발생한다. 번개는 적란운이 발달하면서 구름 내부에 분리 축적된 음전하와 양전하 사이에서 일어나는 불꽃방전을 말한다. 그러나 대기는 전도체가 아니 기 때문에 전하를 분리하기 위하여 상당한 전위를 가져야 되는데, 양쪽 전하 중심 사이의 전위차가 수백만∼수억 볼트에 이르면 방전이 발생하게 된다. 이때 번개 방전은 수 cm의 직경을 갖는 공기의 채널을 경로로 하여 일어나 며, 이 좁은 경로 속의 공기를 가열하여 순식간에 20,000∼30,000°C까지 기온 을 상승시킨다. 그런데 이렇게 공기가 갑자기 가열되면 폭발적으로 팽창하고, 그 충격으로 인해 폭발음과 같은 소밀파(疎密波)가 발생한다. 그리고, 이것을 천둥 또는 뇌성(雷聲)이라고 한다. 천둥이 들리는 범위는 보통 약 20km이나, 때에 따라서는 약 40km나 떨어진 먼 곳으로부터 들려오는 경우도 있다. 출처 : 기상청 - 낙뢰연보
학문 /
지구과학·천문우주
23.10.16
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진사회성 곤충은 어떠한게 있나요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 누군가는 자식을 낳고 다른 개체들은 그 누군가가 낳은 개체를 공동으로 기르는 것을 진사회성이라고 합니다. 벌목(개미, 벌, 말벌)과 흰개미가 대표적이고, 일부 척추 동물중에 두더쥐가 이런 진사회성에 속합니다.
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생물·생명
23.10.16
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초파리의 정자가 초파리보다 길다고 하던데 그 이유가 무엇일까요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 초파리의 크기가 3mm 정도 밖에 안되지만, 초파리의 정자는 그 길이가 5cm이상 된다고 합니다. 일반적으로 컷이 생식을 할 때 작은 크기의 수많은 정자를 방출하는 것을 예상합니다. 하지만 초파리는 작은 수의 매우 큰 정자를 배출하는 것을 합니다. 이는 암컷의 거대한 정소 내에 저장 될 수 있고 그 속에서 거대한 정자가 경쟁력을 확보 할 수 있어서 진화한 것으로 추정된다고 합니다.
학문 /
생물·생명
23.10.16
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초파리는 어떻게 당분을 확인하여 날라오는건가요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 초파리는 후각이 아주 발달되어 있습니다. 1km 떨어진 곳의 음식 냄새를 맡을 수도 있고 통에 들어있는 음식의 냄새를 맡을 수도 있습니다. 초파리는 당과 산이 있는 음식을 좋아하기 때문에 과일뿐만 아니라 음식물 쓰레기도 아주 좋아합니다. 특히 가장 좋아하는 음식은 살짝 상하려고 하는 음식을 좋아합니다. 그런 음식은 당과 산이 공존하기 때문입니다.
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생물·생명
23.10.16
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청바지 물빠짐 방지를 위해 소금물에 담궈두는게 정말 도움이 되나요?
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 청바지는 잘 아시다시피 섬유에 청색으로 염색을 하여 탄생하는 옷인데요이러한 염색을 위해선 염료가 필요합니다 염료는 물 또는 기름에 녹는 성질을 가졌으며 섬유재질에 착색이 가능한 물질을 일컫는 말인데요 청바지의 대표적인 염료 바로 '인디고 염료'입니다. 인디고 염료가 섬유표면에 '흡수' 된 것이 아니라 섬유표면에 '흡착'되어 있기 때문입니다. 즉, 인디고 염료의 결정이 섬유 표면에 착! 붙어 있는 것인데 따라서 세탁과정에서 마찰로 결정이 떨어져 나가 색이 빠지는 것이지요. 소금이 청바지의 염료를 고착시켜 이탈하는 것을 방지해주기 때문입니다. 출처 : 롯데정밀화학 - 청바지를 세탁하면 색이 빠지는 진짜 이유와 대처법
학문 /
화학
23.10.16
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물고기들이 자유자재로 물속으로 가라앉았다가 위로 떠오르는 원리는 무엇인가요
안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 물고기들 몸속에는 부레라고 하는 공기주머니가 있습니다. 이 부레는 공기를 담아 둘수도 있고 공기를 뺼수도 있습니다. 그래서 물고기가 부레에 공기를 많이 포함하면 부피가 증가하면서 몸이 뜨면서 물위로 올라가게 되고 공기를 빼면 부피가 감소하면서 물아래로 내려가게 되는 것입니다. 그래서 물고기가 물속에서 자유자재로 움직일수 있는 것입니다.
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생물·생명
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