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답변 내역

우주에서 숨을 쉴수 없는 이유는?
우리가 숨을 쉬는 것은 산소를 흡입하고 이산화탄소를 배출하는 과정입니다. 산소는 대기 중의 약 20%를 차지하고 있으며 호흡을 통해 몸속으로 들어온 산소는 혈액을 통해 세포에 공급되어 신진대사를 하고 그 결과로 이산화탄소가 만들어집니다. 이산화탄소는 폐를 통해 밖으로 배출됩니다. 우주 공간은 거의 진공에 가까운 상태입니다. 따라서 산소가 없으므로 호흡할 수 없습니다.
학문 / 지구과학·천문우주
23.07.30
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지구과학 용어인 종유석이 무엇인지 궁금합니다.
종유석은 주성분이 탄산칼슘으로 석회암의 변형된 모습이라고 생각하시면 될 것 같습니다. 석회암 지대에 이산화탄소가 녹아있는 지하수-대부분의 빗물에는 이산화탄소가 녹아 있음-가 흐르면 석회암의 주성분인 탄산칼슘이 [탄산칼슘+물+이산화탄소->탄산수소칼슘]반응에 의해 탄산수소칼슘이 됩니다. 탄산칼슘은 물에 녹지 않지만 탄산수소칼슘은 물에 녹습니다. 이런 과정이 계속 되면 석회암 지대가 점점 녹게 되고 지하에 석회동굴이 만들어집니다. 탄산수소칼슘이 녹아 있는 물에서 조건에 따라 이산화탄소가 빠져나가면 위의 반응과 반대방향으로 반응이 일어납니다.석회동굴의 천장에서 떨어지는 물방울에서 이산화탄소가 빠져나가면 탄산칼슘이 남게 되는데 위에서부터 고드름 모양으로 자란 것을 종유석이라고 합니다. 종유석이 자라는 곳의 아래부분에는 위로 솟아오르는 모양으로 자라는 것이 있는데 이를 석순이라고 합니다. 위에서 아래로 자라는 종유석과 아래에서 위로 자라는 석순은 나중에는 만나게 되는데 이를 석주(돌기둥)이라고 합니다. 종유석이 석순을 잘라서 단면을 보면 나이테 모양으로 성장한 모습을 볼 수 있습니다.종유석이나 석순은 석회 동굴이 아닌 곳에서도 볼 수 있습니다. 시멘트로 만들어진 육교나 건물 외벽 등에서도 볼 수 있습니다. 이산화탄소가 녹아 있는 빗물에 의해 시멘트의 탄산칼슘이 녹아나와 석회동굴에서와 같은 과정으로 만들어내는 것입니다.아래 사진은 2023년 3월 25일에 촬영한 것입니다.
학문 / 지구과학·천문우주
23.07.29
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우주선이 지구를 떠나는데 속도는 얼마인가요?
우주선이나 로켓이 천체를 벗어나 우주로 가기 위해서는 천체의 중력을 이겨낼 수 있는 속도로 날아가야 합니다. 이것을 탈출속도라고 합니다. 탈출속도는 천체의 중력에 따라 달라집니다. 지구에서 탈출하기 위해서는 초속 11.2km 이상이어야 하고, 달에서는 초속 2.4km 이상이어야 합니다. 로켓은 작용-반작용의 원리에 의해 날아갑니다. 연료를 연소시켜 분사하면 공기가 상대적으로 로켓을 밀어주는 것입니다. 풍성을 분 다음 주둥이를 묶지 않고 붙잡고 있다가 놓으면 풍선이 날아가는 것과 같은 이치입니다.
학문 / 지구과학·천문우주
23.07.29
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별자리의 별은 어떻게 항상 그자리에 있는건가요?
별자리를 이루는 별들은 모두 지구로부터 같은 거리에 있지 않습니다. 서로 다른 거리에 있는 별들이 한 평면에 있는 것처럼 보이는 것입니다. 북두칠성을 예로 들면 북두칠성을 이루는 7개의 별은 모두 그 거리가 다릅니다. 그러나 태양이 우리은하를 공전하는 하는데 걸리는 시간이나 별들이 이동하는 데 걸리는 시간이 매우 길어 우리가 보기에 항상 그 자리에 있는 것처럼 보이는 것입니다. 북두칠성을 이루는 별들의 이동방향과 속도는 각기 다릅니다. 즉 별자리의 모습은 계속 변하고 있지만 그 속도가 매우 느려 우리가 보기에는 변하지 않는 것처럼 보이는 것입니다. 만일 시간을 압축해서 타임랩스처럼 본다면 변화하는 모습을 볼 수 있을 겁니다. 아래 그림은 현재까지의 관측결과를 바탕으로 북두칠성의 현재와 5만 년 후의 모습을 나타낸 것입니다. 도움이 되셨기를 바랍니다.
학문 / 지구과학·천문우주
23.07.28
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화산이 폭발하고 용암은 어느 정도 속도로 흐르나요?
용암이 흐르는 속도는 지면의 경사와 용암의 점성에 따라 달라집니다. 지면의 경사가 급할수록, 용암의 점성이 작을수록 용암이 흐르는 속도는 빠릅니다. 용암이 흐르는 속도는 시속 6km에서 시속 100km까지 다양합니다. 사람이 뛰는 속도는 평균적으로 시속 18km(1분에 300m)입니다.
학문 / 지구과학·천문우주
23.07.28
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화산이 폭발하면 산의 높이가 낮아지나요?
화산은 지표면 아래에 있던 마그마가 지표로 분출되는 현상입니다. 화산이 분출하면 지하에 있던 마그마가 빠져 나오게 되고, 마그마가 있던 공간은 비게 됩니다. 마그마의 양에 따라 지하 공간의 부피가 달라지며, 마그마의 양이 적은 경우에는 지형에 그다지 큰 영향을 미치지 않습니다. 그러나 많은 양의 마그마가 분출된 경우에는 지하공간의 크기가 커서 그 위에 놓은 지표면의 무게를 견디지 못하게 됩니다. 그렇게 되면 지표면이 무너져내리게 되어 화구 주변이 움푹 꺼지는 형태가 됩니다. 이것을 칼데라라고 합니다. 우리나라의 백두산, 일본 큐슈의 아소산과 사쿠라지마가 있는 아이라칼데라, 지중해의 산토리니가 대표적입니다.
학문 / 지구과학·천문우주
23.07.28
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주간과 야간 바람부는 방향이 궁금합니다.
바람은 기압 차이에 의해 공기가 이동하는 현상을 말합니다. 질문하신 해안 지역에서의 바람은 낮과 밤에 반대 방향으로 붑니다. 낮에는 바다에서 육지 쪽으로 불고 밤에는 반대로 육지에서 바다 쪽으로 붑니다. 낮에 부는 바람을 해풍, 밤에 부는 바람을 육풍이라고 합니다. 이를 이해하기 위해서는 비열이라는 것을 알아야 합니다. 비열은 물질 1g의 온도를 1°C 높이는 데 필요한 열량입니다. 바다를 이루는 물의 비열은 1이지만 암석이나 토양을 이루는 물질의 비열은 1보다 작습니다. 비열이 크면 같은 열량을 주어도 비열이 작은 물질에 비해 온도가 천천히 올라갑니다. 식을 때도 비열이 작은 물질에 비해 천천히 식지요. 낮에는 태양에 의해 육지나 바다가 모두 가열됩니다. 이때 비열이 작은 육지가 바다보다 빨리 더워집니다. 육지와 바다의 온도 차이는 그 위에 있는 공기의 온도도 달라지게 합니다. 공기는 온도가 올라가면 부피가 증가하고 밀도는 작아집니다. 낮에는 육지 쪽의 공기가 바다 쪽의 공기보다 밀도가 작아져 위로 상승을 하고 바다 쪽에서 육지 쪽으로 공기가 이동합니다. 이것이 해풍입니다. 밤에는 반대로 공기가 식는 과정인데 육지가 빨리 식는 반면 바다는 천천히 식어 육지보다 바다의 온도가 더 높은 상태가 됩니다. 공기는 어디에서 어디로 움직일까요? 육지에서 바다 쪽으로 이동합니다.이 개념을 좀 더 확장시키면 여름과 겨울의 바람을 알 수 있습니다. 여름을 낮, 겨울을 밤으로 생각하면 됩니다. 여름에는 바다에서 대륙 쪽으로, 겨울에는 대륙에서 바다 쪽으로 바람이 웁니다. 이것을 계절풍이라고 합니다.
학문 / 지구과학·천문우주
23.07.28
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지구의 공전이 우리에게 미치는 영향은?
지구는 현재 자전축이 공전궤도면에 대해 약 66.5° 기울어진 상태-수직면에 대해서는 23.5°-에서 태양 주위를 공전하고 있습니다. 지구의 자전축이 기울어진 상태로 공전함에 따라 지구의 모든 곳에서는 공전궤도상의 위치에 따라 태양의 일주권이 변하고 태양의 남중고도도 변합니다. 태양의 남중고도가 바뀜에 따라 지표에 도달하는 태양복사에너지양이 달라지고 기온의 변화가 생깁니다. 이것이 계절이 생기는 이유입니다. 우리나라와 같은 중위도 지방에서는 이러한 계절변화가 매우 뚜렷하게 나타납니다. 이러한 계절변화는 우리 생활에 많은 영향을 미칩니다. 우리가 입는 옷을 보면 알 수 있습니다. 보에 입는 옷을 여름이나 겨울에 입기는 조금 힘들겠죠? 계절 변화에 따라 우리의 복장은 달라집니다. 음식도 마찬가지입니다. 물론 사계절에 관계없이 먹을 수는 있지만 삼계탕과 같이 더운 여름을 잘 보내기 위해 먹는 음식이 있는가 하면 팥죽과 같이 추운 겨울에 먹어야 제 맛이 나는 음식도 있습니다. 예전에는 추운 겨울을 따뜻하게 보내기 위해 미리 연탄을 사놓기도 했습니다. 이러한 계절변화는 생활의 편리를 위한 각종 제품들이 만들어지는 계기가 됩니다. 우리나라의 경우 구들을 변형시킨 온돌(보일러)이 개발되었고 현재는 전세계로 수출되고 있습니다. 만일 지구 자전축이 수직으로 선 채 공전하거나 아니면 자전축은 기울어졌지만 공전을 하지 않는다면 계절변화는 일어나지 않았을 것입니다.
학문 / 지구과학·천문우주
23.07.28
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지구가 아닌 화성에도 중력이 존재하나요?
모든 물체는 인력을 가지고 있습니다. 이를 만유인력이라고 합니다. 지구의 경우는 지구와 물체 사이에 만유인력이 존재합니다. 행성이 다른 물체에 작용하는 만유인력의 크기를 중력이라고 합니다.(엄밀하게 말하면 만유인력과 행성의 자전에 따른 원심력의 합력이지만 만유인력의 크기가 훨씬 크므로 중력과 만유인력을 같은 개념으로 설명하겠음) 만유인력의 크기는 작용하는 천체의 질량과 반지름에 따라 달라지며 질량이 클수록 반지름이 작을수록 커집니다. 화성도 질량을 가진 천체이므로 중력이 있습니다. 그러나 화성은 지구보다 크기도 작고 질량도 작아서 중력의 크기가 지구의 약 32% 밖에 되지 않습니다. 도움이 되셨길 바랍니다.
학문 / 지구과학·천문우주
23.07.26
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이번 23년 7월말 해운대 해수욕장에 방문했는데 물이 너무 차갑더라고요, 이게 냉수대 라고 하던데 냉수대가 생기는 이유가 무엇인가요?
해수는 바람에 의해 이동합니다. 표면에 부는 바람과의 마찰 때문에 일어나는 일입니다. 북반구에서는 표면에서는 바람이 불어가는 방향의 오른쪽 45도 방향으로 이동하며, 깊이가 증가함에 따라 해수의 이동 방향은 시계방향으로 회전합니다. 해수의 이동 방향이 표면과 정반대가 되는 곳까지를 에크만층 또는 마찰저항심도라고 합니다. 이 깊이까지의 해수의 이동방향을 계산하면 전체적으로 바람이 불어가는 방향에 대해 직각 오른쪽으로 이동합니다. 우리나라의 여름에는 주로 남풍계열의 바람이 붑니다. 남풍은 남쪽에서 북쪽으로 부는 바람이므로 남풍이 부는 경우 해수는 동쪽으로 이동합니다. 남동해안이나 동해안에서는 육지에서 멀어지는 쪽으로 표층 해수가 이동하는 것입니다. 표층 해수가 육지에서 먼바다 쪽으로 이동하면 아래쪽에 있던 차가운 물이 올라옵니다. 이것을 용승이라고 합니다. 연안을 따라 용승이 일어나므로 차가운 물의 띠, 즉 냉수대가 형성되는 것입니다. 따라서 남풍이 지속적으로 부는 경우 기온은 높아도 연안 해수의 온도는 낮은 경우가 생깁니다. 이 경우 해수욕장은 임시 폐쇄됩니다.
학문 / 지구과학·천문우주
23.07.26
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