지구과학·천문우주
Q. 지구 상에 바다가 형성된 원리가 궁금합니다.
안녕하세요. 김칠영 박사입니다.우주의 구성 물질은 대략적으로 수소가 74%, 헬륨이 25% 그리고 탄소와 산소 등의 기타 원소가 1%를 차지하고 있습니다. 비교적 온도가 낮은 우주 공간에서 가장 만들어지기 쉬운 화합물은 H2O 즉 물 분자이고, 이들은 더러운 얼음 덩어리처럼 우주 먼지에 코팅디어 고체 상태로 존재하는 경우가 많습니다. 태양계가 형성될 때, 이들 덩어리들이 성장하여 미행성을 만들고 미행성이 충돌합체하여 행성을 형성합니다. 그 결과 행성을 형성하는 물질에는 물이 다량 포함되어 있었지만, 각각의 행성에서 바다의 존재 유무는 행성의 크기(질량)와 태양(중심별)으로부터의 거리에 따라 결정됩니다.원시행성이 성장하는 과정에서 크기가 너무 작으면 중력이 작아 대기를 붙잡아 둘 수 없어 수성이나 달처럼 되고, 너무 크면 물 분자 뿐만 아니라 수소와 헬륨까지 붙잡아 목성형 행성이 되어버립니다. 또한 거리가 너무 가까우면 금성처럼 H2O가 모두 증발되고 자외선에 의해 깨져버려 물이 없는 행성이 되어버리고, 너무 멀면 온도가 낮아져 화성이나 칼리스토처럼 얼음 천체로 되어버립니다.따라서 지구에 바다가 존재하는 이유는 원시 지구가 적당한 곳에서 적당한 크기로 태어났기 때문이라고 할 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 불의 고리인 환태평양조산대에서는 왜 화산활동이 많이 일어나나요?
안녕하세요. 김칠영 박사입니다.태평양 주변의 불의 고리 지역, 즉 환태평양 지역은 지진과 화산 활동이 활발히 일어나는 지역으로 유명하지요. 이 곳에서의 지진과 화산 활동은 대부분 태평양판과 주변 판과의 충돌로 인하여 발생합니다. 판구조론에 따르면 지구의 내부가 식어가는 과정에서 맨틀 대류가 발생하고 이로 인하여 지각은 십여 조각의 판으로 나누어져 맨틀 위에서 떠다니게 됩니다.판과 판의 경계는 발산 경계, 수렴 경계, 변환단층 경계가 있습니다. 발산 경계는 맨틀 대류의 상승부, 수렴 경계는 맨틀 대류의 하강부, 변환단층 경계는 두 판이 미끄러지는 지역에 해당합니다. 둥근 지구 표면에서 어느 판이 이동하거나 확장되면 필연적으로 주변 판과 충돌하고 그 과정에서 지진과 화산이 발생하게 됩니다. 특히 대륙판과 해양판이 충돌하면 밀도가 높은 해양판이 대륙판 밑으로 섭입, 즉 미끄러져 들어가면서 마찰열이 발생하고 응력이 축적되어 화산과 지진이 발생하게 됩니다. 태평양판은 매우 크고 활동적이라 빠른 속도로 확장하면서 태평양을 둘러싸고 있는 여러 판과 충돌하면서 즉 수렴경계를 이루면서 지진과 화산 현상을 일으킵니다. 이에 비하여 대서양을 열고 있는 대서양 해령은 발산 경계에 해당하고, 이의 연장선 상에 있는 아이슬랜드는 양쪽으로 쪼개지면서 용암이 흘러나오고 이로 인한 화산이 수시로 발생합니다. 어찌 보면 지구 표면은 물 위에 떠다니는 다수의 얼음 배와 비슷하다고 할 수 있겠네요.자세한 내용은 아래의 판구조론을 참고하기 바랍니다.https://terms.naver.com/entry.naver?cid=61234&docId=5145557&categoryId=61234