안녕하세요.
기계공학
Q. 다이아몬드가 굉장히 단단하다고 하던데 강도는 어느 정도나 되나요?
강도와 경도를 구분해야 합니다. 다이아몬드가 단단하다는 것은 강도가 아니라 경도입니다. 경도는 두 물체를 마찰시켰을 때 흠집이 어느 쪽에 나는가애 의해 결정됩니다. 학자들은 경도의 단계를 1에서 10까지 정했습니다. 그 순서는 활석-석고-방해석-형석-인회석-정장석-석영-황옥-강옥-금강석(다이아몬다)입니다. 굳기는 단계일 뿐 절대값이 아닙니다. 이 10개를 기준으로 상대값으로 정하는 것이 굳기입니다. 굳기가 높다고, 즉 일반적으로 단단한 광물이라고 해서 깨지지 않는 것은 아닙니다. 다이아몬드를 망치로 치면 어떻게 될까 궁금해하시는 분들이 많은데요.... 유리처럼 박살납니다. 못 믿으시겠으면 직접 해보시면 됩니다. 다시 한 번 말씀드립니다. 단단하다는 것은 '깨진다 안 깨진다'가 아니라 '긁힌다 듥히지 않는다'입니다.
지구과학·천문우주
Q. 석회암은 어떻게 생성되고 사용처가 있나요?
석회암은 퇴적암의 하나입니다. 석회암은 보통 화학적인 과정과 생물학적 과정에 의해서 만들어집니다. 화학적 과정은 증발, 침전 등이 있으며 이렇게 만들어진 퇴적암을 화학적 퇴적암이라고 합니다. 생물학적 과정은 생물체가 원인이 되어 만들어진 것으로 유기적 퇴적암이라고 합니다. 화학적으로 만들어지는 석회암은 육지로부터 흘러온 물에 녹아있는 칼슘 이온과 대기 중의 이산화탄소가 물에 녹아 만들어진 탄산 이온이 결합하여 물에 녹지 않는 탄산칼슘이 형성되는 것입니다. 지구상에 있는 석회암의 대부분은 지구 탄생 초기에 있던 어마어마한 양의 이산화탄소가 바다에 녹아들어감에 따라 만들어진 것입니다. 유기적 퇴적암은 대규모로 번성했던 산호나 석회 조류의 유해가 쌓여서 만들어집니다. 석회암은 그 자체로도 사용하는 곳이 많지만 이를 분해해서 시멘트로 이용합니다. 석회암인 탄산칼슘을 분해하면 시멘트로 이용되는 산화칼슘(생석회)과 이산화탄소로 분해됩니다. 즉 시멘트를 생산하는 과정에서 암석으로 굳어진 이산화탄소가 기체가 되어 방출됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 화산 폭발로 지구의 온도가 내려갈 수 있는 이유가 궁금합니다.
대형 화산이 분출하는 경우 지구의 평균 기온이 내려갑니다. 화산이 분출할 때 많은 양의 화산재가 대기 중으로 올라갑니다. 아주 작은 화산재는 상층 대기의 바람을 타고 전지구에 퍼져 나갑니다. 이로 인해 태양으로부터 들어오는 태양복사에너지가 차단되어 지구의 기온이 내려가게 됩니다. 미국 버클리 캘리포니아대 연구팀에 따르면 1991년 피나투보 화산(필리핀)이 분출한 이후 2~3년 동안 전지구의 기온이 약 0.2~0.5도 낮아졌고, 지표면에 도달하는 태양복사에너지양은 약 2.5% 감소한 것으로 알려졌습니다. 이것은 식물의 생산성에도 큰 영향을 미칩니다. 피나투보 화산의 영향으로 옥수수 생산량은 약 9.3%, 쌀과 밀은 약 4.8% 감소한 것으로 조사되었습니다.
지구과학·천문우주
Q. 수성의 자전과 공전주기는 어떻게 되나요?수성은 동주기는 아니죠?
수성(水星, Mercury)은 태양과 평균 5,800만km 떨어져 있으며, 태양계의 행성 중 태양과 가장 가까운 궤도를 공전하는 행성입니다. 반지름은 2,440km, 둘레는 43,924km이며 태양계의 8개 행성 중 가장 작은 행성입니다. 수성의 공전 주기는 88일, 자전 주기는 58일이니 동주기 자전은 아닙니다.
지구과학·천문우주
Q. 지구가 뜨거워지고있는데 어떻게하면 지구가 덜 뜨거워 질까요?
현재 지구의 평균 기온이 상승해서 지구가 더워지는 현상을 지구 온난화(Global Warming)라고 합니다. 대표적인 이유는 인간 활동으로 인해 배출된 대기 중 이산화탄소 농도의 증가입니다. 이산화탄소는 지구가 방출하는 적외선 복사를 흡수한 후 지표로 재복사하기 때문에 지구의 기온이 올라가는 것입니다. 따라서 대기로 방출되는 이산화탄소를 줄이는 것이 가장 급선무입니다. 현재 우리나라를 비롯한 세계 각국에서는 이산화탄소가 대기 중으로 방출되는 것을 막거나 줄이기 위한 여러 방안을 강구 중입니다. 그 방법은 크게 2가지로 구분해서 살펴볼 수 있습니다. 첫 번째는 화석 연료 사용량을 줄이는 방법입니다. 현재 화석 연료가 가장 많이 사용되는 곳은 교통과 발전 분야입니다. 태양광, 풍력 등 신재생 에너지를 이용하여 발전하는 것으로 화석 연료 사용량을 줄일 수 있을 것으로 생각됩니다. 두 번째는 화석 연료 사용으로 배출되는 이산화탄소가 대기 중으로 들어가지 못하게 하는 것입니다. 이를 위해서는 이산화탄소를 붙잡아 둘 장치가 필요한데 이를 탄소포집저장(Carbon Capture Storage)기술이라고 합니다. CCS로는 지층이나 해저 등이 있으며, 이러한 방법은 현재 북유럽권에서 실시하고 있습니다. 또 하나의 기술은 탄소포집활용(Carbon Capture Utilzation)기술이라고 합니다. 탄소포집활용은 포집된 이산화탄소를 다른 방면에서 활용할 수 있도록 하는 것입니다. 이러한 기술들이 발전하면 당장 지구의 기온을 낮추지는 못하지만 가파르게 올라가는 것을 막을 수는 있을 것이라고 생각합니다.