안녕하세요.
지구과학·천문우주
Q. 태양의 홍염과 플레어는 무엇이 다른가요?
홍염과 플레어를 이해하기 위해서는 태양의 구조를 알아야 합니다. 태양은 가장 안쪽에 핵이 있고, 가장 바깥쪽에 대류층이 있습니다. 그리고 핵과 대류층 사이에 복사층이 있습니다. 핵에서는 수소핵융합 반응이 일어나 에너지가 생성되고, 이 에너지는 복사층을 통해 대류층 하부에 전달됩니다. 대류층 하부에서는 대류를 통해 에너지를 태양 외부로 방출합니다. 대류층 상부, 즉 태양의 표면온도는 약 6000ㄷㅎ입니다. 우리가 보는 태양은 대류층입니다. 대류층에서는 대류가 일어나는데 태양의 자기장으로 인해 일부에서는 대류가 억제되기도 합니다. 이렇게 되면 이곳의 온도는 다른 부분보다 약 2000도 낮아지고 우리 눈에는 검게 보이는데 이것이 흑점입니다. 대류가 막힌 곳의 하부에는 에너지가 응축되고 급기야는 급격한 폭발을 통해 많은 에너지를 한꺼번에 방출합니다. 태양 표면에서 일어나는 이러한 폭발현상을 플레어라고 합니다. 플레어가 발생하는 경우 막혀있던 물질이 한꺼번에 방출되며 그 흐름이 불꽃의 형태로 보이는데 이것이 홍염입니다. 정리하면 플레어는 포발현상, 홍염은 그에 따라 나타나는 불꽃이라고 생각하시면 될 것 같네요.
화학
Q. 일본의 원전 오염수 방류는 방사능 노출이 미비한가요?
일본이 원전 오염수를 방류하고자 하는 후쿠시마 지역은 혼슈의 북쪽으로 토쿄보다 북쪽에 위치하고 있습니다. 일본 주변에는 세계적으로도 흐름이 강한 해류인 쿠로시오 해류가 흐르고 있는데, 혼슈를 따라 남에서 북으로 흐릅니다. 이 쿠로시오 해류는 북쪽으로 올라가 북태평양 해류와 연결되고 북아메리카 서부에서 남쪽으로 내려오는 캘리포니아 해류에 연결됩니다. 캘리포니아 해류는 적도 부근까지 내려온 후 동에서 서로 흐르는 북적도 해류와 연결되고 이 해류가 아시아 대륙에 가로막혀 북쪽으로 올라오며 쿠로시오 해류가 됩니다. 따라서 후쿠시마에서 방류된 오염수가 우리나라로 바로 들어올 수는 없고, 위에서 말한 커다란 순환(아열대 순환)을 거쳐야 다시 쿠로시오 해류로 돌아옵니다. 이 시간이 약 3년 정도로 알려져 있습니다. 우리나라에 흐르는 해류 중 난류는 쿠로시오 해류의 일부입니다. 아열대 순환을 거치는 동안 오염수는 다른 바닷물과 섞일 것이고 그에 따라 농도는 점점 낮아질 것입니다. 따라서 오염수 방류로 인해 우리나라가 직접적으로 받는 피해는 거의 없을 것이라는 생각입니다. 만일 직접적인 피해가 있었다면 후쿠시마 원전 사고가 난 후 2011년 이후 유의미한 관측 결과가 있었을 것입니다. 아직까지 이런 보고는 없었던 것으로 알고 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 우주에서 소리를 질러도 들을 수 없나요?
그렇습니다. 음파는 밀도의 변화를 통해 전달되는 소밀파이기 때문에 소리가 전달되기 위해서는 기체, 액체, 고체 등 매질이 필요합니다. 우주비행사들이 통시누장비 없이 소리를 전달하려면 이론적으로는 헬멧을 맞대고 소리를 질러 헬멧의 접촉부를 통해 전달할 수 있지 않을까요.
토목공학
Q. 모래나 모래 알갱이가 우리가 아는 일반적인 돌이 될수 있나요?
우리가 일반적으로 돌이라고 하는 암석은 생성과정에 따라 화성암, 퇴적암, 변성암의 3가지로 구분합니다. 화성암은 지하 깊은 곳에서 온도와 압력 조건에 따라 만들어진 마그마가 굳어서 된 암석입니다. 퇴적암은 기존의 물질들이 쌓인 후 굳어져 만들어진 것으로, 쇄설성(clastic) 퇴적암, 화학적(chemical) 퇴적암, 유기적(organic) 퇴적암으로 구분합니다. 이중 쇄설성 퇴적암은 기존의 물질이 풍화 침식된 후 낮은 곳으로 운반된 후 퇴적되어 생성된 것입니다. 쇄설성 퇴적암은 암석을 이루는 입자의 크기에 따라 구분하는데, 입자의 크기가 2mm 이상인 것을 역암, 2mm~1/16mm인 것을 사암이라고 합니다. 또한 주로 석영으로 구성된 사암이 변성작용을 받으면 규암이라는 암석이 됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 사계절이 뚜렷한 원인은 무엇인가요?
북반구 중위도에 위치한 우리나라에서 사계절이 뚜렷한 이유는 지구의 자전축이 공전궤도면에 수직한 방향으로부터 약 23.5° 기울어진 상태로 공전하기 때문입니다. 이로 인해 여름에는 태양의 고도가 높아지고 겨울에는 낮아집니다. 태양의 고도는 낮과 밤의 길이에도 영향을 줍니다. 태양의 고도가 높은 여름에는 낮이 길고 반대로 겨울에는 밤이 깁니다. 겨울에서 여름으로 가는 동안 낮의 길이는 점점 길어지고 기온도 올라갑니다. 여름에서 겨울로 가는 동안은 반대로 밤이 길어지고 기온도 낮아집니다. 우리나라에서 태양의 고도가 가장 높은 날은 하지인 6월 21일경인데 이때 가장 덥지 않은 이유는 가열되는데 시간이 걸리기 때문입니다. 그래서 6월 보다는 7, 8월에 기온이 가장 높게 나타납니다. 태양의 고도가 가장 낮은 날은 동지인 12월 22일이지만 식는데 시간이 걸리므로 1, 2월이 가장 춥습니다. 한가지 덧붙인다면 우리나라가 대륙의 동쪽에 있어서 여름에는 해양의ㅜ영향을 받고 겨울에는 대륙의 영향을 받기 때문에 계절의 특성이 뚜렷하게 나타난다고 할 수 있습니다.