안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.
Q. 지구의 내부 구조는 어떻게 이루어져 있으며, 각 층은 어떤 역할을 하나요? 또한, 지구의 맨틀과 지각은 어떻게 다르며, 그 특성은 무엇인가요?
지구는 크게 지각, 맨틀, 외핵, 내핵으로 이루어져 있으며 물리적인 성질과 조성에 따라 차이가 있으며 지구의 구조와 활동에 중요한 역할을 하고 있습니다! 지각은 우리 인간이 직접 생활하는 부분으로 가장 바깥이며 규산염을 기반으로 광물들이 구성되어 있으며 지구 전체 부피의 1%미만입니다! 맨틀은 지구 부피의 약 84%를 차지하며 규산염광물로 구성되어있고 상부맨틀과 하부맨틀이 존재하게 되빈다! 외핵은 철과 니켈로 이루어진 액체로서 밀도가 높으며, 태양풍과 우주방사선으로부터 지구를 보호하는 자기장을 만들어내게 합니다. 내핵은 철과 니켈로 이루어진 고체 상태이며 온도가 매우 높으며 엄청난 압력으로 고체 상태를 유지하게 합니다. 지구의 중심을 단단하게 유지시켜주는 특징을 가지게 됩니다!
Q. 화산이 발생하는 원리는 무엇이며, 화산 폭발이 지구에 미치는 영향은 어떤 것들이 있나요? 또한, 화산 활동이 지구의 지각에 어떻게 영향을 미치는
화산은 지구 내부에서 생성된 마그마가 지표로 분출하는 현상으로서 지구 내부의 열 에너지와 판구조 운동과 관련되게 됩니다. 지구 내부의 맨틀에는 뜨거운 암석이 존재하며 높은 온도와 압력으로 인해 부분적으로 녹아 마그마를 혀엇ㅇ하게 되고 이 마그마는 밀도가 낮아 위쪽으로 상승하려하며 지각의 틈으 ㄹ따라 이동하게 되어 지표로 분출하게 되면 용암이 되는것입니다! 화산이 발생하는 주요한 지점으론 판의 경계부분(수렴형, 발산형)에서 나타나게 되며 열점에서도 나타나게 된답니다! 화산의 폭발은 기후변화나 화산재에 의판 피해들, 쓰나미 등을 유발하고 있으며 장기적으로 토양을 비옥하게하여 생태계를 회복하고 새로운 섬이나 지형을 형성하며 지구의 대기 조성을 변화시키게 됩니다!
Q. 지진의 발생 원리는 무엇이며, 지진파의 종류는 어떤 것들이 있나요? 또한, 지진의 규모를 측정하는 방법과 그 단위는 무엇인가요? 감사합니다, 오
지진은 지각 내부에서 축적된 에너지가 갑작스럽게 방출되면서 발생하게 되는 자연현상인데요 주요한 원인은 판구조 운동에 의해 지각이 압축되거나 밀려나면서 단층이 움직이면서 나타나게 됩니다! 지진의 주요한 발생원인은 판의 충돌과 섭입, 판의 확장, 판의 미끄러짐이며 화산활동에 의해서도 나타나게 됩니다! 지진은 에너지가 파동의 형태로 전파되며 Body Wave와 Surface Wave로 나뉘게 되빈다! Body Wave는 P파와 S파로 나뉘며 Surface Wave는 러브파와 레일리파로 나뉘게 됩니다! P파는 가장 빠르게 전파되며 매질을 압축하고 팽창시키는 종파입니다. 고체 액체, 기체 모두 통과가능하고 지진 발생시 가장 먼저 도달하는 파동이죠. S파는 P파보다 느리며 수직으로 ㅈ진동하는 횡파로 액체는 통과하지 못합니다. 러브파는 수평으로 진동하는 파동으로 속도가 빠르고 피해를 크게 유발하며 건물과 기반 시설을 좌우로 흔들어 구조물을 붕괴하게 합니다. 레일리파는 물결처럼 위아래와 수평으로 진동하는 파동으로 가장 피해가 크게 됩니다! 지진은 규모와 진도로 나뉘게 되는데 규모는 지진이 방출한 에너지의 총량이며 진도는 사람이 느끼는 흔들림의 정도로 진앙에 가까울수록 더 크게 됩니다!
Q. 서호주 연안 쪽에서 사이클론 젤리아가 최고 등급으로 격상되었다고 하던데 피해를 최소화하는 방안은 어떤게 있을지?
사이클론 젤리아가 서호주 연안에서 최고 등급으로 격상되면 개인차원에선 기상예보나 경보를 꾸준히 확인하고 비상 물품을 준비하며 대피 계획을 수립하고 주택 안전 점검을 강화하는 작업을 거쳐야 할것입니다. 또한 사회적인 방안으론 건축기준을 강화시키고 재난이나 예경보 시스템을 구축하고 재난 대응 교육이나 훈련을 강화해야 하겠지요!
Q. 우주의 관련된 다큐멘터리에 호킹복사를 이야기 하던데 이건 뭘 말하는건가요?
호킹복사는 블랙홀이 사실은 완전히 검은것이 아니라 약간의 에너지를 방출하며 서서히 증발할수 있다는 이론으로서 양자역학과 일반 상대성 이론을 결합한 이론적인 결과물이였습니다~ 보통 블랙홀은 강한 중력으로 어떠한 것도 빠져나올수 없다고 알려져 있는데 양자역학이ㅡ 불확정성 원리에 따르면 진공에서도 에너지가 출렁이며 짝을 이루는 입자들이 순간적으로 생성되었다가 소멸할수 있게 됩니다. 이를 이용하여 블랙홀 근처에서 사건의 지평선 근처에서 가상입자 쌍이 생성되고 원래는 두 입자가 즉시 만나서 사라져야 하지만 한 입자는 블랙홀 안으로 빨려들어가고 다른 입자는 바깥으로 방출되는 과정을 통해 블랙홀은 에너지를 조금 잃고 바깥으로 방출되는 입자는 마치 블랙홀이 열을 방출하는것처럼 보이게 되는것이지요! 이러한 방사선을 호킹 복사라고 하지요! 호킹복사가 일어나게 되면 블랙홀은 점점 질량을 잃게 되면서 크기가 줄어들게 되고 결국 증발할수도 있게 됩니다. 이는 매우 오랜 시간이 걸릴것이며 현재 우주에서 존재하는 큰 블랙홀들은 이 효과로 증발하는 속도가 거의 0에 가까울정도로 느려지게 됩니다!