안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.
Q. 지구 내구 구조에서 맨틀 대류가 판 구조론에 미친 영향에 대해서 궁금합니다.
맨틀 대류는 판구조론의 핵심 개념입니다. 핵, 맨틀, 지각으로 구성되어 있는 지구내부의 맨틀부분에서 나타나는 현상인데요. 맨틀대류는 지구의 맨틀에서 발생하는 뜨거운 물질의 상승과 차가운 물질의 하강에 의해 발생하는 흐름이며 맨틀은 고체이지만 높은 온도와 압력 하에서 점성이 매우 낮아져 느리게 흐르게 됩니다. 맨틀의 아래쪽은 더 뜨겁고 위쪽은 상대적으로 차가운 상태가 되빈다. 뜨거운 물질은 밀도가 낮아져 위로 상승하고 차가운 물질은 밀도가 높아져 아래로 내려가게 됩니다. 이 과정이 계속되면서 맨틀 내에서 대류 셀을 만들게 되는것이지요. 판구조론은 지구의 지각이 여러개의 판으로 나누어져 있꼬 이 판들이 서로 움직이며 지구의 표면 변화를 일으키게 된다고 합니다. 대륙판과 해양판은 맨틀 대류에 의해 움직이게 되고 뜨거운 맨틀 물질이 ㅏㅇ승하면서 지구 표면의 판을 밀어내고 반대로 차가운 물질이 하강하면서 판을 당기는 역할을 하게 되는것이죠. 해양판의 경우 대륙판과 비교했을때 더 얇고 밀도가 키기에 판이 하강하는 지점에서 하강하게 되는것이죠~ 이 과정은 판이 상호작용하며 수렴, 이탈, 변환과정으로 경계를 형성하게 되는것인데 맨틀의 대류가 이동할수 있는 원동력을 제공한다는 것이지요~
Q. 큐리오시티가 화성에서 발견한 흥미로운 것들은 뭐가 있나요?
큐리오시티는 화성의 과거에 물이 있었을 가능성을 이야기하는 고대 호수의 바닥을 발견하였으며 유기 화합물질도 발견하며 생명체의 존재와 관련이 있을수 있는 중요한 단서들을 찾았죠. 메탄 가스의 주기적 변동도 발견했는데 화학적 혹은 생물학적 과정과 관련이 있게 되는것이지요!
Q. 대부분의 태풍은 여름 바다에서 많이 생긴다고 하는데 이유가 멀까요?
태풍이 생기는 조건에 대해서 생각을 해보아야 합니다. 태풍은 따뜻한 바다와 습기가 주요한 원인인데요 태풍이 강한 상승기류를 필요로 하게 되는데 따뜻한 바다에서 발생하게 되는데 공기도 가열하면서 저기압을 형성하는데 저기압이 강해지면서 바다가 26도 이상으로 따뜻하면 태풍의 형성이 가능해지게 됩니다. 태풍은 상승하는 공기에서 수증기가 응겨하면서 바생하는 에너지에 의존하게 됩니다. 따뜻한 바다에서 발생하는 높은 습도는 공기가 상승하면서 수증기가 응결되어 에너지를 방출하는 과정으로 태풍의 강도를 더욱 키워주게 됩니다! 태풍은 바다에서 발생하는 강한 열에너지를 흡수하여 강화되므로 여름철의 고온 환경은 태풍을 형성하는데 중요한 역할을 하게 해주는것이죠! 또한 여름에는 대기가 불안정하고 기온차이가 크지 않아 공기가 쉽게 상승하게 되는것이지요!
Q. 겨울철 차가운 강물의 수면 위로 수증기가 피어오르는 이유는?
겨울철에 차가운 강물 위로 수증기가 피어나는 현상은 증발고 ㅏ응결에 의해서 나타나는것인데요.겨울철에 강물의 수온은 보통 차갑고 공기 온도는 더 낮기에 차가운 공기와 상대적으로 따뜻한 물의 표면 사이에 온도 차이가 생기게 되빈다. 이 차이로 인해 물은 더 많은 열을 공기중으로 방출하게 되며 수면 위의 공기는 따뜻해지고 수증기가 발생하게 되는것이죠~물이 따뜼할때 수면에서 물 분자가 기체 상태로 변하게 되는데 이 괒어을 증발이라고 하며 물의 온도가 주변 공기보다 높으면 수증기의 발생 속도가 커지며 이렇게 발생한 수증기는 공기중으로 올라가게 되면서 수분을 포함한 기체 형태로 존재하게 됩니다. 공기가 차가우면 따뜼한 수증기는 차가운 공기ㅗ아 접촉하면서 급격히 온도가 낮아지게 되며 응결이 나타나는데 이때 수증기가 작은 물방울로 변하면서 보이는 안개나 구름 같은 현상이 나타나게 되어 수증기가 나타나는것이죠 물과 공기의 온도차이가 발생하게 되면서 물 표면의 공기가 가벼워지게 되어 상승하게 되는것이지요!
Q. 블랙홀은 왜 별의 빛 조차도 보이지 않는 건가요?
중력때문에 그렇지ㅛ. 블랙홀의 중력은 너무 강하여 빛조차 빠져 나올수 없게 되는것입니다. 블랙홀의 중심에 사건의 지평선이라는 부분의 경계를 지나면 탈출 속도가 광속보다 빨라야 하기 때문에 빛조차도 그 지점을 벗어날수 없게 되는 지점이 되는것입니다! 블랙홀의 중력은 주변 공간과 시간을 구부리기에 중력렌즈 효과를 일으키게 되며 블랙홀이 주변의 빛을 왜곡하거나 차단하는 현상이 나타나고 블랙홀 근처에서는 빛이 휘어져 지나가거나 아예 차단되어 내부를 못보게 해주는것이지요. 빛을 구성하는 광자는 질량이 없지만 강력한 중력장에서는 경로가 휘어지고 사건의 지평선을 넘어서면서 더이상 그 경로를 되돌릴수 없게 되어 빛조차 빠져나오지 못하게 되는것이지요~