안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.
Q. 화산의 용암은 어떻게 분출되는 건가요?
용암 분출은 지하 깊은곳에서 마그마가 압력을 견디지 못하고 지표 밖으로 밀려나는것으로 지구 내부 맨틀에 고온의 암석이 있으며 이 암석이 녹아 반액체 상태가 되면서 마그마가 됩니다. 마그마는 뜨거워서 밀도가 낮아 위로 상승하려는 성질을 가지고 있으며 마그마가 저장되는 곳은 지표 아래 지하 수~수십km에 마그마 저장소를 형성합니다.마그마가 계속 축적되면 압력이 점점 높아지게 되며 마그마에는수증기 이산화탄소 등 휘발성 가스가 녹아 있고 마그마가 지표 가까이 올라가면 기압이 낮아지며 가스가 팽창하게 되고 이들이 한계치를 넘으면 폭발적으로 분출되게 됩니다.
Q. 지진파는 왜 생기고 어떤 종류가 있는지 궁금합니다.
지진파는 지구 내부를 통해 생기게 되는 탄성 에너지의 파동으로 지구 내부에 쌓인 지각의 응력이 한계치를 넘으면서 단층이 파열되며 생기게 됩니다. 축적된 에너지가 주변으로 파동의 형태로 빠르게 퍼져나가고 그 결과 땅이 흔들리고 건물이나 구조물에 피해가 발생하게 됩니다. 지진파는 크게 본체파와 표면파로 나뉘게 되며 본체파는 P파와 S파로 나뉩니다. P파는 가장 빠르게 전달되는 파동으로서 앞뒤로 압축과 팽창하는 운동을 하며 고체,액체,기체 ㅗㅁ두 통과가능합니다. 피해는 크지 않지만 사전경고용으로 사용되지요. S파는 P파 다음으로 도착하며 수직이나 수평으로 흔들리는 진동으로서 액체를 통과하지 못합니다. 우리가 주로 피해를 받게 되는것은 표면파인데 표면파는 러브파와 레일리파로 나뉘며 러브파는 고층 건물 붕괴에 매우 위협적이며 S자 모양으로 좌우가 흔들리게 됩니다. 물결처럼 위아래로 타원형 흔들림이 있는 레일리파는 가장 느리지만 에너지가 크고 오래 지속됩니다.
Q. 지구에서 바다가 형성된 시기는 언제인가요?
지구의 바다는 약 40억~43억년 전에 형성되었으며 지구가 생긴 직후 불과 2~5억년 후이며 과학자들은 약 42억년 전이면 이미 바다가 존재했을것이라고 보고 있으며 지구 형성과 초기 환경은 태양계 형성 초기, 운석과 먼지들이 충돌해 생긴 행성이며 초기 지구는 지옥 같은 환경으로 표면이 용암으로 덮여 있었고 온도는 수천도에 달하게 된것이죠. 이후 지구 내부에서 활발한 화산 활동이 일어났고 수증기, 이산화탄소, 질소가 대기로 바출되었고 이 수증기가 대기중에 머물다가 지구가 서서히 식으며 비로 변해 내리기 시작하였습니다. 지표면이 충분히 식자, 수증기가 수천만년에 걸쳐 비가 되어 내리게 되었고 원시 바다가 생기게 되었습니다.또 다른 가설로는 혜성과 운석 기원설이 있기도 하며 바다는 지구에서 생명이 탄생한 첫 무대이며 최초의 생명체는 약 38억년 전 바다속에서 생겨난것으로 추정하고 있습니다!
Q. 지구에 있는 공기는 우주로 빨려나가지 않는 이유가 궁금합니다.
중력이 공기를 잡아두고 있는데 지구는 질량이 크기에 강한 중력을 가지고 이 중력은 지구의 표면 근처의 공기 분자들을 당기고 유지시키지요. 공기 분자는 지구 표면 근처에 모여 있고, 높은 고도일수록 공기 밀도는 낮아지게 됩니다. 어떤 분자가 지구를 탈출하려면 탈출속도 이상으로 움직여야 하며 대부분의 공기 분자 속도는 이에 훨씬 못 미칩니다. 지구 대기의 가장 바깥은 외기권이며 이곳에선 일부 가벼운 기체는 가끔 우주로 탈출하기도 합니다. 우주정거장은 내부에 공기를 넣어 사람이 살 수 있는 환경을 만들며 외부는 진공상태입니다. 만약 외벽에 구멍이나 균열이 생기게 되면 내부의 공기가 압력 차이로 외부 진공으로 빠르게 빠져나가게 되는것이지요!
Q. 남극 세종기지와 북극 다산기지는 어떤 연구를 목적으로 세워진 것인가요?
우리나라의 남극세종기지는 킹조지섬에 1988년 극지연구소에서 운영하며 연중 상주하며 북극 다산기지는 스발바르 제도에 하절기 계절에만 존재하며 남극은 세종기지가 기후변화를 관측하고 생물학과 생태학을 연구하며 지질학과 빙하학, 우주 및 대기에 대한 연구 등을 진행합니다.다산 북극 기지는 북극의 기후 변화, 해양 과학, 지질 및 생태 연구, 국제 공동연구등이 이루어지고 있습니다.