안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 우리 지구의 대륙판은 왜 움직이나요?
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.지각판이 움직이는 이유는 지구 내부의 열 에너지와 그로 인해 발생하는 맨틀의 대류 흐름 때문입니다. 판의 움직임은 지진을 포함한 다양한 지질 활동을 일으키게 하며 지구의 지표를 끊임없이 움직이게 하는데 지구 내부는 매우 뜨겁고 그 열은 주로 지구 중심부의 방사성 물질이 붕괴하면서 나타나게 되는것이죠. 이 열ㅇ느 지구의 핵과 맨틀로 전달되며 지구 내부의 에너지를 순환시키게 하고 지구 내부에서 발생한 열은 외부로 빠져나가려는 성질로 인해 맨틀에 대류가 발생하게 되는것입니다. 지구의 맨틀은 고체이지만 오랜 시간ㄷ ㅗㅇ안 매우 느리게 흐를 수 있는 특성을 가지고 있으며 맨틀에서 발생하는 열ㅇ느 지표 쪾으로 올라가고 상대적으로 차가운 물질은 아래로 가라앉게 되면서 이 대류 흐름이 거대한 순환 운동을 형성하게 되고 대류 흐름은 지각판을 밀어내거나 끌어당기는 힘을 발생시킵니다. 이 힘이 바로 지각판이 움직이게 되는 주된 원인입니다. 지각판은 지구의 표면을 여러개의 조각으로 나눈것처럼 생겼꼬 충돌하거나 멀어지거나 미끄러지는 형태로 발생하여 보존형경계, 섭입형경계, 발산형경계로 나누어서 생각할수 있게 해주지요~ 이러한 과정에서 지진은 지각판이 움직이면서 판 사이에 축적된 긴장과 에너지가 갑작스럽게 방출되면서 나타나게 됩니다.
지구과학·천문우주
Q. 나침반의 구조가 무엇인지 궁금합니다.
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.나침반은 지구의 자기장을 이용하여 방향을 가리키는 도구로서 나침반의 핵심부분인 자침은 자기장을 감지하는 자석으로 이루어져 있지요~ 자침은 축 위에 자유롭게 회전할 수 잇또록 고정되어 있으며 주변의 마찰을 최소화하고 지구이ㅡ 자기장에 따라 움직이게 됩니다. 자침의 한쪽 끝은 북쪽을 가리키도록 자화되어 있고 반대쪽은 남쪽을 가리키게 합니다. 자침이 회전하는 다이얼에는 동 서 남 북 이라는 방향이 있으며 축이 있어 자유롭게 회전을 할수 있게 해주지요~ 나침반은 동서남북을 정확하게 가리킬수 있또록 하는 이유는 지구 자체가 거대한 자석처럼 행동하기 때문인데 지구는 자기장이 존재하고 이 자기장이 지구의 북극과 남극을 중심으로 형성되게 됩니다. 지구의 내부에는 액체 철과 니켈로 이루어진 외핵이 있으며 이 외핵이 움직임에 따라 지구 자기장을 형성하게 하지요~ 지구 자기장은 지구의 자기 북극에서 나와 자기 남극으로 돌아가는 보이지 않는 선들로 이루엊 ㅕ있으며 이 자기장이 지구 전체를 감싸고 있기에 나침반은 지구 어디에서나 작동할수 있게 되는것이빈다. 나침반의 자침은 지구 가기장에 반응하여 움직이게 되는것이지요~ 나침반이 동서남북을 정확히 가리킬 수 있는 이유는 지구 자기장의 방향이 일정하기 때문입니다. 지구의 자기장은 시간이 지나면서 서서히 변하지만, 단기적으로는 그 변화가 매우 느리기 때문에 일상적인 용도로는 충분히 정확합니다. 지구의 자기 북극과 지리적 북극은 완전히 일치하지 않습니다. 하지만 나침반은 자기 북극을 가리키기 때문에, 보정값을 사용하면 보다 정확한 방향을 찾을 수 있습니다. 나침반이 가리키는 방향이 지리적 북쪽과 다를 수 있는 이유는 지구 자기 북극과 지리적 북극이 일치하지 않기 때문입니다. 이 편차를 보정하면 나침반을 더 정확하게 사용할 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 우주공간에서는 물을 컵에 담을 수가 없나요?
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.우주공간은 무중력상태로서 지구에서처럼 물을 컵에 담기가 힘들지요~ 물이 컵 바닥에 고여 있을수 있는 힘이 없기에 사라지게 되는것인데 무중력상태에서는 물과 같은 액체가 표면 장력에 의해 다른 물체에 붙거나 공 모양으로 뭉쳐지게 되고 자유롭게 움직일 수 있는 환경에선 액체 방울이 구형을 이루면서 떠다니게 되는것이죠. 우주 공간에서는 자주 볼수있는 현사으로 액체는 아래로 흐르지 않고 표면 장력에 의해 물방울 형태로 뭉쳐서 둥글게 나타나게 됩니다. 지구에서는 중력이 물을 컵 바닥으로 끌어당겨 그 안에 담겨지지만 우주에서는 중력이 매우 약하게 되므로 나타나는 현상이지요. 따라서 우주에선 특수한 장치를 사용하여 액체를 다뤄야 합니다. 밀폐된 용기를 사용하여야 하겠지요~ 액체가 우주에서 컵에 담기게 하려면, 인공 중력이 필요할 수 있습니다. 인공 중력은 회전하는 우주선이나 다른 물리적 방법을 통해 가속도를 발생시켜 인위적인 중력 효과를 만들어내는 방식입니다. 이런 인공 중력이 존재한다면, 물이 지구에서처럼 컵 안에 담길 수 있을 것입니다.
지구과학·천문우주
Q. 지구의 대기에는 왜 유독 질소가 많은가요?
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.지구 대기의 주요 성분이 질소인 것은 여러가지 복합적인 이유로 인하여 그렇지요~ 지질학적, 생화학적 과정에 역할을 크게 하고 있는 질소는 지구 형성 초창기 화산활동이 활발하였으며 이때 ㅁ낳은양의 가스가 방출되게 되는데 이산화탄소나 메탄 수소 등의 다양한 기체들중 하나로서 질소는 원래 내부에서 발생한 휘발성 물질이었꼬 화산 활동을 통해 지구 표면과 대기로 방출되었지요. 질소는 상대적으로 반응성이 낮고 안정한 기체이기에 다른 기체들처럼 쉽게 화학 반응을 일으키거나 지구에서 사라지지 않았고 (수소같은경우는 매우 가벼워 우주로 나가버리는 등) 이에 지금과 같은 구조를 가지게 된것이지요., 질소분자의 경우 매우 강한 삼중결합을 가지기에 매우 안정적이어서 쉽게 다른 물질과 반응하지 않게 되고 홯가적인 안정성으로 인해 대기중의 질소가 지속적으로 유지되게 되는 것입니다. 다른 기체들이 다양하게 지구 화학적인 과정에서 제거되더라도 질소는 남을수 있는 이유인것이지요~ 지구에서는 질소를 생태계에서 재활용하는 질소 순환을 하게 하고 대기중의 질소는 박테리아에 의해 고정되고 암모니아로 변환되고 이로 인해 식물과 동물이 질소를 활용하게 되고 죽은 생물이 분해되는 과정을 통해 질소가 대기로 반환되는 과정을 거치게 하는것이지요. 질소는 생명체에게 중요한 역할을 하지만 그 형태로는 대기에서 생물학적 활동에 직접 참여하지 않기에 대기중에 계속 높은 농도로 남게 되는 것이지요. 지구의 중력은 상대적으로 질량이 큰 기체들을 대기중에 유지시키는 역할을 하게 되고 질소 분자는 수소나 헬륨과 같은 가벼운 기체보다 무거워 우주로 빠져나가는 일이 적게 되는것입니다.
지구과학·천문우주
Q. 얼마전 슈퍼문이라고 달이 엄청 크게 보인다고 하는데, 뜬금없이 갑자기 달이 크게 보이는 이유가 무엇인가요?
슈퍼문은 달이 지구와 상대적으로 가까워지는 시기로서 평소보다 크게 보이지요~ 달의 궤도와 관련이 있으며 달이 지구에 가까워질때 발생하게 되는 현상입니다~ 왜냐하면 달ㅇㄴ 타원형 궤도로 공전하고 있끼에 달과 지구 사이의 거리가 일정하지 않고 가까워질때도 있고 멀어질때도 있습니다. 가까울때는 356,500km정도 가깝짐나 멀리 있을땐 406,700km정도 떨어지기에 그 크기 차이를 발생하게 하는것이지요~ 근지점에 위치한 보름달의 모습이 슈퍼문이라고 생각하시면 됩니다!