안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 가을쯤에 달이 2개가 될수도 있다고 하는데 무슨 뜻인가요?
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.가장 흔한 해석은 화성의 근접에 관련된 이야기일 수 있습니다. 화성은 주기적으로 지구에 가까워지는 시기가 있는데, 이때 화성이 밤하늘에서 더 크게 보일 수 있습니다. 이런 현상을 "화성 대접근"이라고 부르며, 화성이 지구에 가까워지는 시기에는 밤하늘에서 밝고 큰 천체로 보입니다. 이로 인해 화성이 달과 비슷하게 보일 수 있고, 이를 비유적으로 "두 개의 달"이라고 표현할 수 있습니다. 그러나 화성이 실제 달처럼 커 보이진 않으며, 이 표현은 과장된 방식으로 사용된 경우가 많습니다. 일반적으로 화성 대접근 때 화성은 육안으로 더 밝고 눈에 띄게 보일 뿐, 달만큼 크지는 않습니다. 또 다른 가능성은 특정한 천문 현상 중 하나인 쌍둥이 천체 현상일 수 있습니다. 이 현상은 한밤중에 밝은 행성이나 천체들이 동시에 하늘에 떠 있을 때, 마치 두 개의 밝은 천체가 나란히 떠 있는 것처럼 보일 수 있다는 의미에서 사용될 수 있습니다. 이는 보통 목성이나 금성과 같은 밝은 행성들이 밤하늘에서 달과 가까운 위치에 있을 때 관측될 수 있습니다. 일부 천문 현상에서는 달 외의 다른 밝은 천체가 마치 달처럼 잘 보이는 시기가 있습니다. 이런 경우, 기사가 천문학적인 현상을 비유적으로 "두 개의 달"이라고 표현할 가능성도 있습니다. 때로는 잘못된 정보나 오해에서 비롯된 기사일 수도 있습니다. 과장된 정보나 비유적인 표현이 오해를 불러일으킬 수 있는데, 달이 두 개가 될 수 있다는 이야기는 그 자체로 신비로운 현상을 강조하려는 비유적 표현일 수 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 미국 그랜드 캐니언의 형성 과정이 궁금합니다.
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.그랜드 캐니언의 바닥 부분은 약 20억 년 전의 암석으로 이루어져 있으며, 이는 지구 초기 역사의 일부를 보여줍니다. 이곳에는 화강암과 변성암이 주로 분포해 있습니다. 그 위로 수억 년 동안 쌓인 퇴적암층이 덮여 있으며, 그 층은 약 5억 7천만 년 전에서 2억 5천만 년 전에 이르는 암석들로 이루어져 있습니다. 지질학적 층위는 석회암, 사암, 셰일 등의 다양한 암석으로 구성되어 있으며, 이들 퇴적암은 한때 이 지역이 바다, 강, 사막, 습지 등의 다양한 환경이었음을 보여줍니다. 이러한 퇴적물들이 쌓이고, 시간이 흐르면서 암석으로 변하는 과정을 통해 오늘날의 지질학적 구조가 형성되었습니다. 약 500만 년 전, 콜로라도 강이 이 지역을 따라 흐르기 시작했습니다. 이 강은 침식 작용을 통해 암석을 깎아내며 깊고 넓은 협곡을 형성하기 시작했습니다. 콜로라도 강은 특히 침식력이 강한데, 이는 강물이 흐르는 속도와 그 강물에 포함된 모래, 자갈, 진흙 등이 암석을 강하게 마모시키기 때문입니다. 그랜드 캐니언이 위치한 지역은 약 6천만 년 전에서 7천만 년 전 사이에 지각 변동에 의해 급격히 상승했습니다. 이때 콜로라도 고원이 형성되었고, 이 고원 지역에서 강의 흐름이 더욱 강해졌습니다. 지각의 상승은 강물의 침식 속도를 가속화시켰고, 콜로라도 강은 지질학적 시간 척도에서 빠르게 협곡을 깊게 파내려갔습니다. 빙하기와 간빙기 동안, 지역의 기후는 여러 차례 변화했습니다. 빙하기 동안 강수량이 증가하여 강의 흐름이 더욱 강력해졌고, 이로 인해 침식 작용이 더 활발해졌습니다. 또한, 빙하가 녹으면서 콜로라도 강의 수위가 증가해 암석을 더 많이 깎아내는 데 기여했습니다. 이러한 기후 변화는 콜로라도 강의 흐름과 침식 패턴에 영향을 미쳤으며, 협곡이 지금처럼 깊고 넓게 형성되도록 돕는 중요한 요인으로 작용했습니다. 콜로라도 강에 의해 협곡의 바닥이 깊어지는 동시에, 강 주변의 벼랑들은 빗물과 눈 녹은 물이 흘러내리며 암석을 깎아내어 협곡이 좌우로 확장되었습니다. 건조한 기후에도 불구하고 때때로 내리는 비와 강한 바람은 협곡의 측면을 마모시키며 협곡을 넓혀 나갔습니다. 물리적 풍화(바위가 쪼개지고 부서짐)와 화학적 풍화(물과 공기와의 화학 반응에 의해 암석이 분해되는 현상)도 그랜드 캐니언 형성에 중요한 역할을 했습니다. 그랜드 캐니언은 여전히 콜로라도 강과 그 주변의 자연 현상들에 의해 침식이 지속되고 있습니다. 침식은 느리게 진행되지만, 지질학적으로는 매우 중요한 과정을 보여줍니다. 앞으로 수백만 년 동안 그랜드 캐니언은 계속해서 그 형태가 변할 것으로 예상됩니다.
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Q. 일교차가 큰 현상은 어떻게 생기는지 궁금합니다.
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.습도는 기온 변화에 중요한 역할을 합니다. 공기 중에 수분이 많으면, 수분이 열을 흡수하고 방출하는 과정이 일어나기 때문에 기온이 급격히 변하지 않습니다. 수분은 일종의 열 저장고 역할을 하기 때문에 기온이 급격히 떨어지거나 오르지 않게 합니다. 봄과 가을에는 대기 중 습도가 상대적으로 낮기 때문에, 밤에는 열이 빠르게 방출되어 기온이 떨어지고, 낮에는 해가 뜨면서 기온이 급격히 상승합니다. 특히, 구름이 없는 날씨일 때는 이 현상이 더 뚜렷하게 나타납니다. 지표면은 낮 동안 태양 에너지를 흡수하고, 밤에는 이 에너지를 방출합니다. 봄과 가을에는 태양의 고도가 여름보다 낮고 겨울보다 높아, 지표면이 받는 태양 에너지가 중간 정도입니다. 여름에는 지표면이 많은 열을 축적하기 때문에 밤에도 그 열을 방출하며 기온이 천천히 떨어지지만, 봄과 가을에는 태양 에너지가 상대적으로 적게 들어와 낮에는 기온이 빠르게 올라가고, 밤에는 축적된 열이 부족해 빠르게 기온이 떨어집니다. 봄과 가을에는 태양의 고도가 여름이나 겨울에 비해 중간 정도입니다. 여름에는 태양이 높이 떠서 지표면에 도달하는 태양 복사 에너지가 많고, 겨울에는 태양 고도가 낮아 에너지가 적습니다. 봄과 가을에는 태양 에너지가 적당히 들어오지만, 지구가 열을 방출하는 속도는 빨라서 낮과 밤의 기온 차이가 커집니다. 고기압이 발달한 날씨는 대기 중 구름이 적고, 바람도 약한 경향이 있습니다. 맑고 고요한 날씨는 태양 복사 에너지가 지표면에 그대로 도달하게 하여 낮에는 기온이 빠르게 올라가고, 밤에는 지표면의 열이 빠르게 방출되어 기온이 급격히 떨어집니다. 이러한 고기압의 영향은 특히 봄과 가을에 자주 나타나며, 이로 인해 일교차가 크게 발생하는 경향이 있습니다. 복사 냉각이란, 밤에 지표면에서 방출된 열이 대기 중으로 빠져나가는 현상입니다. 봄과 가을에는 대기가 상대적으로 건조하고 구름이 적기 때문에 복사 냉각이 활발하게 일어납니다. 구름이 없는 날에는 열이 방출될 때 구름이 없어서 열을 가두지 못하고, 대기 중으로 빠져나가면서 밤에 기온이 빠르게 떨어집니다. 봄과 가을은 여름이나 겨울과 달리 계절의 전환기입니다. 이러한 시기에는 대기 중에서 여러 기상 조건들이 변동이 크며, 그로 인해 낮과 밤의 기온 차이가 큽니다. 여름과 겨울은 계절적으로 안정된 상태를 유지하지만, 봄과 가을은 변화가 많기 때문에 일교차가 커질 수 있습니다.
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Q. 높이에서 왜 피트단위가 많이사용되나요??
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.피트 단위는 주로 영국과 미국에서 전통적으로 사용되던 단위입니다. 항공의 초기 발전 과정에서 미국과 영국이 항공 기술의 선두 주자였으며, 이들 국가에서 항공 관련 단위로 피트(feet)를 사용하기 시작했습니다. 그 영향으로 국제 항공에서도 피트 단위가 표준처럼 자리잡게 되었습니다. 항공 산업이 국제화되면서, 항공 관제와 항공기 운항에 사용되는 단위를 통일하는 것이 중요해졌습니다. ICAO는 비행기 고도를 피트 단위로 표준화하였고, 이로 인해 전 세계적으로 피트가 사용되기 시작했습니다. 항공 산업에서 중요한 것은 일관성과 정확성입니다. 피트 단위를 사용하는 것은 고도 측정에서 혼란을 줄이고, 국제 항공 교통에서의 소통을 원활하게 유지하는 데 도움이 됩니다. 만약 일부 국가에서만 미터 단위를 사용하게 된다면, 항공 관제에서 혼선이 생길 수 있습니다. 항공기에서 고도를 측정하는 기기인 고도계는 역사적으로 수은 기압계와 같은 장비로부터 발전했습니다. 이 장비들은 영국과 미국에서 피트를 기준으로 설계되었으며, 이를 기반으로 현재의 항공기 고도계도 피트 단위로 설정되어 있습니다. 비록 많은 나라들이 미터법을 채택했지만, 항공 분야에서는 피트가 국제적인 표준으로 자리잡았습니다. 이는 전 세계의 항공기 조종사, 항공 교통 관제사, 항공기 설계자 등이 모두 동일한 단위를 사용함으로써 의사소통이 원활하게 이루어질 수 있게 하기 위한 목적도 있습니다.
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Q. 키가 완전히 큰 나무는 어떻게 그 높은곳까지 물을 빨아 들이나요?
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.물 분자들은 서로 수소 결합을 통해 끌어당깁니다. 이 때문에 물 분자들이 나무의 물관(목부, xylem) 안에서 일렬로 연결되어 움직일 수 있습니다. 물은 일종의 "연속된 기둥"처럼 연결되어 있으며, 한쪽에서 물이 당겨지면 다른 쪽의 물도 함께 움직입니다. 물 분자는 나무의 물관 벽에 붙는 성질을 가지고 있습니다. 물이 물관 내부를 따라 올라가면서 물관 벽에 부착되면, 물이 빠져나가는 것을 방지하고 위로 올라가도록 돕습니다. 증산 작용은 물이 나무의 잎에서 수증기 형태로 빠져나가는 과정입니다. 이 과정은 나무가 물을 뿌리에서 잎까지 끌어올리는 데 매우 중요한 역할을 합니다. 나무 잎에는 기공(stomata)이라는 작은 구멍들이 있어서, 이 구멍을 통해 물이 증발하면서 수증기로 방출됩니다. 이 증발이 일어나면서 잎의 내부는 마치 흡입 펌프처럼 작용하게 됩니다. 잎에서 물이 증발하면서, 물관 내부의 물이 잎을 향해 당겨집니다. 물이 잎에서 빠져나가면 아래쪽에 있는 물이 그 자리를 채우기 위해 올라오고, 이러한 과정이 뿌리에서 물관을 타고 물이 위로 올라가는 힘을 만들어냅니다. 이것을 증산 작용에 의한 응집-흡인 이론라고 합니다. 나무 전체에 걸쳐 물이 한쪽에서 당겨지면, 뿌리에서 잎까지의 물이 연속적으로 이동하게 됩니다. 물이 계속해서 증산되기 때문에, 뿌리에서 더 많은 물이 흡수되어 나무 전체로 이동하게 됩니다. 또 다른 중요한 요인은 뿌리 압력입니다. 나무의 뿌리는 토양에서 물을 흡수할 때 삼투압에 의해 물이 나무 내부로 들어오게 됩니다. 뿌리 내부의 세포는 농도가 높아져 있어서 물이 농도가 낮은 토양에서 뿌리로 이동합니다. 이 과정에서 뿌리 속에 물이 차오르면서 약간의 압력이 발생하게 되는데, 이것을 뿌리 압력이라고 합니다. 뿌리 압력은 주로 밤과 같은 증산이 적은 시간대에 물이 낮은 곳에서 높은 곳으로 조금씩 올라가도록 돕습니다. 그러나 뿌리 압력은 주로 낮은 나무에서 중요한 역할을 하며, 높은 나무에서는 증산 작용이 더 큰 역할을 합니다. 30미터 이상 자라는 나무에서 물이 중력을 극복하며 위로 올라가는 것은 위의 응집력, 증산 작용, 부착력 등이 복합적으로 작용하는 덕분입니다. 물관 내의 물은 중력을 극복할 수 있을 만큼 강하게 당겨지며, 물 분자들이 서로 밀착된 상태로 연결되어 있기 때문에, 잎에서 증발하는 물이 물관 전체의 물을 위로 끌어올리는 힘을 제공합니다. 나무는 물을 끌어올리기 위해 물을 이동시키는 물관(목부)이 매우 중요한 역할을 합니다. 물관은 나무의 줄기와 가지 안에 있는 세관으로, 마치 작은 관들이 모여서 하나의 거대한 배관처럼 물을 이동시킵니다. 물관은 나무가 성장하면서 죽은 세포로 이루어져 있으며, 물을 원활하게 이동시키기 위해 비어 있는 상태입니다.