안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 사막은 어떻게 형성되어진 것인가요?
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.지구의 대기 순환 시스템에서 아열대 고압대가 사막 형성에 큰 역할을 합니다. 적도 부근에서는 뜨거운 공기가 상승한 뒤 상층 대기로 이동하면서 위도 약 30도 부근에서 내려오는데, 이 지역에 고압대가 형성됩니다. 고압대는 하강하는 공기를 가지고 있어, 이 공기는 따뜻하고 건조해지기 때문에 강수량이 매우 적습니다. 이런 지역에서 사막이 많이 형성됩니다. 예를 들어, 사하라 사막과 아라비아 사막은 아열대 고압대의 영향으로 형성된 대표적인 사막들입니다. 사막은 종종 바다와 멀리 떨어진 내륙 지역에 형성됩니다. 바다에서 멀리 떨어진 지역은 바다에서 증발된 수증기가 도달하기 어렵기 때문에 강수량이 매우 적습니다. 이런 지형적 특성 때문에 대륙 내륙부에는 사막이 발달할 수 있습니다. 고비 사막이 그 예시입니다. 산맥이 바람의 흐름을 막으면 비그늘 효과가 발생할 수 있습니다. 바다에서 불어오는 바람이 산을 넘을 때, 산의 바람을 맞는 쪽은 강수량이 많지만, 반대쪽은 공기가 내려가면서 건조해집니다. 이 건조한 공기가 사막을 형성할 수 있습니다. 모하비 사막과 아타카마 사막은 이런 비그늘 효과로 형성된 사막의 대표적인 예입니다. 차가운 해류는 인근 해안 지역의 공기를 차갑게 만들어 수증기의 양을 줄이고, 이로 인해 강수량이 감소합니다. 이런 이유로 차가운 해류가 흐르는 해안 근처에 사막이 형성되기도 합니다. 예를 들어, 남아메리카의 아타카마 사막과 아프리카의 나미브 사막은 차가운 해류의 영향을 받아 형성된 사막입니다. 사막화는 자연적인 과정 외에도 인간 활동의 영향을 받습니다. 과도한 방목, 무분별한 농경 활동, 숲의 남벌 등이 토양을 악화시키고, 이러한 활동으로 인해 땅이 건조해지면서 사막이 확대될 수 있습니다. 특히 기후 변화와 맞물려 사막화가 가속화되는 현상이 일어나고 있습니다.
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Q. 만약 지구에 구멍을 뚫는다고 가정하면, 지구 반대편으로 갈 수 있을까요?
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.지구는 여러 층으로 이루어져 있습니다. 가장 바깥쪽은 지각(지구의 단단한 표면)이며, 그 아래에는 뜨거운 암석으로 이루어진 맨틀, 그리고 그 아래에는 액체 상태의 외핵과 고체 상태의 내핵이 있습니다. 지구의 중심부는 약 6000°C 이상의 온도로 매우 뜨겁고, 고압의 상태에 있습니다. 이런 환경에서 구멍을 뚫고 통과하는 것은 기술적으로 불가능합니다. 구멍을 뚫고 지구 반대편으로 이동하려면 중력 문제를 고려해야 합니다. 만약 구멍을 통해 지구 중심으로 떨어진다고 가정하면, 중력은 처음에는 지구의 중심을 향해 끌어당기겠지만, 중심을 통과하게 되면 반대쪽으로 떨어지기 시작하면서 점점 속도가 줄어들 것입니다. 이론적으로는 중심을 지나 지구 반대편으로 가게 되지만, 지구 반대편에 도착하기 전에 중력에 의해 다시 끌려와 구멍 안에서 진동하는 상태에 머물게 될 것입니다. 결국, 중력 때문에 반대편으로 쉽게 도달하지는 못하게 됩니다. 구멍을 뚫으면 그 안에 공기가 있어 공기 저항이 발생할 것입니다. 공기 저항은 이동 속도를 점점 느리게 만들어 결국 지구 중심 근처에서 멈추게 할 가능성이 큽니다. 지구는 자전하고 있기 때문에, 구멍을 뚫고 이동할 때 자전의 영향을 받게 됩니다. 자전 속도는 적도에서 가장 빠르고, 극지방에서 느리기 때문에 이동하는 동안 측면으로도 힘이 작용할 수 있습니다.
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Q. 지구는 가벼워지고 있는 건가요?????
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.인간, 건물, 생명체는 모두 지구 내의 자원과 물질을 활용해 만들어집니다. 즉, 우리가 사용하는 물질은 이미 지구에 존재하는 것이고, 지구 외부에서 추가된 것이 아닙니다. 예를 들어, 건물에 사용되는 자재는 땅에서 채굴한 돌, 금속, 나무 등으로 이루어져 있고, 이들이 건물로 변해도 전체적으로 지구의 질량은 변하지 않습니다. 즉, 물질이 지구 표면에서 재분포되는 것뿐이지, 지구의 무게가 증가하는 것은 아닙니다. 우주에서는 매일 약 40톤 정도의 미세한 먼지나 소행성 조각들이 지구 대기로 들어와 쌓입니다. 이는 매우 미미한 양이지만, 지구의 질량을 약간씩 증가시키는 요인입니다. 지구는 대기 중 일부 기체를 우주로 방출하고 있습니다. 태양풍이나 우주 방사선 등으로 인해 지구의 상층 대기에서 일부 기체 입자가 우주로 빠져나가는데, 이 과정은 지구의 질량을 조금씩 줄어들게 합니다. 하지만 이 역시 아주 미미한 양입니다. 지구에 사는 인간과 생명체들이 늘어나도, 그 생명체들이 만들어지는 물질은 지구의 기존 자원에서 온 것입니다. 인간의 수가 늘어나고 더 많은 건물이 생기더라도 그 물질은 이미 지구에 존재하던 것이기 때문에 지구의 질량은 변하지 않습니다.
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Q. 구름이 생겨나는 원리와 구름이 사라지는 원리는 어떻게 되나요?
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.공기가 상승하면서 차가워지면 수증기가 응결합니다. 예를 들어, 태양의 열로 지표면이 가열되면 공기가 상승하게 됩니다. 높은 곳으로 올라갈수록 기온이 낮아지기 때문에, 공기 중의 수증기가 냉각되면서 응결하게 됩니다. 공기가 일정 높이까지 올라가면, 온도가 이슬점에 도달하게 됩니다. 이슬점은 공기가 포화 상태에 도달하여 수증기가 물방울로 변할 수 있는 온도를 말합니다. 이 때, 공기 중의 수증기가 작은 물방울로 변하면서 구름을 형성합니다. 구름이 형성되기 위해서는 응결핵이라는 입자들이 필요합니다. 이 입자들은 공기 중에 있는 미세한 먼지, 소금, 재 등으로 이루어져 있으며, 이들 주위로 수증기가 응결하면서 물방울이나 얼음 결정을 형성하게 됩니다. 구름이 사라지는 주요 원인은 구름 속의 물방울이나 얼음 결정이 다시 증발하는 것입니다. 공기가 건조해지거나 온도가 높아지면, 구름 속 물방울들이 수증기로 변해 사라집니다. 공기가 상승할 때 구름이 형성되는 것과 달리, 공기가 하강하면 구름 속의 물방울들이 온난한 공기층에 도달하게 되어 증발하게 됩니다. 하강 기류는 고기압 구역에서 흔하게 발생하며, 이로 인해 구름이 흩어지거나 사라지게 됩니다. 구름 속 물방울들이 더 큰 물방울로 합쳐지면 무거워져 비나 눈으로 떨어지게 됩니다. 이렇게 강수로 인해 구름의 일부가 사라지기도 합니다.
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Q. 태풍은 어떻게 생기나요? 태풍의 이름은 어떻게 짓는 건지 궁금합니다.
안녕하세요. 박조훈 전문가입니다.태풍은 보통 해수면 온도가 섭씨 26.5도 이상인 열대 또는 아열대 해역에서 발생합니다. 태풍은 따뜻한 바다에서 에너지를 얻습니다. 바닷물이 증발하면서 수증기를 만들어 대기 중으로 올라가고, 이 수증기가 상승하면서 응결되면 많은 열이 방출됩니다. 이 방출된 열이 태풍을 더욱 강하게 만듭니다. 열대 해역에서 발생한 저기압은 주변의 고기압과의 상호작용으로 회전하면서 에너지를 축적합니다. 이때 지구의 자전으로 인한 코리올리 효과가 저기압을 회전시키며 태풍의 구조를 만듭니다. 따뜻한 공기가 빠르게 상승하면서 구름이 발달하고, 이 과정에서 태풍의 눈이 형성됩니다. 눈 주변의 벽 구름이 매우 강한 바람과 폭우를 일으킵니다. 태풍이 육지에 상륙하면 에너지원인 따뜻한 바다를 잃기 때문에 서서히 약화됩니다. 육지의 마찰과 차가운 대기의 영향으로 태풍이 소멸합니다. 태풍이 따뜻한 열대 해역을 벗어나 차가운 바다로 이동할 경우, 에너지를 공급받지 못해 약해지고 소멸합니다. 태풍이 대기 상층의 기압 변화를 만나면 흐름이 불안정해져 소멸할 수 있습니다. 특히, 제트기류와 같은 상층 기압대가 태풍의 구조를 약화시킬 수 있습니다. 태풍의 이름은 세계기상기구(WMO)와 아시아태평양 태풍위원회가 정한 목록에서 순차적으로 사용됩니다. 이 지역에 속한 국가들이 미리 제출한 이름들을 사용하며, 태풍이 발생할 때 그 순서에 맞는 이름을 부여합니다.