안녕하세요? 김석진 전문가입니다.
지구과학·천문우주
Q. 마그마는 어디에서 생성되서 지표까지 분출 되는건가요?
안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.지각은 지구의 표면부터 약 30km 깊이까지의 지각플레이트라고도 하는 얇은 겉갈기 부분을 포함합니다. 그리고 지각 아래에는 맨틀이 위치하며 지각과 맨틀 사이에는 상대적으로 얇은 모호한 경계인 모호층(moho)이 존재합니다.지구의 마그마는 대부분 맨틀 내부에서 생성됩니다. 맨틀은 지각 아래에 있는 암석층으로, 지각과 내부핵 사이의 영역에 위치합니다. 이 영역은 깊이에 따라 온도와 압력이 매우 높으며, 이러한 조건에서 암석이 융화되어 마그마를 생성합니다. 이러한 마그마는 지각과 맨틀 사이에 존재하는 모호층(moho)을 통과하여 지표까지 분출될 수 있습니다.내부핵은 고온 고압 상태에서 철과 니켈 등의 금속으로 이루어진 구조물입니다. 내부핵에서 생성된 마그마는 지각까지 도달하기 위해서는 다른 경로를 통해 지각으로 이동해야하며, 지구과학에서는 이러한 경로에 대한 연구가 지속적으로 이루어지고 있습니다.
지구과학·천문우주
Q. 지구의 내부는 어떤 물질들로 이루어져 있는지 궁금합니다.
안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.지구의 구성은 크게 맨틀, 지각, 외핵, 내핵으로 나뉘며, 이들 각각이 구성하는 물질은 다릅니다.맨틀: 지각과 외핵 사이에 위치하며, 지하 2,900km 깊이까지 이어져 있습니다. 맨틸은 실리케이트 미네랄과 산화물을 포함한 약 80%의 광물로 이루어져 있으며, 약간의 철, 마그네슘, 알루미늄, 칼슘 등 다른 원소도 함유하고 있습니다.지각: 지표면에서부터 맨틀까지의 영역으로, 지하 0~40km 깊이에 위치합니다. 지각은 암석으로 이루어져 있으며, 각종 광물, 흙, 모래, 암석 등이 포함됩니다.외핵: 지각과 내핵 사이에 위치하며, 지하 2,890~5,150km 깊이에 위치합니다. 외핵은 약 80%가 철이며, 니켈, 황, 산소, 실리콘 등 다른 원소도 함유하고 있습니다.내핵: 지구의 중심부에 위치하며, 지하 5,150~6,370km 깊이에 있습니다. 내핵은 외핵과 비슷하게 철과 니켈로 이루어져 있습니다.이러한 구성물질들은 지구 내부의 압력과 온도, 화학 반응 등의 영향을 받아 서로 다른 상태를 가지며, 지구 내부의 열대류와 지각 변동 등 지구의 지질학적인 현상에 영향을 미치게 됩니다.
화학
Q. 불날때 유리가 깨지는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.유리가 불이 나면서 깨지는 이유는 크게 두 가지입니다.첫째, 유리는 불꽃이나 열을 받게 되면 팽창합니다. 유리의 팽창율은 대부분의 금속보다 작지만, 금속과는 달리 팽창한 후에 원래 크기로 돌아오지 않습니다. 따라서 불이 났을 때 유리가 가열되면, 팽창한 유리는 주변의 냉각된 유리와의 온도 차이로 인해 크게 응력이 발생합니다. 이 응력이 유리를 깨트리게 됩니다.둘째, 유리는 불꽃이나 열을 받게 되면 열전도율이 높아집니다. 따라서 불이 났을 때 유리가 열을 받으면, 유리 내부와 외부 간에 열 전달이 빠르게 이루어집니다. 그 결과, 유리 표면은 빠르게 팽창하고 식으면서, 유리 내부는 아직 뜨겁습니다. 이 때, 표면과 내부의 온도 차이로 인해 유리에 응력이 발생합니다. 이 응력이 유리를 깨트리게 됩니다.따라서, 불이 나면서 유리가 깨지는 것은 주로 열로 인한 문제로 보입니다.
지구과학·천문우주
Q. 웜홀이란 개념이 정확히 무엇이며 실제 존재가능한것일까요?
안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.웜홀은 우주의 공간-시간 구조에서 두 지점 사이를 연결하는 매우 특수한 연결통로입니다. 일반 상대성이론에 따르면 중력장이 매우 강한 물체에서 시공간이 굴절된다는 것을 알 수 있습니다. 이 굴절된 시공간이 웜홀의 입구와 출구가 되는 것입니다.실제로 웜홀의 존재 여부는 아직 확인되지 않았습니다. 하지만 일부 물리학자들은 이론적으로는 가능하다고 믿고 있습니다. 웜홀의 존재 여부를 확인하기 위해서는 현재로는 기술적 한계가 있어서 직접적인 관측은 불가능합니다.웜홀은 우주 여행이나 시공간 이동에 대한 연구에서 중요한 개념 중 하나입니다. 하지만 이론상으로만 존재하는 것이 아니라면 엄청난 에너지와 기술력이 필요하기 때문에 현재로는 아직까지는 상상 속의 개념에 머무르고 있습니다.
전기·전자
Q. 호신용 전기충격기는 몇 볼트이고, 이걸로 기절이되나요?
안녕하세요. 김석진 과학전문가입니다.호신용 전기충격기는 일반적으로 약 50,000 볼트의 고전압 전기충격을 주는데, 이는 사람이 일시적으로 기절하도록 충분합니다. 하지만 실제로 전기 충격기로 인한 기절은 정상적인 수면 상태와는 매우 다르며, 건강 문제를 유발할 수 있습니다. 또한, 전기 충격기를 사용하는 것은 법적으로 제한되어 있어, 합법적인 용도가 아니라면 사용하면 안됩니다. 따라서, 만화나 영화에서의 전기충격기의 표현과 실제 전기충격기의 작동 원리는 상당히 다를 수 있습니다.