Q. 낮에 잘 들리지 않던 기차소리가 밤엔 잘 들리네요
안녕하세요. 심헌용 과학전문가입니다.많은 이유 중 하나는 밤에는 낮보다 주의가 조용하기 때문에 소리가 더 크게 들릴 수도 있습니다. 또한, 주변에 빛보다 어둠이 많을 때 시각에서 얻는 정보가 줄어 청각, 촉각, 후각 등의 감각의 민감도가 더욱 증가합니다.위의 이유 외에도 낮과 밤의 공기의 밀도차이가 가장 큰 이유일 것입니다. 보통 소리는 공기의 온도가 높고 밀도가 낮은 곳일 수록 빠르게 전파되는 특성을 가지고 있습니다. 이 때 속도와 공기 밀도에 따라 소리의 굴절정도가 결정됩니다. 즉, 속도가 빠른 물질에서 느린 물질로, 밀도가 작은 곳에서 큰 곳으로 굴절을 하는 것이지요.밤에는 지표면 근처의 공기 밀도가 공기 중보다 크기 때문에 퍼져나가던 소리가 지표면 쪽으로 굴절돼 가라 앉게 됩니다. 그래서 낮과 밤의 같은 소리라 하더라도 밤에 더 크게, 잘 들리는 것입니다. 반대로 낮에는 상공으로 소리가 굴절되어 퍼져나가기 때문에 소리가 비교적 잘 들리지 않는 것입니다.
지구과학·천문우주
Q. 지각이 움직이는 이유가 궁금합니다.
안녕하세요. 심헌용 과학전문가입니다.지각이 움직이는 이유에 대해 알기 위해서는 먼저 지구 내부의 구조를 알아야 합니다. 지구는 우리가 살고 있는 지각, 유동성을 띄며 일정하게 움직이는 맨틀, 유체의 성질을 띄는 금속의 외핵과 내핵 등 4개의 층으로 구분됩니다.즉, 지각은 맨틀 위에 떠 있다고 볼 수 있습니다. 맨틀의 윗부분(지각과 가까운)과 아랫부분(외핵과 가까운)의 온도 차이에 의해 대류 현상이 발생합니다. 차갑게 식은 맨틀의 윗부분은 아래로, 뜨겁게 달궈진 맨틀의 아랫부분은 위로 향하려는 운동이 일어납니다. 맨틀의 대류 현상에 의해 맨틀 위에 떠 있던 지각은 대류가 일어나는 방향으로 움직이게 됩니다.
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Q. 태양계 행성 중 수성은 물의상징으로 수성이라고 지었다고 하는데요.
안녕하세요. 심헌용 과학전문가입니다.행성의 이름을 지을 때 동양에서는 음양오행설에 따라 지었다고 합니다. 물, 불, 쇠, 흙, 나무의 기운을 붙였다고 합니다.서양에서는 그리스 로마 신화에 나오는 신의 이름을 붙였습니다. 행성 이름을 붙일 때 토성까지 발견하지 못하였으며, 이후 발견된 행성은 천왕성, 해왕성, 명왕성(지금은 제외되었습니다)은 서양의 이름을 따랐습니다.
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Q. 우리나라는 지진으로 안전한지 궁금합니다.
안녕하세요. 심헌용 과학전문가입니다.말씀하시는 '안전하다'의 기준이 참 모호합니다. '지진이 일어나지 않는다'를 기준으로 삼자면 안전하지 않습니다.우리나라는 디지털 관측 이후 규모 2.0 이상의 지진은 연 평균 70.6회, 규모 3.0 이상의 지진은 10.8회 발생하고 있습니다. 2021년도에만 규모 2.0 이상의 지진은 70회, 3.0 이상의 지진은 5회가 발생하였습니다. 최근들어 백두산의 분화에 관하여 많은 징후가 관측되고 있으며 조만간 분화 가능성이 매우 높다고 합니다.
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Q. 달이 지구를 돌면서 변하는 상이란 무엇인가요?
안녕하세요. 심헌용 과학전문가입니다.상이라 하면 모양새를 뜻하지요. 달은 스스로 빛을 내지 못하는 천체입니다. 동시에 지구의 위성입니다. 따라서 우리 눈으로 달을 관측할 수 있는 이유는 태양으로부터 받는 빛을 반사하여 스스로 빛을 내는 천체처럼 보이기 때문입니다.지구는 태양을 중심으로 공전하며, 달은 지구를 중심으로 공전하고 있습니다. 따라서 태양, 지구, 달의 위치에 따라 달이 빛을 반사하며 보이는 모양의 변화가 발생합니다.달의 위치에 따라 부르는 모양을 대표적으로 태양-지구-달의 형태로 위치하였을 때가 보름달(망)이며, 태양-달-지구의 형태로 위치하였을 경우에는 '삭'이라고 부릅니다. 삭의 위치에서 보름달의 위치로 가면서 보이는 모양을 초승달, 상현달 등의 이름으로 부릅니다. 반대로 보름달의 위치에서 삭의 위치로 가면서 보이는 모양은 하현달, 그믐달 등으로 부릅니다.요약하자면 삭 - 초승달 - 상현달 - 망(보름달) - 하현달 - 그믐달로 부릅니다.
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Q. 하와이 섬과 같은 열점은 왜 생기는 건가요?
안녕하세요. 심헌용 과학전문가입니다.지구는 여러 개의 "판(Plate)"으로 이루어져 있습니다. 반면에 화산은 거의 고정되어 있지요. 이것과 하와이와 같은 섬은 무슨 상관일까요?하와이 섬이 위치한 곳은 태평양 입니다. 태평양 판은 일본, 우리나라, 러시아 부근으로 이동하고 있습니다. 말씀하셨던 열점 즉, 해저화산이 지금의 하와이 부근에 위치하고 있습니다. 태평양 판은 맨틀의 흐름에 따라 일본 부근으로 움직이고 있으며, 고정된 열점에서는 주기적으로 화산폭발이 발생하고 있습니다. 폭발력이 약하면 바다 속에 있는 암초에 불과할 것이며, 폭발력이 커 해수면을 뚫고 육안으로 관측되면 섬이 생성되는 것입니다. 이런 과정을 통해 생성된 것이 지금의 하와이 군도입니다.세계적으로 열점은 무수히 많으며, 대표적으로는 하와이 군도, 제주도, 울릉도, 미국의 옐로스톤 국립공원, 아이슬란드 등이 있습니다.
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Q. 지구 온난화로 지구의 온도가 1도 올라가거나 1도 내려간다면
안녕하세요. 심헌용 과학전문가입니다.이미 지금의 지구는 산업화 이전에 비해 1.1도 가량 상승하였습니다. 2027년까지 산업화 이전에 비해 1.7도까지 오를 전망이라고 하죠.지구 온난화로 인하여 1도가 올라가면 가뭄, 물 부족, 약 10%의 육상생물 멸종 위협, 기후변화로 인한 사망자 증가 등의 일이 벌어질 수 있으며, 극 지방의 빙하가 녹아 해수면의 상승을 야기할 수 있습니다. 또한, 수온이 높아져 사람이 이용할 수 있는 물의 양도 줄어들 것입니다.그렇다면 화산이 폭발했을 때의 영향은 어떻게 될까요?1815년 4월, 인도네시아 숨바와 섬에서 역대급의 화산이 폭발하였고, 화산의 분출물은 하늘을 뒤덮었고, 엄청난 양의 이산화황 등의 유독가스가 분출되었습니다. 이로 인하여 근방에 있었던 주민들은 대부분 사망했으며, 화산으로부터 수천킬로미터 떨어진 곧에서도 폭발 소리가 들렸다고 합니다.이 때 분출된 화산재는 인도네시아 뿐 아니라 전 세계를 뒤덮었으며, 북반구에는 한 여름에 눈과 얼음이 어는 이상 기후가 벌어졌습니다. 이 때 지구의 평균온도가 약 3년동안 5도 하락하였으며, 이로 인하여 유럽, 아시아 등에서 식량 부족으로 기근이 발생하였으며, 엄청난 물가 상승으로 경제 공황이 발생, 발진티푸스, 콜레라 등 전염병이 세계를 휩쓸었습니다.