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한권으로 끝내는 지구과학 - 극변하는 지구의 미래를 해독하자
니나가와 마사하루 지음, 송경원 옮김 / 모스그린 / 2025년 2월
평점 : 
한권으로 끝내는 지구과학
-극변하는 지구의 미래를 해독하자!-
니나가와 마사하루
- 본 포스팅은 모스그린에서 도서 지원받아 작성되었습니다. -
와아아아아!! 지구과학이다!
이런 책을 잡을 때마다 느끼는 것은 내가 생각보다 과학을 좋아한다는 것이다.
어.. 물리 빼고 ( 양자역학은 배우는 것이 아니야.. )
그중에서 지구과학을 가장 좋아했고 이거 보다 보면 일단 물리 때문에 눈탱이 밤탱이 맞고 화학에 잠시 머물렀다가 (화학 공식 때문에 눈물이 난다..) 생명과 학로 이어지면서
아~ 재미있.. 다.
지구 과학은 어찌 되었든 힘에 의한 현상이라 물리를 버릴 수가 없지만..
재미있지요 암~ ㅎㅎㅎ 신난다아아아아아!!!
자자 그럼 Let' go!
작가 소개 : 니나가와 마사하루
도쿄대학 대학원 이학계 연구과 석사 과정을 수료하고, 일본 3대 입시학원으로 꼽히는 요요기 세미나에서 지구과학을 가르치고 있다. 그림을 이용해 차근차근 알기 쉽게 설명하는 수업 방식으로 수강생들의 절대적인 신뢰를 받고 있다. 대학 입학 공통 테스트 대비, 도쿄대학을 비롯한 국공립 2차 시험 대비를 위한 수업도 진행한다. 입시학원 시험만 아니라 전국 모의시험의 문제 작성도 맡는 실력자이다. 저서로는 『대학 입학 공통 테스트-지학 기초 점수를 쉽게 올려주는 책』『지학 기초- 빨리 이해하는 일문일답』, 공저로 『네코네코 일본사로 이해하는 지구의 비밀』, 『Geo월드 보소반도 즐거운 지학 여행』 등이 있다
<출처 예스24>
목차
제1장 지구의 구조 지구의 개관
제2장 판의 운동 판의 분포
제3장 지진 지진의 발생과 지진동
제4장 화산 활동 화산 분화
제5장 지구의 대기 대기권
제6장 대기의 운동 대기에 작용하는 힘
제7장 지구 환경 대기와 해양의 상호 작용
"
지학의 교양을 몸에 익히면 자연재해가 많은 환경에서 살아가는 우리에게 크게 도움이 된다.
"
중력의 크기는 장소에 따라서 다르기 때문에 우리의 몸무게도 재는 장소에 따라 달라집니다. 적도에서는 몸무게가 조금 줄지만 극도에서는 조금 늘어납니다.
지구에는 항상 중력이 존재한다.
이건 지구가 만들어지게 한 힘이기도 하고 지금의 지구의 구성을 붙들고 있는 힘이라고 생각한다.
그런데 이 중력이 장소에 따라 받는 힘이 다르다고 생각을 해본 적이 없다.
일정한 비율로 받고 있다고만 생각했는데.. 그런데 막상 이 문장을 읽고 생각해 보니 지구의 자전축은 기울어져있고 회전하고 있다.
지구가 거의 원형인데 자전으로 인해 타원형의 형태를 갖고 있다고 한다. 그렇다면...?
그럴 수도 있겠다 싶다. 흠..
그러면.. 내 몸무게를 좀 내릴 수 있겠군 으히히히히
일반적으로 나무 조각은 물보다 밀도가 낮아 물에 넣으면 위로 뜹니다. 마찬가지로 지각은 맨틀보다 밀도가 낮기 때문에 맨틀 위에 떠 있다고 볼 수 있습니다. (중략) 마치 물속에 넣은 나무 조각이 위로 향하는 부력을 받아 물 위로 뜨는 상황과 비슷합니다.
판이론을 이야기하면 너무 재미있는 것이 땅과 땅을 붙여보면 경계면이 비슷하게 맞아떨어진다.
원래 하나의 땅이었으나 맨틀의 이동으로 대륙이 찢어졌고 그 사이로 바다가 모든 자리를 차지해 지금의 모양이 만들어졌다.
(이건 이거 나름대로 재미있음. 생태계, 인간의 이동, 문화에 대해 말할 것이 정말 많음)
아~ 주 아~~~주 먼 옛날에 일어나는 일인 것 같지만 지금도 이런 현상은 바닷속에서 활발하게 일어나고 있고 현재 진행형이다.
왜냐면.. 지금 아프리카 판에서 대륙이 찢어지고 있거든..
지구는 아직 식지 않았고 열이 움직이고 있어서 어디선가 융기와 침강이 계속 이루어지고 있다는 증거다.
그래서 계속해서 대륙이 찢어지고 지진이 일어나는 것이다.
2011년 일본 도호쿠 대지진이 최근 일어난 가장 큰 맨틀의 이동이 아니었나 싶다.
그 근처 사람들의 인터뷰에 지진이 일어났을 당시 '쾅'하는 엄청난 소리가 일어났고 상공에서는 맨틀이 침강을 이루면서 소용돌이가 일어나는 것을 방송에서 보았다.
이로 인해서 자전축이 기울기가 달라졌다는 소리가 있을 정도의 큰 지진이고 했다.
느낌은 고배 대지진보다 더 큰 기분인데.. 순식간에 지진으로 인한 해일이 마을을 덮치는 순간은 자연 앞에 인간은 너무나 작은 존재라는 것이었다.
지상과 바다가 만나는 경계에 해일 방지 방파제가 얼마나 중요한지도 알게 된 순간이기도 하다.
일본과 한국의 진도 계급은 차이가 있다.
일본은 불의 고리를 끼고 있고 한국은 그 뒤편에 있어서 지진 발생이 일본보다 낮다.
그래서 진도의 계급이 좀 다르고 잦은 지진과 큰 지진이 시기에 따라오고 있어서 대비를 위한 시스템이 잘 갖춰져있다.
※지진에 대한 시스템은 일본이 세계 최고다. ( 인정할 것은 인정하자.)
우리나라에서 진도 3이라면 일본에서는 아마 진도 2~3 정도??
흠.. 지진을 한국, 일본, 필리핀에서 겪어보았는데 제주도에서 진도 5, 일본 진도 3~4??, 필리핀 진도.. 3~4? 정도였던 것 같다.
한국에서 거의 일어날 일 없는 진도지만 진도 5는 정말 많이 흔들려서 물컵에 물이 출렁거림과 물건이 좀 흔들렸다.
첫 번째 지진 때는 내가 어지러워서 흔들리나 했는데 두 번 지진은 알아버려서 긴장했다... 여차하면 집에서 나가야 하니!
일본에서는 내가 느꼈을 때 진도 3은 되겠지 하고 있었는데.. 안내는 진도 4.4로 받았다.
필리핀은 건물이 흔들렸는데 .. 나라가 그냥 평온했다.. 폰도 평온했다.
일본 고베 해안에 접해있는 곳에 고베 대지진으로 인한 흔적이 남아있다.
학원 일본어 선생님이 이 지진의 생존자셨는데 자신의 옆집이 지진에 의해 무너지는 것을 직접 목격하셨다고 한다.
또 고가 도로가 전부 옆으로 무너진 사진을 본 적이 있는데 그것이 진도 6의 모습이었다. (사람 목숨 순식간이다..)
맨틀은 아직도 움직이면서 지진을 일으키니 진도 계급을 알아두고 지진이 일어났을 때 재빠르게 피하는 것을 추천한다.
P파는 고체, 액체, 기체를 모두 통과할 수 있지만, S파는 고체만 통과할 수 있다. 지진이 일어날 때 진원에서는 P파와 S파가 동시에 발생합니다.
지진 하면 뺄 수가 없는 것이 p파, s파다.
파동이 어떻게 올 것인가인데 p파는 좌우로 흔드는 힘이고 s파는 위아래로 흔드는 힘이다.
보통 내진설계가 p파를 견딜 수 있게 되어있다고 들었다.
일본의 경우 높은 건물이 거의 없고, 집 기둥 아래 지지대로 돌을 넣는 것으로 지진을 견디며, 목조 주택이 대부분이어서 무너져도 쉽게 나올 수 있도록 한다고 들은 적이 있다. 이뿐만 아니라 일본 고층 건물이 (아마 도쿄? 힐즈?? ) 좌우로 흔들리다 무너지게 되면 옆으로 쓰러지지 않고 수직으로 가라앉는 설계를 한다고 어디선가 본 적이 있는데 이건 더 알아봐야겠다. (아닐 수도 있다. 기억이 아주 .. 희미해서)
그래서 조금 높이가 나오는 건물을 보면 베란다에 유리가 없거나 유리가 있는 곳에는 빨간색 삼각형이 붙여져 있다.
이건 지진 시 비상 대피 시, 긴급 상황 때 깰 수 있는 유리다.
이건 좌우로 흔들리는 힘을 견디기 위해 준비가 잘 되어있는 것인데 만약 s파로 지진이 온다면 그땐 진짜 답이 없다.
위아래로 흔드는 힘을 견딜 건물이 어디 있을까?
그리고 p파가 왔을 때 문제점이 땅이 액상화 현상이 일어나는 것이다. (예: 홋카이도 지진 2018)
이게 땅이 멀쩡에 보이는데 그 위에 서면 늪처럼 빠진다거나 원래 갖고 있던 흙의 틈이 좁아지면서 지하수를 압박해 분출되거나 지반이 내려앉는 지반침하 (싱크홀)가 일어나게 만든다.
뭐 하나 좋은 것 하나 없는 진동파들이다.. 에효.
상부 맨틀에서 감람암이 부분 용융되면서 생성된 현무암질 마그마는 지각 내를 상승하면서 온도가 내려갑니다. 마그마의 온도가 내려가면 그 속에 녹아 있던 성문이 결정(광물)이 되어 굳습니다. 일반적으로 마그마에서 정출(결정이 생성되는 것) 되는 광물은 석영, 사장석, 갈륨 장석, 흑운모, 각섬석, 휘석, 감람석 등이 있습니다. 그러나 이러한 광물들이 같은 온도에서 동시에 냉각되어 굳는 것은 아닙니다. 높은 온도에서 굳는 광물도 있고, 낮은 온도에서 굳는 광물도 있다.
지진과 화산은 친구다.
내핵은 고체, 외핵은 액체, 맨틀, 지각은 고체인데 외핵과 맨틀 사이 고온, 고압으로 암석이 녹아서 형성된 마그마가 만들어진다.
※ 땅 아래 있으면 마그마, 땅 위로 올라오면 용암이라 부른다.
맨틀이 움직이면서 압력이 지각에 가해지면서 지각의 약한 부분에 마그마 방이 생기면서 평상시에는 얌전히 있다가 압력에 의해 수증기가 점점 많아지면 세상구경 나가는 것이다. 세상구경을 나오면 그곳에 화산이 생겨난다.
흠.. 압력밥솥 혹은 열심히 흔든 캔 음료와 비슷하달까?.
화산 분화 종류가 나뉠 거라고는 생각 못 했는데 그로 인한 피해는 확실히 알 수 있다.
아일랜드 화산 분화(2010.04.10)로 유럽 항공이 한동안 멈 추웠다.
화산 분화가 대기와 만나면 바람의 방향에 따라서 화산재가 옮겨가는데 화산 입구 쪽은 화산재 구름 내에서 전하 분리로 인해 강한 전기장이 형성된다. 전기장이 충분히 강해지면 방전이 일어나 번개가 발생한다. 그리고 화산재는 열감을 띄고 있어서 지상으로 내려가면 건물, 식물을 태우고 사람의 호흡기로 들어가면 그곳도 타 들어간다. 만약 이런 상황에서 비행기를 띄운다면 엔진으로 화산재가 들어가면서 마비되고, 시아 확보 안돼.. 항공 레이더 작동이 안 될 가능성이 높기에 안전상 이유로 모든 공항이 비행 금지를 시키는 것이다.
( 비행기는 상공에서 레이더/항공관제 지시를 못 받으면 미아가 되거나 마주 오는 비행기를 발견 못해 충돌이 일어난다./비행 사고는 대형사고임)
또 마그마와 맨틀이 받는 압력에 따라 분자들이 다양한 광물 만들어지고 모여모여 암석이 만들어진다.
예를 들어 석영/수정 (망상형 이산화규소(SiO₂), 금강석/다이아몬드 ( 탄소 C) 분자들이 압력에 의해 변화해 만들어진 산물들이다.
이것들이 모여모여 우리가 바라보는 암석들이 만들어지는 것이다.
(뭔가.. 분자식, 분자구조로 모두를 괴롭히고 싶다는 생각이 엄청든다.ㅋㅋㅋㅋㅋ)
이게 땅을 구성하기도 하고 건물을 만들 때도 이용되며 [희토류]라고 해서 이것을 차지하기 위해 나라 간의 분쟁도 발생한다. (진짜 비싼 애임)
그저 맨틀이 움직여서 마그마가 나왔을 뿐인데 이로 인한 만들어진 결과는 정말 무궁무진하다고 생각된다.
" 구름은 생성되는 고도와 모양에 따라 10가지로 분류합니다. 이것은 10종 운형이라고 합니다. 먼저 고도에 따른 분류로는 지표 부근! 고도 약 2km에 나타나는 구름을 하층운, 고도 약 2~7km에 뜨는 구름은 중층운, 고도 약 5~13km에 나타나는 구름을 상층운이라고 합니다. 하층운에는 층운과 증적운이 있고, 중층운에는 고적운, 고층운, 난층운이 있습니다. 그리고 상층운에는 권적운, 권층운, 권운이 있습니다. 또한 하층에서 상층에서 걸쳐 수직으로 발달하는 적운과 적란운이 있습니다. - 109p "
지구과학을 이야기하면 대기를 뺄 수가 없다.
지구를 잡고 있는 것은 중력이고 그 아래 대기와 해수가 또 그 아래는 지각, 맨틀이 존재한다. 지구 자체가 열에 의한 순환시스템으로 작동되고 있어서 땅에서뿐만 아니라 물속에서, 공기 속에서도 열의 이동은 계속되고 있다.
땅도 그렇지만 대기도 지상에서 우주로 갈수록 열의 점점 떨어진다.
여름철 오후에 갑자기 폭우가 쏟아질 때가 있습니다. 낮 동안 강한 햇빛에 지면이 데워지면 지표 부근의 기온이 올라갑니다. 이때 지표 부근과 상공의 기온 차이(기온 감률)가 커지기 때문에 대기가 절대 불안정 상태가 되는 것입니다.
여름에는 기온이 높아지기 때문에 포화 수증기량이 증가하여 공기 중에 많은 수증기를 포함할 수 있기 때문이다 대기가 절대 불안정 상태일 때 따뜻하고 스안 공기가 유입되면서 상승 기류가 발생합니다. 이 상승 기류에 의해 적란운이 발달하여 소나기나 뇌우와 같은 거센 비가 내리게 되는 것입니다. 오전보다 오후에 지표 부근의 기온이 더 높기 때문에 오후에는 대기가 절대 불안정 상태가 되기 쉽습니다.
대기권으로 들어오면 우리가 흔히 겪는 기상 이야기가 이 부분에 들어간다.
지표地表, 해수면에 열이 가해지면서 수분이 기체가 되고 기체는 서로서로 모여 구름을 만들고, 구름이 무거워지면 다시 물이 돼서 땅으로 돌아간다. 이 순환에서 환경 (산, 바다, 평야, 건물, 지형, 전선)에 따라서 만들어지는 구름과 현상들이 나뉜다.
갑자기 구름이 피어오르던가 산 반대편은 바람이 따뜻한데 넘어오니 칼바람이 되어 부는가 하면 평야에서 토네이도가 발생하는 등의 현상이다.
이건 맨틀보다 예민하게 반응해 나타난다고 생각한다. (가벼워서 그런가?)
한국은 산세가 험하고 4개의 기단이 만나는 곳인데 바다까지 끼고 있어서(해수 온도가 영향을 줌) 바람이 수시로 변화해 토네이도가 발생이 안된다. 그 대신 갑작스러운 기상변화를 맞이하기 쉽고 미국은 이런 것이 없는 넒은 평야라서 토네이도가 발생되는 것이다.
요즘 한국으로 태풍이 튕겨 나가는 이유도 이런 점에서 일어나는 자연현상이다.
저위도의 대기가 가열되면 밀도가 낮아져 상승하고, 고위도의 대기가 냉각되면 밀도가 높아져 하강하므로 대기의 대순환은 저위도와 고위도의 온도 차이에 의해 발생합니다. 또한 대기에 기압 경도력과 전향력이 작용하여 무역풍이나 편서풍 같은 바람이 불게 됩니다. 무역풍이나 편서풍 등이 해상에서 불면 해수의 흐름이 만들어집니다.
지구는 태양 복사 에너지를 흡수할 뿐만 아니라, 우주 공간으로 에너지를 방출하기도 합니다. 지구의 온도가 거의 일정하게 유지되는 이유는 지구가 흡수하는 태양 복사 에너지와 같은 양의 에너지를 우주 공간으로 방출하기 때문입니다. - 120p
지구가 자전을 하면서 만들어지는 열 순환시스템은 바다에서도 볼 수 있다.
극과 극에는 유지되는 바람이, 무역풍은 중심으로 모여드는 바람이, 중간에는 위아래가 다르게 움직여서 열 순환 바람이 만들어지고, 천구의 적도는 생각보다 얌전한 바람이 분다.
그래서 바람은 편동풍 -> 편서풍-> 무역풍(북/남동풍)으로 바람이 돌아가고 한국은 편서풍 지대에 있다.
이 덕분에 요즘 중국에서 미세먼지를 엄청 받고 있고 올라오는 태풍을 밀어내 일본으로 보내는 것이다. (단군 님.. 자리 정말 잘못 잡았어)
흠.. 곰곰이 생각해 보면 자전축을 중심으로 돌게 만드는 힘이 적도 부근이고 그곳에서 발생한 힘은 해류와 대기를 움직이며 만들어진 현상을 상상만 해도 재미있다. 이게 힘의 이동에 따른 변화니까!!
그런데 이런 지표들을 바라보면 [+, - = 0 ]의 법칙을 준수하는 것인지 아니면 절대 안정을 유지하려는 것인지, 왜 이런 균형을 잡아가는 것인지에 대한 의문도 든다. (이래서 신의 존재를 과학자들도 가끔 이야기하는듯하다. ) 지구과학은 힘에 의해 생겨난 모든 것을 이야기하는데 그곳에는 항상 균형을 잡고 있다. 신기하지 않나?
정말 까도 까도 재미있는 지구과학이 아닐 수 없다.
다음엔 우주과학도 부탁해용~
생물 과학도 좋아~
- 본 포스팅은 모스그린에서 도서 지원받아 작성되었습니다. -
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