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발산 경계와 수렴 경계에서 화산 활동 양상이 다른 까닭은?
발산 경계에서는 맨틀의 대류로 인해 상승해 올라온 물질이 분출하고, 그 지점을 경계로 판이 갈라져서 서로 반대 방향으로 이동합니다. 발산 경계에서는 맨틀의 물질이 상승해 올라오다가 발산 경계의 바로 아래에서 "압력의 감소로 인해" 용융되어 마그마를 형성하고, 그것이 분출하여 화산 활동이 일어납니다. 수렴 경계에서는 서로 다른 판이 만나서 하나의 판이 다른 판 아래로 침강하거나 충돌하면서 지각변동이 일어나게 됩니다. 수렴 경계에서는 두개의 판이 부딪히면서 아주 강한 압력이 작용하고 그 결과 습곡 작용과 단층 작용... -
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달의 위치와 일식의 종류
달의 위치에 따라 어떤 일식이 발생하는지 보겠습니다. 아래 그림에서 태양은 노랑, 지구는 연두, 달은 검정으로 표현되어 있습니다. 이 그림의 위쪽이 황도의 북극, 아래쪽이 황도의 남극 방향입니다. 달이 (1), (2), (3)의 위치에 있을 때 각각 개기일식, 금환일식, 부분일식이 일어납니다. 달이 1의 위치에 있다고 하더라도, 지구상의 위치에 따라서는 부분일식으로 관측되기도 합니다. 조영우 푸른행성의 과학 | 유튜브 채널 | 3D 지구과학 | 가상지구과학 VirGL | Youngwoo Cho Photography -
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태양의 자전과 흑점의 이동 방향은 다른가?
흔히 접하는 질문 중 하나입니다. 태양은 서에서 동으로 자전한다고 알려져 있지요. 그런데 태양의 흑점은 동에서 서로 이동한다고 알려져 있습니다. 태양의 흑점이 태양의 자전을 따라 이동하는 것이라면 왜 이 두 가지 진술이 서로 상반될까요? 자전은 서에서 동으로 하는데, 흑점은 왜 동에서 서로 이동하냐는 겁니다. 결론부터 간단하게 말하면, "태양이 서에서 동으로 자전한다"고 말할 때와 "흑점이 동에서 서로 이동한다"고 말할 때, 관측자의 위치가 다르기 때문에 이런 혼동이 나타납니다. "태양이 서에서 동으로 자전한다"고 말... -
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망원경이 클수록 좋은 까닭은?
망원경의 대물경의 지름을 구경이라고 합니다. 망원경의 구경이 크면 1) 집광력과 2) 분해능이 더 좋습니다. 1) 집광력이 더 좋다. 집광력은 빛을 모을 수 있는 능력입니다. 이것은 대물경의 넓이에 비례하기 때문에 대물경의 지름의 제곱에 비례합니다. 대물경의 지름이 두배가 되면 집광력은 네배가 됩니다. 집광력이 더 좋은 망원경으로 관측하면, 점광원의 경우 더 어두운 물체도 관측할 수 있으며, 같은 물체라 하더라도 더 밝게 볼 수 있습니다. 더 어두운 물체까지 관측 가능하다 = 한계 등급이 커진다. 한계 등급은 관측할 수 있는... -
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망원경의 구경 - 집광력과 분해능
망원경의 구경은 두 가지 측면에서 장점을 줍니다. 첫째, 집광력. 구경이 클수록 더 많은 빛을 모을 수 있다. 둘째, 분해능. 구경이 클수록 상을 더 뚜렷하게 볼 수 있다. 1. 집광력 천문학자들은 천체로부터 오는 빛을 연구하여 그 천체를 이해하는 연구 방법을 사용합니다. 파장에 따른 빛의 세기를 통해서 천체에 관한 아주 많은 물리량을 연구할 수 있습니다. 그런데 불행히도 천체는 매우 멀리 있어서 그 천체로부터 오는 빛의 양이 매우 적습니다. 빛의 양이 적으면 측정하는 데 있어서 오차가 커질 뿐 아니라 아예 아무런 정보도 알... -
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지진의 규모와 대응 진도 및 현상
지진이 발생할 때 방출되는 에너지(E)는 다음의 관계를 이용하여 추산할 수 있다. (M은 리히터 규모) Log E = 11.8 + 1.5 M 규 모 진 도 현 상 설 명 1.0 ~ 2.9 Ⅰ Ⅰ. 특별히 좋은 상태에서 극소수의 사람만이 느낌. 3.0 ~ 3.9 Ⅱ ~ Ⅲ Ⅱ. 건물의 위층에 있는 소수의 사람만이 느낌. Ⅲ. 실내에서 특히 건물 위층에 있는 사람들이 뚜렷하게 느낌. 정지하고 있는 차가 약간 흔들리며 트럭이 지나가는 듯한 진동. 지속시간이 산출됨. 4.0 ~ 4.9 Ⅳ ~ Ⅴ Ⅳ. 실내에서는 많은 사람이 느끼나 야외에서는 거의 느끼지 못함. 밤에는 일부 사람이 잠을 깸... -
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지구의 자기장은 어떻게 만들어지는가
[ 적용 수준 : 6-7 단계 ] 지구의 지리상의 극과 자기장의 극은 비슷한 위치에 존재합니다. 1600년대에 지구가 자석이라고 주장했던 길버트(William Gilbert)는 이것을 지구 자전과 자기장의 기원이 같은 증거로 봤습니다. 길버트는 지구가 자석이기 때문에 자전한다고 생각했던 것입니다. 우주선(cosmic ray)에 관한 연구로 1948년에 노벨상을 받은 블랙켓(P.M. Blackett)은 그와는 반대로 "지구가 자전하기 때문에 자석이 된 것"이라는 점을 생각해봤습니다. 현대의 이론은 이와는 조금 다릅니다. 먼저 지구 내부의 구성을 살펴 보도록 ... -
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단열변화에 의한 공기의 온도 변화
단열 변화에 의한 공기의 온도 변화 대기 속에 있는 공기덩이가 단열 변화를 일으킬 때 공기덩이의 온도가 변화하는 메커니즘 #단열, #단열변화, #단열냉각, #단열승온, #단열팽창, #단열수축, #단열압축 대기 속에 있는 공기덩이가 단열 변화를 일으킬 때 공기덩이의 온도는 어떻게 변화하는지 알아보겠습니다. 단열 변화는 공기덩이 내부와 외부 사이에 에너지 교환이 일어나지 않는다고 전제할 때 발생하는 변화입니다. 먼저 지구에서 대기압의 분포를 살펴 보겠습니다. 지구의 중력의 영향으로 지구의 대기를 구성하는 기체 입자들은 ... -
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10번째 행성에 관하여
{ 이 글은 명왕성이 태양계 행성에서 제외되기 전에 작성되었음에 주의하시기 바랍니다. } 태양계 10 번째 행성의 발견에 대해 굳이 호들갑을 떨 이유는 없을 것 같습니다. 이미 오래 전부터 해왕성 너머에는 그러한 행성의 후보들이 많이 있었습니다. 사실 해왕성까지만이 제대로 된 태양계의 행성이고 명왕성부터는 카이퍼대 천체(Kuiper belt object)라고 합니다. 명왕성은 카이퍼대 천체 중 가장 큰 천체인 것입니다. 태양계가 형성되던 당시에 존재하던 원시의 미행성체들이 거대한 기체의 행성인 목성형 행성들의 섭동에 의해 영향을... -
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외합/합에 있는 금성/화성의 관측 가능성
이건 순전히 이론적인 고찰입니다. 지구의 공전 궤도 또는 황도에 대한 금성의 궤도 기울기가 3.39도이고 금성이 태양으로부터 0.723 AU 떨어져 있으니까 금성이 황도의 북쪽 또는 남쪽으로 가장 멀리 떨어져 있을 때 황도로부터의 거리가 최대 0.043AU가 됩니다. 이때가 금성의 외합이라면 지구에서 볼 때 이것은 각거리 1.423도가 됩니다. 이것은 태양 중심으로부터의 각거리이고, 태양의 각지름이 0.5도인 것을 감안하면 태양의 가장자리로부터 금성까지의 각지름은 1.173도입니다. 이것을 시간으로 고치면 4.692분, 즉 4분 42초가 됩니... -
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엘니뇨와 라니냐
엘니뇨와 라니냐는 해양과 대기의 상호 작용을 암시하는 대표적인 사례입니다. 그 둘은 각 지역에 정반대의 결과를 가져오기도 하지만, 그 메카니즘을 보면 사실 같다고 볼 수도 있습니다. 무역풍은 적도를 경계로 북반구와 남반구의 저위도에서 서쪽으로 부는 바람입니다. 이 지역에서 발생하는 해류는 북반구와 남반구에 대해 각각 북적도해류와 남적도해류입니다. 해류도 무역풍처럼 동에서 서로 이동합니다. 적도를 따라 계속 서쪽으로 이동하는 해류는 태양의 강한 복사 에너지를 지속적으로 받아 온도가 크게 올라갑니다. 그래서 태... -
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구름 모양은 왜 다른가? 왜 높이가 다른가?
물이 증발하면 수증기가 됩니다. 수증기는 다시 물이 될 수 있지만, 그러려면 수증기의 온도가 하강해야 합니다. 만약 공기가 상승해 올라간다면, 공기의 온도는 하강합니다. 공기의 온도가 왜 하강하는지를 이해하려면 단열 팽창과 단열 냉각을 이해해야 하는데 여기에서는 설명하지 않겠습니다. 수증기를 포함하는 공기가 상승해 올라간다면 온도가 하강하게 되고, 결국 언젠가는 수증기가 응결해서 공기 속에서 물방울이 만들어질 수 있을 것입니다. 이 물방울들로 이루어진 것이 구름입니다. 그런데, 수증기가 응결하여 물방울이 형성... -
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중간권에서 기상 현상이 일어나지 않는 까닭은?
여기서 말하는 기상 현상은 물과 관련된 기상 현상입니다. 다시 말해, 물의 상태 변화를 통해 나타나는 구름과 안개의 형성 그리고 강수의 형성 등을 포함합니다. 물과 관련된 기상 현상은 물의 상태 변화와 관련되어 있으므로 물이 존재해야 일어날 수 있는 현상입니다. 대기에서 물의 상태 변화는 기류의 연직 방향 운동(대류)에 의해 일어날 수 있습니다. 고도가 높아질수록 대기압이 감소하기 때문에 상승하는 공기는 팽창하면서 냉각됩니다. 냉각의 결과 공기덩어리 속의 수증기 분자는 응결하여 물방울이 될 수 있습니다. 중간권과 ... -
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중간권과 기상 현상
여기서 말하는 기상 현상은 물과 관련된 기상 현상입니다. 다시 말해, 물의 상태 변화를 통해 나타나는 구름과 안개의 형성 그리고 강수의 형성 등을 포함합니다. 물과 관련된 기상 현상은 물의 상태 변화와 관련되어 있으므로 물이 존재해야 일어날 수 있는 현상입니다. 대기에서 물의 상태 변화는 기류의 연직 방향 운동(대류)에 의해 일어날 수 있습니다. 고도가 높아질수록 대기압이 감소하기 때문에 상승하는 공기는 팽창하면서 냉각됩니다. 냉각의 결과 공기덩어리 속의 수증기 분자는 응결하여 물방울이 될 수 있습니다. 중간권과 ... -
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선캄브리아 시대의 환경과 생물
1) 연대 38억년~5.7억년 전 2) 환경 기온 : 전반적으로 온난함 대기의 주성분 : 이산화탄소, 질소 산소가 적어 오존층이 매우 얇음 --> 강한 자외선이 지표에 도달 --> 생물이 육상으로 진출하는 것이 불가능 3) 생물 생명의 시작 : 38억년 전 바다에서 탄생한 단세포 생물 - 바다물 속의 유기물 섭취, 무기호흡으로 유기물을 분해하여 에너지를 얻음 석회조류, 해조류, 균류 등의 원시 생물 출현 --> 광합성에 의해 대기에 산소를 공급 4) 후기에 일어난 변화 원시적인 동물 출현 : 해파리, 해면 화석, 벌레가 기어간 자국 (호주의 에디아... -
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지구 내부의 물리량 분포
지구 내부의 물리량 분포 지구 내부의 압력 분포는 다음과 같습니다. 압력이 지속적으로 증가하는 것을 알 수 있습니다. 다음은 지구 내부의 중력 분포입니다. 중력이 핵과 맨틀의 경계까지는 거의 일정하다가 그 이후로 급속히 줄어드는 것을 볼 수 있습니다. 다음은 지구 내부 물질의 밀도 분포입니다. 밀도가 불연속적으로 증가하는 것은 그 지점을 경계로 물질의 화학 조성이 달라진다는 것을 의미합니다. 푸른행성의 과학, http://www.skyobserver.net -
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지구의 내부 구조
지구의 내부 구조 지각, 맨틀, 외핵, 내핵... 이렇게 지구의 내부 구조를 잘 기억하고 계시죠? 이러한 구조를 다음 그림에서 보겠습니다. 배경 이미지 출처: http://www.solarviews.com/cap/earth/earthint.htm, © 1998 by Calvin J. Hamilton 맨틀이 아주 많은 부분을 차지하고 있고 외핵도 많은 부피를 차지하고 있습니다. 이번엔 깊이와 그에 따른 대략적인 온도를 표시해보겠습니다. 다음과 같습니다. 출처 : http://www.seismo.unr.edu/ftp/pub/louie/class/100/interior.html, J. Louie 지구 중심 근처의 온도가 4300도C를 넘습니다.... -
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망막 화상과 안전한 태양 관측
정상적인 사람의 망막은 다음과 같습니다. 오른쪽에 밝게 보이는 부분은 시신경이 지나가는 지점 즉, 왼쪽의 붉은 부분은 중심와, 중심와를 둘러싼 노란 부분은 황반입니다. 영상의 원본 출처 : http://webvision.med.utah.edu/ 다음 두 장의 사진은 망막 화상을 입은 사람의 망막을 촬영한 것입니다. 현재 황반 및 중심와 부분이 화상에 의해 손상된 상태입니다. 사람의 눈 앞 부분에는 수정체라고 하는 볼록 렌즈가 있는데, 이것이 빛의 초점을 망막에 맺습니다. 볼록렌즈로 태양 빛을 모아 무엇인가를 태워본 경험이 있으시죠? 그것과 ... -
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사진의 별 둘레로 보이는 십자 광채의 정체는?
[적용 수준 : 4-6단계] 다음 그림은 황소자리의 산개성단 플레이아데스입니다. 메시에 번호로 M45지요. 이 사진을 보면 많은 별들 주위로 십자 모양의 광채가 보이는데요... 밝은 별일수록 더 심한 것을 볼 수 있습니다. 이것은 망원경 앞쪽의 부경 지지용 십자 축이 파동인 빛을 복합적으로 회절시키면서 나타나는 간섭 현상 때문에 생깁니다. 이에 대해 알아보기 위해 실험을 해보았습니다. 일단 이중 슬릿을 만들었을 때 나타나는 간섭 무늬를 보겠습니다. 이중슬릿을 제작하는 방법은 이렇습니다. 슬라이드 글래스를 준비하고 그 위에 ... -
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해류, 용승류, 경계류 등
해류는 다양한 원인에 의해 발생합니다. 일반적으로 바람에 의해 해류가 발생하는 것으로 알고 있는데, 바람 외에도 해수의 염분, 온도, 해저 지형, 지구의 자전 등에 의해서도 영향을 받습니다. 다음 동영상은 NASA의 제트추진 연구소(JPL)가 Topex/Poseidon 미션을 수행하면서 2년 동안 인공위성을 활용하여 얻은 Dynamic Ocean Topography 데이터를 이용하여 만든 애니메이션입니다. 이 애니메이션은 해수면의 높이를 색깔로 표현하고 있습니다. 온도가 높은 열대 지방과 먼 바다에서 수위가 더 높다는 사실에 주목하세요~ 동영상을 보...
