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1.주제: 외계 행성의 기후 확인 방식과 외계 생명체 존재 가능성

2. 보고서 작성

1)주제: 외계 행성의 기후 확인 방식과 외계 생명체 존재 가능성

2)주제 선정 이유: 지구과학 수업 시간에 외계 행성 탐사의 원리와 생명 가능 지대에 대해 학습하면서 현재 과학자들이 발견한 생명체가 거주할 수 있는 행성은 어떤 것들이 있는지 궁금증을 가지게 되었고 생명체가 거주할 수 있으며 지구와 유사한 환경을 가지고 있는 행성이 존재한다면 과연 외계 지적 생명체는 존재하는가에 대한 호기심을 가지게 되었다 따라서 지구과학 시간에 배웠던 내용과 추가적인 조사를 통해 지구와 비슷한 환경을 가진 유사 지구와 외계 생명체의 존재에 대한 여러 과학자들의 주장과 견해에 대해 살펴보고 존재 가능성을 알아보고자 주제를 선정하였다

3)조사 내용

오래 전부터 인류는 지구 밖에 있는 외계 생명체의 존재에 대해 호기심을 가지며 여러 연구를 진행하였고 외계 행성 탐사 기술도 만들어 냈다 인류는 외계 행성 탐사를 통해 지구와 비슷한 환경을 가지고 있는 행성인 유사 지구를 발견하였다 대표적으로 케플러 우주 망원경을 통해 발견한 케플러 186f가 있다 케플러 우주 망원경은 외계 행성이 어머니 항성을 돌면서 항성을 가려 빛의 밝기 감소를 감지하기 위해 제작된 것이다 이 케플러 우주 망원경은 골디락스 존에 존재하는 여러 외계 행성들을 탐사하였다 골디락스 존이란 생명체들이 살아가기에 적합한 환경을 우주 공간의 범위를 뜻 하는 말이며 생명 가능 지대를 의미하기도 한다 케플러 우주 망원경이 발견한 행성 중 특히 케플러 186f가 특별한 이유는 물이 존재할 가능성이 있기 때문이다 케플러 186f는 지구의 1.1배 크기이며 공전 주기는 130일이다 따라서 지구와 비슷한 크기와 환경 그리고 물이 존재할 가능성이 있기 때문에 제 2의 지구의 후보이기도 하며 또 다른 외계 생명체가 존재할 수도 있다는 가능성을 보여준다

과학자들은 행성과 지구의 환경이 비슷한지 알아보기 위해 태양의 활동에 따라 변화하는 산화질소 함량을 분석하였다 특히 태양의 코로나 분출 물질에 의해서는 산화질소 함량이 크게 변화한다 이를 통해 대기 분자의 함량이 태양의 활동량에 따라 변한다면 지구와 대기가 비슷하다는 것을 알 수 있다 또한 행성에 생체 형광을 일으키는 산호초와 초목 식물이 존재한다면 중심별에서 나오는 강한 자외선 복사가 인근의 외계 행성을 비춘다면 더 직접적인 생명체의 흔적이 나타나고 지구와 비슷한 생태계가 조성되어 있다는 것을 알 수 있다 그렇다면 외계 지적 생명체는 존재할까?

일부 과학자들은 우주에는 인간 말고 다른 외계 지적 생명체가 있다고 믿었고 이를 증명하려는 인물도 있었다 대표적인 인물로 드레이크 방정식을 만들어낸 프랭크 드레이크 이다 드레이크 방정식은 인간과 교신할 수 있는 지적 외계 생명체의 수를 계산하는 방정식이다 드레이크 방정식은 다음과 같다N = R* × fp × ne × fl × fi × fc × L

하지만 드레이크 방정식은 추정 값을 사용하기 때문에 값이 정확하지 않다는 문제점이 있어 현실성이 없다는 비판을 받았다 하지만 드레이크 방정식 이후 시거의 방정식이라는 드레이크 방정식을 수정하여 만든 방정식이 등장하였다 시거의 방정식은 생명체가 존재하는 외계 행성을 발견할 확률을 고민하는 현실적인 접근을 하였다 시거는 케플러의 식현상을 활용해 골디락스 존에서 존재하는 지구형 암석 행성을 고민하였다 하지만 존재 가능성에 의문을 제기한 인물도 존재했었다

이탈리아의 물리학자 엔리코 페르미는 외계 생명체에 대한 결정적인 증거가 부족하다는 점과 존재 가능성이 높다는 점 사이의 불일치에 대해 의문을 가지게 되었고 이를 '페르미 역설'이라고 부른다 페르미 역설은 두 가지 측면에서 볼 수 있다 먼저 첫 번째 측면은 외계 지적 생명체가 존재한다는 주장은 평범성 원칙을 가정한 것이다 평범성 원칙이 지구가 전형적인 행성이고 생명체는 보편적인 존재라고 보는 것이다 두 번채 측면은 외계 생명체가 존재한다면 주변 성계를 식민지로 삼을 가능성이 있지만 다른 지능형 생명체의 증거가 없기 때문에 해결책이 필요한 충돌이 발생한다 페르미와 비슷하게 희긔한 지구 가설이라는 외계인의 존재에 대해 부정하는 이론도 존재한다 희긔한 지구 가설에 따르면 지구 상에서 복잡한 후생 동물이 탄생하려면 지질학적이고 물리학적인 거의 일어날 일이 없는 사건 및 정황들이 맞물려야 한다는 점이 따라서 지구처럼 생명체가 살기에 아늑한 곳은 매우 희긔하다는 주장이다

나는 외계 생명체는 존재한다고 생각한다 이러한 생각을 하게 된 이유 현재 관측되는 외계 행성의 수가 기술의 한계에 의해 정해진 수라는 점과 세티 과학자들이라는 천문학자들이 외계 전파 신호를 포착하려고 노력하였고 유의미한 데이터를 포착하였다는 점에서 외계 생명체는 존재할 수 있다고 생각하였다

4,5)활동 소감 및 성정한 점

지구과학 시간에 배웠던 외계 행성 탐사 기술과 생명 가능 지대에 대해 학습하면서 외계 생명체의 존재에 대한 호기심으로 탐구를 진행하게 되었다 이번 활동을 통해 케플러 우주 망원경의 원리와 골디락스 존에 존재하는 수 많은 행성들 중 지구와 비슷한 환경을 가진 케플러 186f에 대해서도 새롭게 알게 되면서 지구과학과 관련된 역량을 키울 수 있었고 외계 행성의 기후를 파악하여 지구와 환경이 비슷한지 확인 하는 방법을 통해 외계 행성 탐사에 흥미를 느끼게 되었다 또한 외계인의 존재를 증명하려 했던 드레이크 방정식과 시거의 방정식을 통해 알게 된 드레이크 방정식의 의의와 한계점, 페르미의 페르미 역설과 희긔한 지구 가설들을 새롭게 알게 되면서 외계 생명체 존재에 대해 더욱 흥미를 느끼게 되었고 지구과학과 관련된 분야에서 지식을 확장시킬 수 있었다

6)진로 희망

건축공학

8) 발표 여부 O

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1. 주제선정

자신이 관심 있거나 진로와 관련된 지구과학 분야의 주제를 선정함.

2.보고서 작성(패들렛에 작성)

-다음 내용을 항목 별로 칸을 만들어 패들렛에 작성함.

1) 주제

2) 주제 선정 이유(8줄 이상)

3) 주제 탐구 및 조사 내용(15줄 이상)

4) 활동 소감(8줄 이상)

5) 활동을 통해 성장한 점(발전된 능력, 진로에 도움이 된 점)(8줄 이상)

6) 진로 희망

7) 발표 피피티 업로드

8) 발표 여부(O/X)

9) 발표 영상

3. 발표

-기말고사 이후 발표 진행

-발표한 사람과 안하는 사람의 생기부는 분명히 차이가 있음!!!!

4 발표 일정

12/

12/

12/

12/

12/

12/

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1. 주제

DAC 기술을 이용한 탄소 순환 시스템 설계 및 지역적 구체화의 실현

(DAC : Direct Air Capture, 직접 공기 포집)

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현재 전 세계는 기후 변화로 인한 심각한 환경 문제에 직면해 있고, 대기 중 이산화탄소 농도를 줄이기 위한 다양한 기술적 해결책이 필요하다. 이러한 세태에 DAC(Direct Air Capture, 직접 공기 포집) 기술은 대기 중 이산화탄소를 포집하고 이를 활용 및 저장함으로써 탄소 중립 목표 달성에 크게 기여할 수 있는 중요한 기술로 주목받고 있다. 그러나 DAC 기술을 효과적으로 확장하고 지속 가능한 탄소 순환 시스템을 구현하기 위해서는 보다 실용적이고 지역 특성에 최적화된 설계와 구체화된 적용 전략이 필요하다는 것을 알게되었다.

본 탐구에서는 DAC 기술을 기반으로 하는 탄소 순환 시스템을 설계하고, 이를 특정 지역의 기후적, 지리적, 경제적 특성에 맞게 구체화하는 방안을 연구하고자 한다. 이를 통해 DAC 기술이 지역별로 최적화된 방식으로 배치 및 운영될 수 있도록 하고, 탄소 포집 및 활용이 지역 사회에 미치는 환경적, 경제적 혜택을 극대화 시키기 위한 방안에 대해 탐구하려 한다.

본 탐구의 궁극적인 목표는 DAC 기술의 실질적인 구현 가능성을 높이고, 지역 특성에 맞는 탄소 순환 전략을 통해 전 세계적인 기후 변화 대응에 실질적이고 지속 가능한 기여를 하고자 하는 데 그 의의가 있다. DAC 기술의 지역적 최적화를 통해 지역 사회와 경제를 지원하고, 궁극적으로 지구 전체의 탄소 순환 체계를 더욱 견고히 하는 데 도움이 되는 것을 목표로 하고 있다.

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3. 주제 탐구 및 조사 내용

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3. 주제 탐구 및 조사 내용

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https://www.youtube.com/watch?v=tPzJ7Q_iG6A

위 영상은 DAC 기술의 모티브인 CSS 기술의 원리입니다. DAC 기술도 CSS 기술과 유사한 메커니즘을 이용합니다.

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20720 정민기 지구과학 세특

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이번 탐구에서는 DAC기술을 활용하여 전주와 서울 두 지역에서 탄소 순환 시스템을 설계하고 구체화하는 과정을 통해, 지역적 특성이 기술 구현에 미치는 복잡하고 다양한 영향을 깊이 이해할 수 있었다.

특히 두 지역의 지리적, 기후적, 인구밀도 및 산업구조의 차이를 고려한 DAC 시스템 적용 방식의 차이를 분석하며, 지역 맞춤형 기술 개발의 중요성에 대해 느낄 수 있었다.

전주의 경우, 상대적으로 넓은 지역적 공간을 활용할 수 있고, 재생 가능 에너지 기반 인프라를 도입하기 용이하다는 특징이 있었다. 이러한 특성 덕분에 DAC 시스템을 대규모로 설치하고, 포집한 이산화탄소를 지속적으로 활용하거나 저장하는 방식에 대한 연구가 가능했다. 또한, 전주는 대기 중 미세먼지와 같은 공기 질 문제가 상대적으로 덜 심각한 편이기 때문에, 포집 시스템의 효율성을 극대화하기 위한 공기 흐름 제어 설계 및 시스템 최적화에 상대적으로 더 포커스를 맞출 수 있었다. 이러한 특성을 기반으로 탄소 순환 시스템이 지역 내 지속 가능한 에너지와 연계되어 작동하도록 하는 전략은 전주가 청정 에너지와 환경 정책의 선두 주자로 자리매김할 수 있는 잠재력을 부각시켰다.

반면, 서울은 높은 인구밀도와 제한된 공간적 제약이 있는 대도시로서, DAC 시스템의 적용이 더욱 복잡한 양상을 띠었다. 공간 제약과 더불어 도시 내 많은 건물과 교통량은 포집 시스템이 미세먼지 및 다른 오염 물질과 상호작용하게 만들며, 이를 통해 공기 중 CO₂의 포집 효율에 영향을 미칠 수 있었다. 또한, DAC 기술의 적용에 있어 에너지 소모량이 중요한 변수로 작용했으며, 서울에서는 재생 가능 에너지의 접근성보다는 기존 전력망과의 연계를 통한 효율적 에너지 사용을 고려해야 했다. 이로 인해, 에너지 소비를 줄이면서도 최대한의 포집 성능을 확보할 수 있는 고효율 흡착제 개발 및 분리 기술에 집중하게 되었다. 이와 더불어, 포집된 CO₂의 활용 방안 역시 서울의 도시적 특성에 맞게, 예를 들어 산업용 재료로의 활용, 도시 내 에너지 자원 재활용 체계와의 통합 등을 고려하는 것이 중요했다.

두 지역에서의 탐구 과정을 통해 DAC 기술은 단순히 이산화탄소를 포집하는 데에 그치지 않고, 지역 특성에 따라 효율적이고 지속 가능한 방식으로 통합되어야 한다는 점을 깨닫게 되었다. 전주에서는 재생 가능 에너지와의 연계성을 높이고 넓은 지리적 활용을 통한 대규모 시스템 운영 가능성에 주목했고, 서울에서는 공간적 제한과 복잡한 도시 구조 내에서의 효율적 기술 적용 및 상용화를 위한 도전 과제를 탐구했다.

이러한 연구는 DAC 기술의 다양한 지역적 맥락에서의 가능성과 제약을 극복하고, 맞춤형으로 발전할 수 있는 기반을 마련하는 데 큰 의미를 지닌다. 특히, 지역별 에너지 공급 구조와 기후 여건을 분석해 DAC 기술을 최적화함으로써, 전 세계적으로 탄소 순환 시스템이 효과적으로 작동할 수 있도록 돕는 하나의 중요한 방향성을 제시할 수 있었다. 이를 통해 기술적, 경제적, 환경적 지속 가능성을 함께 고려하며, DAC 기술이 단순한 이산화탄소 포집 기술을 넘어 지역과 환경에 최적화된 솔루션으로 자리매김할 가능성을 확인했다. 우리나라에도 DAC 기술이 적용된 사례가 몇가지 있지만, 아직 활용도가 높진 않다. 개발을 통해 우리나라에 적용시켜, 탄소중립을 위한 노력을 가속화 해야 할 것이다.

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이번 DAC(Direct Air Capture) 기술을 기반으로 한 탄소 순환 시스템의 지역적 구체화 탐구는 나의 진로인 공학자로서 큰 성장의 기회를 제공했다.

이 탐구에서 공학적 기술이 단순히 이론적 설계에 그치는 것이 아니라, 현실적인 지역적 여건과 밀접하게 연관되어야 한다는 것을 깊이 깨달을 수 있었다. 특히 지역의 환경적, 사회적, 경제적 특성을 고려한 맞춤형 솔루션을 개발하는 것은 공학자로서 필수적인 문제 해결 능력을 키우는 데 매우 유익했다.

전주와 서울이라는 서로 다른 두 지역을 대상으로 한 연구는 공학적 시스템 설계와 구현이 단일한 틀에 얽매이지 않고, 상황에 따라 유연하게 조정되어야 한다는 점을 강조했다. 이를 통해 공학자로서의 사고 능력을 확장하고, 특정 조건과 제약 속에서 최적의 설계를 도출하는 방법에 대해 깊이 고민할 수 있었다. 기술적 한계를 극복하고, 효율성과 실용성을 겸비한 시스템을 만들어내는 것이 공학자가 지녀야 할 중요한 소양이라는 것을 다시 한번 깨달았다.

또한, DAC와 같은 지속 가능한 기술을 지역적 특성에 맞게 구체화하는 경험은 기후 문제와 에너지 전환이라는 전 세계적 과제를 해결하는 데 있어서 공학이 얼마나 중요한 역할을 할 수 있는지를 체감하게 해주었다. 이러한 경험은 나의 진로인 공학자로서, 기후 변화 대응과 지속 가능한 미래를 위한 기술 개발에 기여하고자 하는 목표를 더욱 확고하게 다질 수 있는 계기가 되었다.

결과적으로, 이번 탐구는 공학자로서 나아갈 길에 있어, 기술적 깊이와 더불어 현실 세계에서의 문제 해결을 위한 다양한 접근 방식과 융합적 사고의 중요성을 인식하게 해주었으며, 이를 통해 기술로 세상을 변화시키는 공학자의 길을 더 확신하게 되었다.

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생명공학자 / 공학 계열 희망

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0 (발표 하겠습니다)

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1. 주제: 우주의 끝은 어떤 모습일까?

2. 주제 선정이유: 지구과학 시간에 빅뱅 우주론을 포함한 우주론에 대해 공부하면서 우주의 미래에 대해서도 잠깐 언급되었다. 우주의 밀도와 곡률의 형태에 따라 시간이 지나며 우주가 어떻게 팽창하며 크기 등이 어떻게 변하는지 배웠다. 그런데 이러한 내용을 배우고 난 후 한가지 호기심이 들었다. 우주의 종말은 정말 있을까? 있다면 어떤 모습과 과정일까? 라는 질문은 예전부터 던졌지만 단지 공상과학 영화 같은 질문일 뿐이라며 금방 무시해버리곤 했다. 하지만 교과 수업 시간에 여러 이론적 배경을 공부하고 나니 그 궁금증을 과학적으로 설명하고 해결할 수 있을 거라는 생각이 들었다. 그렇기에 탐구 주제로 선정하여 깊이 탐구해보기로 하였다.

3. 탐구 내용: 우주의 끝은 우주론에 의해서 예측되는 종말 모델이다.

우주의 밀도, 팽창과 수축의 형태에 따라 나뉜다. 첫째, 빅 크런치(대붕괴)란 지구가 팽창하려는 힘보다 우주의 밀도에 따른 중력이 더 강함에 따라 우주가 점점 팽창을 늦추다 결국 다시 수축하여 하나의 점의 상태로 되돌아간다는 모형이다. 현재의 우주는 오히려 가속 팽창하고 있지만, 이 모델은 그것이 대폭발 당시의 폭발력이 현재까지 잔존하는 까닭이고, 긴 시간 이후에는 그 힘이 점차 줄어들다 중력에게 압도되어 다시 우주가 수축하게 된다고 설명한다. 둘째, 빅 프리즈(열적 사멸, Thermal Death)이란 우주가 끝없는 가속 팽창을 한 끝에 평균 밀도가 극히 낮아지고 평균 온도가 절대영도(영하 약 273K)에 가까워지며, 블랙홀을 포함한 모든 천체가 소멸하고 우주 전체의 엔트로피가 최대가 되어서 매우 균일한 공간으로 남게 된다는 가설이다. 단단한 물체들(백색왜성의 최종형태인 철 별 등의 밀집성들)도 무한에 가까운 시간이 지나 양자 터널링 효과에 따라 블랙홀로 붕괴해버리고, 우주를 떠도는 먼지와 잔해들도 블랙홀에 의해 삼켜지며, 우주에 마지막으로 남은 블랙홀들 또한 호킹 복사(블랙홀의 질량이 양자요동으로 인해 증발하는 현상)에 의해 결국 서서히 소멸하여 결국 우주에는 어떠한 물질도 남지 않고 소립자들만이 떠도는 영원한 암흑으로 남게 된다.

4. 탐구 소감: 우주의 시작으로부터 현재까지 우주의 역사를 지구과학 시간에 배우면서 가졌던 우주의 종말에 대한 궁금증을 해소할 수 있는 탐구활동이어서 의미가 크다. 과거에 가졌던 우주 멸망에 대한 호기심이 비록 단순하고 순박한 호기심이라는 생각이 들었지만, 이렇게 과학적으로 명료하면서 복잡하고 어려운 내용을 통해 그 질문에 답을 낼 수 있다는 점에서 과학이 정말 유용한 것이며 사소하고 뜬금없어 보이는 질문과 호기심이라도 과학을 통해 파고들어 해결하는 과정을 통해 지식이 넓어지는 것 뿐 아니라 학문적인 사고의 깊이와 문제 해결 능력 또한 깊어지게 하는 대단한 것이라고 생각하였다.

5. 발전된 것: 교과 수업 시간에 배운 내용을 토대로써 이전부터 가졌던 호기심을 해결하는 활동을 통해 배움을 통해 머릿속에 담아두었던 내용을 적절히 꺼내어 문제 해결과 질문 해소 등의 상황에 활용하는 능력을 기르게 되었다고 생각한다. 또한 교과 내용에서 멈추지 않고 질문을 해결하는 과정에서 더욱 심화된 내용까지 스스로 배우고 받아들임으로써 자기 주도적, 능동적으로 학습의 지평을 넓히고 적극적으로 문제를 해결하기 위해 노력하는 행동력, 추진력 또한 기를 수 있었다. 다음에도 이러한 호기심이 생기면 내가 알고 있는 지식을 활용하거나 추가적인 탐구를 통하여 해결해서 나를 더 발전시켜 나가야 할 것 같다.

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20705김웅회 주제탐구 보고서

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20705김웅회 주제탐구 보고서

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1. 주제: 암흑물질은 왜 보이지 않을까?

2. 주제 선정 이유: 평소 과학시사채널인 보다라는 채널의 유튜브 영상을 즐겨본다. 그래서 이분들이 만든 책인 '과학을 보다.'란 책을 사서 읽게 되었다. '과학을 보다'란 책을 보면 '독자들의 이런저런 궁금증'이란 부분이 있는데 '암흑물질이나 암흑에너지가 눈에 보이지 않는 이유를 설명해주는 가설이나 이론이 있으면 알려주세요.'를 답해주는 것이 매우 흥미로워 다른 애들도 알면 좋을 거 같아 이러한 주제를 정하였다.

3. 주제탐구 및 조사내용:

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1. 주제: 우리 주변의 방사선과 지구 방사선 교란

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1. 주제: 우리 주변의 방사선과 지구 방사선 교란

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각방사선이란 지각의 암석이나 토양에 천연으로 존재하는 방사성핵종에 기인하는 방사선을 일컫는다. 지각방사선은 방사성핵종의 기원에 따라 크게 두 갈래로 구분된다. 첫째는 지각 형성 시기부터 우라늄 및 토륨, 이들의 자핵종, 그리고 기타 장수명 핵종(예: 40K)을 들 수 있다. 이들 방사성핵종의 존재 조건은 그 반감기가 지구의 연령(46억년)에 준하는 정도로 충분히 길어야 하며, 그렇지 못한 핵종은 이미 붕괴 소멸하여 그 흔적을 찾기 어렵다.

두 번째로 지구에 입사된 고에너지 우주방사선에 의한 핵반응으로 지각 내에서 생성되고 소멸되는 핵종으로서 3H, 7Be, 14C, 22Na 등이 있다.

지구에 거주하는 모든 사람들은 지각에 있는 천연방사성핵종으로부터 외부피폭과 내부피폭을 받는다. 외부피폭은 지표에서 나오는 방사선(주로 감마선)을 피폭하는 것이며, 내부피폭은 이들 천연방사성핵종을 함유한 먼지를 흡입하거나 이들 핵종을 섭취한 동식물을 식품으로 섭취함으로써 발생한다.

모든 암석이나 토양에는 우라늄, 토륨, 그리고 이들이 붕괴하여 생성하는 자핵종들이 함유되어 있다. 우라늄이나 토륨은 연쇄 붕괴를 통해 최종적으로 납으로 변환할 때까지 방사성 핵종 자손을 구성하는데 이러한 붕괴계열을 각각 우라늄 계열(238U 및 자핵종), 토륨 계열(232Th 및 자핵종), 악티늄 계열(235U 및 자핵종)이라고 부른다.

우주방사선이란 우주에서 생성되어 지구를 향하는 에너지가 매우 높은 1차 우주방사선과 이들이 대기를 구성하는 원자와 충돌로 생성되어 지표면까지 도달하는 2차 우주방사선을 일컫는다.
1차 우주방사선은 크게 두 가지로 구분되는데, 초신성 폭발 등 태양계 밖에서 날아오는 "은하 우주방사선과 태양의 흑점 활동에 의한 "태양 우주방사선이 있다.

은하 우주방사선은 우주의 항성, 초신성 폭발, 펄서 가속 및 은하 핵폭발 등을 기원으로 하며 대부분 양성자와 알파입자로 구성된다. 은하 우주방사선은 태양 우주방사선에 의해 차폐되는 효과가 있는데 태양 활동이 활발하면 지구에 도달하는 은하 우주방사선의 세기가 상대적으로 약해지고 태양 활동이 약하면 지구에 도달하는 은하 우주방사선의 세기가 상대적으로 강해진다. 항공기 고도에서의 우주방사선 피폭은 대부분 은하 우주방사선에 의해 발생한다.

태양 우주방사선은 플레어나 코로나질량방출(CMEs) 등 태양의 대기에서 높은 에너지가 갑작스럽게 방출되는 활동에 기인하며, 대부분 양성자로 구성된다. 태양 우주방사선은 태양의 흑점 활동과 깊은 관련성을 보이며, 11년을 주기로 활발해지기도 하고, 감쇠하기도 한다. 은하 우주방사선은 모든 방향에서 지구에 도달하며 지속적인 반면, 태양 우주방사선은 태양으로부터 오며 상대적으로 낮아 지구 자기장에 대부분 막힌다.

지구 자기장을 뚫고 대기에 도탁한 1차 우주방사선은 산소,질소,아르곤 등과 반응해서 매우 큰 에너지를 가지는 양성자, 중성자, 뮤온, 전자등을 포함하는 2차 우주방사선을 만들어낸다. 이러한 입자들이 인체를 차지하는 비중은 고도에 따라 달라지며 지표로부터 고지대로 올라갈수록 우주방사선 상도는 증가하여 피폭방사선량률이 높아진다. 또한 지자기 좌표에 따라서도 변화하는데, 극위도로 갈수록 세진다

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우리가 배웠던 암흑물질이 무엇인지를 다시

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우리가 배웠던 암흑물질이 무엇인지를 다시 알아보고, 매우 작은 질량, 빛의 속도와 거의 근접함, 거의 모든물질과 상호작용하지 않음 3가지 특성을 설명한 후 중성미자 가설의 탈락 과정을 알려주고 가상입자 WMIP 가설을 제시하고 반물질과 쌍소멸을 도입해 WIMP가설의 물질로서 불확실성을 제기하고 암흑물질이 왜 안보이는지는 아직도 불확실한 가설 단계에 머물러있고 더 이상은 입자물리학자들의 영역임을 시사하고 있다.

5. 활동을 통해 성장한 점

가설 단계여도 불확실성을 잘 이해할 수 있을 거 같다. 또한 암흑물질의 정체에대한 가설들의 과정을 보면서 연구자로서 추론하는 법을 엿볼 수 있었다.

6. 진로희망

스포츠의학

7. 위에 첨부하겠습니다.

8. 발표O

9. X

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지구과학1-주제탐구발표-20705김웅회

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위에거 수정하겠습니다.

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위에거 수정하겠습니다.

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3. 주제탐구 조사내용

우리가 배웠던 암흑물질이 무엇인지를 다시 알아보고, 암흑물질 구성요소 후보로서, 매우 작은 질량, 빛의 속도와 거의 근접함, 거의 모든물질과 상호작용하지 않음 3가지 특성을 설명한 후 중성미자 가설의 탈락 과정을 알려주고 가상입자 WMIP 가설을 제시하고 반물질과 쌍소멸을 도입하고 페르미 감마선 우주 망원경의 감마선 초과 발견으로의 적용으로 망원경이 관측한 곳에 WIMP와 WIMP의 반물질이 있어 쌍소멸이 일어난 에너지로 인해 감마선 초과가 일어났을 수 있다는 가설을 보여주지만, 아직은 걸음마수준인 반물질 연구로 인해 반물질을 근거로 하는 이 가설은 아직 불확실성에 머물고있음을 제기하고 더 이상은 입자물리학자들의 영역임을 시사하고 있다.

4. 활동소감

처음에 책에서 중성미자 가설을 제시했을 때 나름 설득력이 있어서 놀랐다. 중성미자의 매우 작은 질량, 빛의 속도와 거의 근접함, 거의 모든 물질과 상호작용하지 않음 3가지 특성을 보고 '질량이 좀 큰 중성미자 사촌뻘일 가능성이 있지 않을까?' 했지만 입자물리학에서 그딴 물질은 없다고 함에 아쉬운 마음이 들었다. 그리고 WIMP입자 가설을 들었을 때 가상의 입자니까 발견되기만 하면 되겠네란 생각이 들었지만, 반물질과 쌍소멸 개념을 도입하고 페르미 감마선 우주 망원경의 감마선 초과 발견으로 '어 이미 발견한 건가?' 싶었지만, 반물질 연구 부족의 한계로 이마저도 불확실하다는 것에 입자물리학자들과 천문학자들에게 유감스러움을 느꼈다. 그리고 여기까지 걸어온 천문학자들과 물리학자들에게 존경심이 들었다.

5. 활동을 통해 성장한 점

가설 단계의 불확실성을 이번 활동을 통해 잘 본 것 같다. 또한 암흑물질의 정체에대한 가설들의 과정을 보면서 연구자로서 추론하는 법을 엿볼 수 있었으며, 어떤 가설을 성립시키기 위해서는 다른 영역의 과학자들의 노고도 필요하다는 점에서 나중에 나도 무언갈 수행할 때 어떤 사람의 노고가 필요할 지 모르니 사람하나 소중히 여기는 사람이 되야겠다는 생각이 들었다는 것에서 성장한 것 같다.

6. 스포츠의학

7. 위에 첨부하겠습니다.

8. 발표O

9. X

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1.주제: 우주방사선 측정 모델

2. 선정이유: 방사선과 같은 눈에 보이지 않는 미세한 물질이 어떻게 사람들에게 영향을 미치는지에 대한 궁금증과 우주라는 미지의 공간에서 발생하는 우주방사선이 어떤 특성을 가지고 있으며, 이를 어떻게 측정하고 예측할 수 있을지에 대해 큰 흥미를 느끼고

우주 방사선에 대한 연구를 탐구하여 나의 진로에대한 동기부여를 할 수 있다고 생각하여 선정하였다.

3. 탐구내용

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20716 이동하 지구과학 주제탐구

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1. 주제 : 페름기의 대멸종과 지구의 미래

2. 주제 선정 이유 : 이에 대해 주제를 탐구하는 이유는, 지구는 수십억 년에 걸쳐 다양한 환경과 지질학적 변화를 겪으며 현재의 모습에 이르렀고, 이를 이해하는 것이 오늘날의 환경 문제를 해결하고 지속 가능한 미래를 준비하는 데 매우 중요한 단서를 제공하기 때문이라는 것을 수업시간에 배웠고, 이것이 내머리에 인상깊게 남았기 때문이다. 과거의 지질 기록, 화석, 빙하 코어와 같은 자연 자료를 분석하면 지구가 겪어온 기후 변화, 생태계의 흥망성쇠, 대멸종과 같은 중요한 사건들을 이해할 수 있다. 이는 현재의 기후 변화와 생태계 위기를 바라보는 데 있어 더 넓은 관점을 제공하며, 과거의 변화 패턴을 통해 미래의 환경 변화와 그 영향을 예측하는 데 도움을 줄 것이다. 또한, 지구의 미래를 예측하고 분석하는 과정은 인간 활동이 환경에 미치는 영향을 과학적으로 조명하며, 이를 바탕으로 지속 가능한 기술 개발과 정책 수립에 실질적으로 기여할 수 있다. 여기까지가 우리가 학교에서 배운 내용들이다. 결국, 이렇게 지구의 과거를 이해하고 미래를 설계하는 이러한 탐구는 단순히 과학적 호기심을 충족시키는 것을 넘어, 먼 미래에 맞이하게 될 지구의 종말에 대비할 수 있을 것이라고 생각한다. 현재에도, 지구 종말론에 대해서는 이야기가 굉장히 많다. 지구 온난화, 해수면, 운석 충돌 등등 굉장히 이야기가 많이 이루어지고 있으며, 운석 충돌이나 화산 폭발, 빙하기와 같이 우리가 이전에 배운 대멸종의 선례들도 여럿있다. 나는 이러한 주제들에 대해 더 생각해보고자 한다.

3. 주제탐구 및 조사내용 : 우선, 지구의 미래를 알기위해선 과거를 이해해야한다. 과거에 대해 분석하기 위해선 수업시간에 배운 빙하코어 분석, 꽃가루 분석, 나무의 나이테 분석 등이있다. 그렇다면, 과거의 주요 사건들 중 하나인 대멸종에 대하여 알아 보자. 5번의 대멸종이 과거에 존재 했고, 내가 소개할 것은 가장 큰 대 멸종이라고 알려진 페름기의 대말종이다. 페름기 말에 현생누대 기간 중 가장 큰 멸종사건이 일어났지만, 그 원인을 명쾌하게 설명하기는 어렵다. 현재 페름기 말 멸종 원인으로 가장 강력한 지지를 받고 있는 가설은 페름기 말엽에 중국과 시베리아 지방에서 일어났던 대규모 화산 분출 때문이라는 주장이다. 약 2억 6000만 년 전 중국에서 일어난 화산분출은 아미산으로 알려져 있다. 2억 5200만 년 전 시베리아에서 일어났던 화산분출은 분출 면적이 200만 제곱킬로미터에 이르러 현생누대 기간에 일어났던 화산분출 중에서 가장 규모가 컸던 것으로 알려져 있다. 페름기 끝날 무렵에 일어났던 2번의 대규모 화산분출 시기는 페름기 말의 생물 멸종 시기와 잘 일치한다. 특히 시베리아에서의 화산분출은 석탄기 탄전지대를 뚫고 올라왔기 때문에 화산분출에 의하여 뿜어져 나온 이산화탄소와 석탄층이 타면서 나온 이산화탄소와 메탄의 양이 더해져 엄청난 양의 온실기체가 대기 중으로 방출되었다. 메탄은 이산화탄소보다 20배 더 강력한 온실기체다. 늘어난 온실기체에 의한 지구온난화는 지구환경을 크게 바꾸어 놓았다.

특히 극지방에서 빙하가 사라지고 수온이 올라감에 따라 바다 깊은 곳으로 산소를 공급하던 해류의 흐름이 없어졌다. 그 결과, 얕은 바다와 깊은 바다의 바닷물이 섞이지 않기 때문에 깊은 바다는 산소가 없는 환경이 되었다. 지구온난화에 따른 해양에서의 무산소 현상은 지구환경에 여러 가지 폐해를 남겼는데, 이 현상을 바탕으로 페름기 멸종사건을 해석하려는 다양한 시도가 이루어졌다.

첫 번째 해석은 해양에서 무산소 영역의 확장이다. 깊은 바다를 채우고 있던 무산소 영역이 얕은 바다로 확장되면서 그곳에 살던 동물들을 멸종시켰다는 해석이다. 실제로 페름기와 트라이아스기 경계의 약 2000만 년에 걸친 퇴적층 구간에서 저산소 또는 무산소 환경이 지속되었다는 증거가 알려졌다.

두 번째 해석은 깊은 바다에서 세균의 활동에 의하여 생겨난 이산화탄소 함량이 늘어나면서 이들이 얕은 바다로 올라와 그곳에 살던 생물들을 멸종시켰다는 설명이다. 실제로 이산화탄소 농도가 높으면 동물이 죽을 가능성은 무척 커 보인다.

세 번째 해석은 해양에서 늘어난 황화수소(H₂S)에서 그 원인을 찾는다. 해양에서 무산소영역이 지속되었던 기간에 황산염환원균의 활동이 활발해지면서 깊은 바다에서 황화수소의 양이 크게 늘어났으리라 예상된다. 황화수소의 농도가 어느 수준을 넘어서면 황화수소가 부글부글 끓어오르면서 얕은 바다와 대기로 솟아오른다는 연구가 발표되었다. 이 연구에 의하면, 페름기 말에 기권으로 방출된 황화수소의 양은 현재 화산에서 방출되는 양의 2000배 이상이었다는 계산이다. 황화수소는 유독한 기체이기 때문에 해양과 육상 생물을 멸종시키기에 충분했을 것으로 추정된다. 이울러 황화수소가 성층권까지 올라가면 그곳에서 오존과 반응하여 오존층이 얇아진다는 결과도 예측되었다. 생물들에게는 오존층이 얇아짐에 따른 피해도 있었을 것이다.

네 번째 원인으로는 이산화탄소와 메탄에 의한 온실 효과로 지구의 기온이 생명에 치명적일 정도로 올라갔다는 해석이다. 실제로 페름기 말에 대기 중 이산화탄소와 메탄의 함량이 급증한 양상을 보여준다. 대부분의 동물은 섭씨 40도에 이르면 죽으며, 45도를 넘으면 거의 모든 동물이 죽는다고 알려져 있다. 그러므로 고온의 열에 의하여 동물들이 멸종할 가능성은 커 보인다.

요약을 해보자면, 페름기 말에 일어났던 생물의 대량 멸종은 중국과 시베리아에서 일어났던 2번의 대규모 화산활동에 따른 기후 온난화와 해양에서 무산소 영역의 확장이 중요한 역할을 했을 것으로 보인다.

충격적인 사실은 페름기 대멸종 말고도 4개의 대멸종이 더 존재한다는 사실이다. 그렇기에 우리는 먼 미래에 일어날 지구의 변화에 주목해야한다. 내가 주목하고 싶은 것은 바로 지구 온난화이다. 지구 온난화는 모두가 알듯이 현재 가장 심각한 문제라고 할 수 있다. 앞서 말한 페름기 대멸종의 4번째 원인으로도 이산화탄소와 메탄에 의한 온실효과가 꼽힌 만큼 온실효과는 충분히 주목할만하고 심지어 국제자연보전연맹(IUCN)은 온난화로 인해 1백만 종 이상의 생물종이 멸종 위기에 놓일 수 있다고 경고한다. 우리는 지구온난화에 대해 더 대비할 필요가 있다. 지구온난화의 해결책으로는 탄소 포집 및 저장 기술로 알려진 CCS기술, 재생 가능 에너지, 스마트 그리드, 수소 연료 저장 시스템 등 다양한 공학 기술이 있다.

4. 활동소감 :페름기 대멸종은 약 2억 5천만 년 전, 지구 역사상 가장 큰 대멸종 사건으로, 지구 생물의 약 90%가 사라졌다. 이 사건은 앞서 말했듯이 지구의 기후 변화, 대규모 화산 활동, 그리고 대기 중 이산화탄소 농도의 급증 등 여러 원인에 의해 촉발되었다. 결과적으로 해양 생물들은 대규모로 멸종하였고, 육상 생물들도 대부분 사라졌다. 이 대멸종의 후유증은 생태계의 구성이 급격히 변화하는 계기가 되었고, 그 후 새로운 생명체들이 지구를 지배하게 되었다.

이 사건에 대해 느낀 점은, 자연의 변화가 얼마나 극단적이고, 생물들에게 얼마나 치명적인 영향을 미칠 수 있는지를 실감하게 된다는 것이다. 지금 우리가 지구에서 경험하는 환경 변화나 기후 위기의 경고들이 이와 비슷한 대멸종을 초래할 수 있다는 생각에 경각심을 느끼게 되었다.

또한, 인간이 만들어내는 환경문제인 지구온난화가 페름기의 대종말과 같이 많은 생명체와 인류를 멸종시킬 수 있다는 것이 굉장히 충격적이었으며, 이에 대한 대비의 필요성에 대해 더 느끼게 되었던 것 같다.

그리고, 굉장히 먼 과거의 대멸종을 조사한 것이기 때문에 어떤 원인인지 확실하지 않았고, 예측되는 원인들이 굉장히 많아 다른 원인들에 대해서도 더 조사해보고 싶고, 예측되는 여러 미래들에 대해서도 더 조사해보고 싶다.

5. 활동을 통해 성장한 점 : 지구과학이라는 과목을 배우며, 가장 처음 느꼈던 것은 우리가 굉장히 미개한 존재라는 사실, 그리고 지구의 종말이었다. 교과서나 프린트에 있는 계속해서 증가하는 온실가스 지표, 과거의 여러 대멸종 선례들을 보면, 지구의 종말이란 것에 대해 더 생각해보게 만들었다. 그렇게 지구의 미래에 대해 더 고민해보며, 지구 온난화, 그리고 다른 환경문제를 바라보는 시각이 조금 달라진 것 같다. 또한, 공학적인 환경문제 해결 방법에 대해 조사해보며, 공학은 이런 문제에도 해결책이 될 수 있다는 점을 깨달았다. 뿐만아니라 교과 수업 시간에 느꼈던 궁금증을 해결해보는 시간을 가질 수 있어 좋았고, 즉각적인 문제해결 능력과 행동력을 키울 수 있었다.

6. 진로 희망 : 공학계열

7. 발표 피피티 :

8. 발표 여부 : O 발표하겠습니다.

9. 발표 영상 :

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20717 이동현 지구주제탐구

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20717 이동현 지구주제탐구

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주제 : 외계인의 존재 가능성

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1. 주제: 현재 우주 탐사선과 미래의 우주 탐사선은 무엇이 있을까?

2.주제 선정이유: 지구과학 시간에 우주에 관한 것을 배웠는데 이러한 우주에 대해 궁금하게 되어 우주 영상을 보는데 현재 우주 탐사선과 미래의 우주 탐사선에 대해 설명하는데 현재 우리의 기술로도 못갈 수도 있는 곳이 있는 걸 보고 탐사선에 대해 더 조사하고 싶어서 탐구하게 되었다. 그리고 우주 탐사선이 찍어온 별의 모습이 너무나 이뻐서 더 조사해보고 싶은 마음이 들었고 우주 탐사선을 통한 발전이 우리 미래사회에도 영향을 미치기 때문에 조사하게 되었다.

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주제: 생명체가 살 수 있는 외계 행성은 무엇이 있을까.

주제 선정 이유: 이 우주는 매우 넓고 지금도 계속해서 팽창하고 있다. 과연 이렇게 넓은 우주에서 생명체가 살 수 있는, 살고 있는 행성이 지구 뿐일까? 그런 생각을 평소에도 해왔으며 관련한 영상을 본적도 있다. 태양계에 있는 목성의 위성인 유로파나, K2-18b같은 슈퍼 지구들에 관한 영상이었다. 이러한 행성들에 대해서 더 자세히 알아보고 싶었기에 이 주제를 선정하게 되었다.

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주제: 생명체가 살 수 있는 외계 행성은 무엇이 있을까.

주제 선정 이유: 우리 우주는 매우 넓고 지금도 계속해서 팽창하고 있다. 그렇다면 과연 이렇게 넓은 우주에서 생명체가 살 수 있는, 살고 있는 행성이 지구뿐일까?. 그렇게 생각하여 관련된 영상을 찾아보기도 했다. 태양계에 있는 목성의 위성인 유로파나, K2-18b같은 슈퍼 지구에 관한 영상이었다. 그로 인해서 주제를 선정할 때 큰 영향을 받았다. 게다가 인터스텔라 같은 현재 지구의 자원이 고갈되고 있기에 사람들이 이주해서 살 수 있는 행성을 찾는 그런 영화들이 있다. 나는 이 이야기가 허황된 이야기도, 그렇게 먼 미래도 아니라고 생각하기 때문에 선정하게 되었다.

주제 탐구 및 조사 내용: 우선 생명체가 살 수 있는 행성을 알아보기 전에 생명체가 살 수 있는 조건부터 알아보았다. 기본적으로 골디락스 존 내에, 암석 행성이어야 하며, 액체 상태의 물이 존재하고, 대기압과 대기 구성 역시 적절해야 실제로 생명체가 존재할 수 있다고 본다. 또한 자기장을 생성하는 행성의 내부에너지가 생명체가 탄생해 진화할만큼 오래 가기 위해서는 행성이 일정 크기 이상 되어야 한다. 그래야 우주 방사성 입자를 막아낼 수 있기 때문이다. 물론 예외라는 것이 존재하지만 기본적으론 저 조건을 바탕으로 생명체가 살 수 있는지 없는지가 결정이 된다.

태양계 내에서 생명체가 살 수 있는 행성

유로파: 목성의 위성으로, 생명체가 존재할 가능성이 가장 큰 곳이다. 행성 전체가 두꺼운 얼음으로 뒤덮혀 있는 듯한 모습이다. 그 두꺼운 얼음 아래에 거대한 액체 상태의 바다가 존재할 가능성이 높다. 골디락스 존에 해당하지 않는 유로파에 생명체가 존재할 수 있다 생각하는 이유는 목성의 조석력으로 인해 내부가 가열되어 지하 바다가 유지될 수 있고, 두꺼운 얼음층이 방사선으로부터 보호막 역할을 하기 때문이다.

엔셀라두스: 토성의 위성으로, 지하 바다에서 수중기가 뿜어져 나오는 활동성이 있는 곳이다. 중력이 매우 약해서 대기가 있을 수 없기 때문에 행성의 대기는 대부분 수증기가 차지하고 있다. 골디락스 존에 해당하지 않아도 생명체가 살 가능성이 있는 이유는 유로파와 같다.

태양계 외에서 생명체가 살 수 있는 행성

K2-18b: 지구 보다 8배 질량이 크다. 지구에서 128광년 (38 파섹) 떨어져 있다. 중력이 지구보다 1.18배며, 0도에서 40도의 온도로 인간이 살기에 적합한 것으로 추정된다. 수증기도 관측되었다. 물이 존재 한다는 것은 생명체가 살 가능성이 높다는 것인데 발견된 슈퍼 지구 중에서 처음으로 물이 발견된 곳이다.

글리제 581g (Gliese 581g): 천칭자리 방향으로 지구로부터 약 20.5광년 떨어진 적색 왜성 글리제 581 주위를 돌고 있는 외계 행성이다. 항성으로부터 너무 멀지도, 너무 가깝지도 않아 생명체가 살기에 꼭 알맞은 골디락스 영역에서 처음으로 발견된 행성으로, 인류가 최초로 발견한 "또 다른 지구"의 조건을 갖춘 행성이라고 할 수 있다.

프록시마 센타우리 b (Proxima Centauri b):

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1. 주제: "자연재해가 PTSD 및 불안 장애에 미치는 영향: 재난 심리학의 관점"

2. 주제 선정 이유: 이 주제를 선정한 이유는 자연재해가 개인과 사회의 정신 건강에 심각한 영향을 미칠 수 있기 때문이다. 자연재해는 물리적 피해뿐만 아니라 심리적 트라우마를 유발하며, 이는 장기적으로 PTSD(외상 후 스트레스 장애), 불안 장애, 우울증 등의 문제로 이어질 수 있다. 특히, 이러한 정신적 영향은 재난 대응 및 회복 과정에서 간과되기 쉽지만, 피해자의 삶의 질과 재난 후 사회 복원력에 중대한 영향을 미친다.

또한, 재난 심리학은 개인의 심리적 회복뿐만 아니라 지역 사회의 회복력을 증진시키는 데 중요한 역할을 한다.이를 통해 재난 후 지원 체계와 정책의 개선 방향을 제시할 수 있다. 기후 변화와 같은 환경적 요인이 재난 발생 빈도를 증가시키고 있는 현재 상황에서, 자연재해와 정신 건강의 연관성을 연구하는 것은 더욱 절실하다. 이 주제는 의료, 심리학, 환경 과학을 융합한 학제 간 연구를 통해 실질적이고 지속 가능한 해결책을 제안할 기회를 제공한다.

따라서, 이 주제는 재난 후 피해자들의 정신 건강 회복을 돕고, 나아가 재난에 대비한 예방 및 지원 체계의 효과성을 높이는 데 기여할 수 있다는 점에서 매우 중요한 탐구 대상이다.

3. 주제 탐구 및 조사 내용: 자연재해는 물리적 피해를 초래할 뿐만 아니라 정신적 고통을 유발하며, 많은 사람들에게 깊은 심리적 영향을 미친다. 특히, 재난을 경험한 개인들은 외상 후 스트레스 장애(PTSD), 불안 장애, 우울증, 그리고 복합적인 트라우마를 겪을 가능성이 높다. PTSD는 재난 이후 생존자들이 과거의 충격적인 경험을 계속해서 떠올리거나, 그것과 관련된 환경이나 상황을 회피하며 극심한 불안과 고통을 느끼는 상태를 말한다. 불안 장애는 이러한 트라우마와 연관된 또 다른 주요한 정신 건강 문제로, 일상적인 상황에서도 과도한 긴장과 공포를 느끼는 경우가 많다.

특히, 자연재해는 예측 불가능하며 갑작스럽게 발생하기 때문에 정신적 충격이 더욱 크다. 예를 들어, 지진, 홍수, 태풍과 같은 사건은 개인의 생존 본능을 자극하며 극도의 스트레스 반응을 유발한다. 이러한 경험은 어린이와 노인 등 취약 계층에서 더 심각한 영향을 미칠 수 있다. 또한, 재난 이후의 경제적 손실, 가족 상실, 주거 불안정 등 추가적인 스트레스 요인은 정신 건강 문제를 악화시키는 주요 요인으로 작용한다.

재난 심리학의 관점에서는 이러한 문제를 이해하고 해결하기 위해 재난 전, 중, 후의 단계별 지원이 중요하다. 재난 전에는 지역사회의 회복력을 강화하고, 심리적 응급 대처를 교육함으로써 정신 건강 피해를 최소화할 수 있다. 재난 중에는 생존자들에게 심리적 안전감을 제공하며, 긴급 구호와 상담을 통해 초기 트라우마를 완화할 수 있다. 재난 후에는 장기적인 심리 상담, 지역사회 재건 프로그램, 그리고 사회적 지원 네트워크 구축이 필요하다.

기후 변화로 인해 자연재해의 빈도와 강도가 증가하고 있는 현재, 이 문제는 더욱 시급하다. 예를 들어, 빈번해진 홍수나 산불로 인해 직접적인 피해를 입은 사람들뿐만 아니라 재난 뉴스를 반복적으로 접하는 사람들 사이에서도 "재난 불안증"이 증가하고 있다. 따라서, 재난 후 정신 건강 문제를 체계적으로 연구하고 효과적인 개입 전략을 개발하는 것은 사회적 차원에서 매우 중요한 과제이다. 이를 통해 피해자의 삶의 질을 높이고, 미래 재난 상황에서 정신 건강 문제를 보다 효과적으로 관리할 수 있을 것이다.

4. 활동 소감: 이번 주제를 탐구하면서 자연재해가 단순히 물리적 피해에 그치지 않고, 개인과 사회의 정신 건강에 심각한 영향을 미친다는 사실을 깊이 이해할 수 있었다. 특히, 재난 심리학이라는 분야가 생소하게 느껴졌지만, 이를 통해 재난 피해자의 정신적 회복을 돕는 다양한 방법론과 접근 방식을 알게 되어 매우 흥미로웠다.

기후 변화로 인해 자연재해의 빈도가 증가하는 현실 속에서, 이 문제가 단지 일부 지역의 문제가 아니라 전 세계적으로 중요한 과제임을 느꼈다. 특히, PTSD와 불안 장애를 겪는 사람들을 위한 심리적 지원 체계의 필요성을 절실히 깨닫게 되었다.

탐구를 진행하면서 이 주제가 의료, 심리학, 환경 과학 등 여러 학문을 융합하여 문제를 해결할 수 있는 가능성을 제시한다는 점이 인상 깊었다. 또한, 자연재해와 정신 건강의 연관성을 체계적으로 연구하는 것이 개인의 삶의 질뿐만 아니라 사회 전체의 회복력과 지속 가능성을 높이는 데 얼마나 중요한지 다시 한번 생각해보게 되었다.

이 활동을 통해 정신 의료 분야와 환경적 요인을 결합한 연구의 중요성을 체감하며, 앞으로도 이와 관련된 문제에 더 깊이 관심을 가지고 학습하고자 하는 동기를 얻게 되었다.

5. 활동을 통해 성장한 점: 이번 탐구 활동을 통해 여러 측면에서 성장할 수 있었다. 첫째, 자연재해와 정신 건강의 관계를 탐구하면서 다양한 학문을 융합적으로 바라보는 시각을 기를 수 있었다. 의료와 환경, 심리학이 어떻게 상호작용하는지를 이해하며 복합적인 문제를 다루는 능력이 향상되었다.

둘째, 자료를 수집하고 정리하며 분석하는 과정에서 비판적 사고와 문제 해결 능력을 발전시킬 수 있었다. 특히, 구체적인 데이터를 기반으로 논리적으로 결론을 도출하는 과정을 통해 연구적 사고를 강화할 수 있었다.

셋째, 재난 상황에서 개인과 사회의 역할을 이해하며 공감 능력이 더욱 깊어졌다. 피해자의 관점에서 생각하며 실질적인 해결 방안을 고민하는 과정에서 사회적 책임감을 느꼈다.

마지막으로, 자연재해와 정신 건강의 연관성을 탐구하며 기후 변화와 관련된 글로벌 문제에 대한 관심과 인식을 넓힐 수 있었다. 이러한 과정을 통해 환경적 요인과 인간 건강 간의 연관성을 이해하고, 이를 통해 사회에 기여할 수 있는 방안을 모색하는 데 자신감을 얻게 되었다.

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의료 분야

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X

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X

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20718 이승우 지구주제탐구

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20718 이승우 지구주제탐구

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1.주제

세차운동에 따른 북극성의 변화

2.주제 선정 이유

학교 수업 시간에 세차운동에 대해서 배운 적이 있다. 그 때 세차운동이란 강체의 회전운동에서 회전축이 외부의 돌림힘으로 인해서 비틀어지는 운동이며 이로 인해 지구의 자전축이 조금씩 바뀐다고 배웠었다. 그런데 이 때 이 내용을 들으면서 지구의 자전축이 조금씩 바뀐다면 이로 인해서 하늘에서 북극에 가장 가까운 별인 북극성으로 정해지는 별 또한 긴 주기로 바뀌지 않을까 하고 생각했고 이것에 대해 탐구해 보고 싶다고 생각해서 이 주제를 선정하였다.

3.주제 탐구 및 조사 내용

북극성은 맨눈으로도 잘 보일만큼 비교적 밝은 별들 가운데 하늘의 북극에 가장 가까운 별을 지칭하는 북반구 문화권의 관습적 명칭이다. 지구가 세차운동을 하여 자전축의 방향이 중력으로 인해 서서히 연속적으로 변하고 또 천구의 북극 위치 또한 계속 변하는데 그 주기는 약 25770년으로 1바퀴를 돌게 된다. 북극의 위치가 변하기 때문에 북극성이라 불리는 별도 주기적으로 바뀐다. 오늘날의 북극성은 폴라리스이며 이 별의 겉보기 등급은 1.97등성이다. 하지만 폴라리스도 완전히 천구 북쪽에 자리잡은 별은아니고 바로 옆에 자리했기 때문에 다른 별들처럼 하늘에서 움직인다. 폴라리스는 현재 천구 북극에서 0.7° 벗어난 곳에 있고, 2100년경에는 0.46° 정도로 가장 가깝게 접근하며 천구의 북극과 북극성이 가리키는 방향이 거의 일치하게 된다. 폴라리스 이전의 북극성은 코카브였으며 코카브가 북극성으로 있던 시기의 추정연도는 기원전 1500년경~서기500년경으로 추정된다. 또 폴라리스 이후의 북극성은 에라이 또는 알라이라고 불리는 별로 서기 3000년경~5200년경에 북극성으로 존재할 것이라 추정된다.

4.활동 소감

세차운동에 의한 북극성의 변화를 알아보면서 궁금증이 해결되어서 좋았고 현재의 북극성이 무엇인지 또 과거와 미래의 북극성은 무엇이었고 무엇일지 알아볼 수 있어서 좋았다. 북극성이 현재는 폴라리스 이지만 수천 년 전에는 코카브같은 다른 별이 북극성을 차지 했어서 우리가 지금은 지금의 북극성인 폴라리스를 통해 방향을 잡고 있지만 고대 사람들은 다른 별을 기준으로 삼았다고 생각하니 흥미로웠다.

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주제: 고대의 천문학자들이 이론적으론 연주시차를 발견했지만 실제적으로 발견하지 못한 이유

선정 이유: 역사와 별을 좋아해 어떻게 엮어볼까 생각하다가 마야와 잉카와 같은 고대문명에서 천문학이 발달되어있었단 것을 기억해 현재와의 차이를 알아보고 싶었다.

조사내용

고대에 연주시차를 관측하지 못한 이유

1. 지구의 공전에 따른 시차가 매우 작음
연주시차는 1파섹(약 3.26광년) 거리의 별에 대해서도 1초각(1/3600도) 이하로 나타납니다. 당시 사용하던 망원경과 관측 장비로는 이러한 미세한 변화를 감지하기가 불가능했습니다.

2. 별까지의 거리 인식 부족
고대 그리스 시대의 천문학자들은 별들이 지구로부터 얼마나 멀리 떨어져 있는지 정확히 알지 못했습니다. 따라서 별의 위치 변화가 작게 나타나는 이유를 거리로 설명할 과학적 근거가 부족했습니다.

3. 천구설로 인한 고정된 별 개념
프톨레마이오스 체계(천동설)에서는 별들이 천구(하늘의 구체)에 고정되어 있다고 보았습니다. 이는 별들이 지구의 움직임과 무관하다고 여겨지게 했습니다.

4. 관측 기술의 한계
맨눈으로는 연주시차를 절대 확인할 수 없었고, 망원경이 발명되기 전에는 미세한 각도 차이를 측정하는 것이 불가능했습니다.

연주시차가 미발견이 과학사에 미친 영향

1.지동설 반대의 주요 논거 제공
고대와 중세 시대에 걸쳐 연주시차가 관측되지 않는 점은 지동설(코페르니쿠스 체계)을 반대하는 주요 논거였습니다. "만약 지구가 공전한다면 별들의 위치 변화(시차)가 관측되어야 한다"는 주장이 그것입니다. 그러나 당시 시차가 발견되지 않자 천동설이 더욱 강력하게 유지되었습니다.

2.과학적 관측 기술의 발전 필요성 인식
연주시차가 발견되지 않음으로 인해 더 관측 기술의 필요성이 강조되었고, 이는 망원경 발명 및 천문학적 기기의 발전으로 이어졌습니다.

3.우주에 따른 거리 개념형성
연주시차는 별까지의 거리를 정량적으로 측정할 수 있는 최초의 방법이었지만, 이를 관측하지 못한 것은 우주 거리 개념이 발전하는 데 큰 지연을 초래했습니다.

활동 소감

좋아하던 두개의 주제를 엮어서 조사하니 즐겁게 조사할 수 있었고 단순히 미관측의 이유뿐만 아니라 그로 인한 영향까지 조사해 유익했다.

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주제:기상 현상과 인간 활동의 상관관계

주제 선정 이유:현대 사회는 기후 변화와 극단적인 기상 현상의 빈도가 증가함에 따라 이로 인한 피해가 심각하게 나타나고 있습니다. 폭우, 폭설, 폭염과 같은 기상 현상은 단순한 자연적 현상에 그치지 않고, 인간의 생활과 경제에 막대한 영향을 미칩니다. 예를 들어, 폭우로 인한 도시 침수는 교통 마비와 함께 경제적 손실을 초래하고, 폭염은 전력 소비 증가와 건강 문제를 유발합니다. 이러한 문제는 기상 현상이 단지 환경적 문제가 아닌 사회적, 경제적 문제로도 연결된다는 점을 보여줍니다.또한, 기상 재해에 대비하는 국가별 대응책이 얼마나 효과적인지 비교하고, 보다 효율적인 방안을 찾는 것은 지속 가능한 사회를 구축하는 데 필수적입니다. 이 주제를 통해 자연과 인간 간의 상호작용을 심층적으로 이해하고, 문제 해결을 위한 과학적 접근법을 제시하고자 합니다. 이를 통해 단순히 자연 현상을 관찰하는 데 그치지 않고, 실질적인 해결책을 모색할 수 있는 기회를 제공받을 수 있습니다.

주제 탐구 및 조사 내용:기상 현상이 인간의 생활과 경제 활동에 미치는 영향을 분석할 때를 조사했습니다. 먼저, 폭우는 대기 대순환과 수권 순환의 작용으로 발생합니다. 대기의 불안정성과 저기압 발달로 인해 폭우가 집중되며, 이는 도시의 배수 시스템 부족과 결합하여 심각한 침수를 초래합니다. 이러한 물리적 피해는 경제적 손실로 이어지며, 하천 범람과 토양 침식 같은 지형학적 변화도 동반합니다.폭염은 지구 대기권에서의 복사 평형과 관련이 깊습니다. 태양 복사 에너지가 지표면에 과도하게 흡수되고, 온실가스 증가로 인해 대기 중 장파 복사가 효율적으로 방출되지 못하면서 폭염이 심화됩니다. 이는 에너지 소비를 급격히 증가시키며, 건강에 치명적인 영향을 미칩니다. 기후 변화로 인해 폭염의 빈도와 강도가 증가하는 현상은 지구과학적 관점에서 기후 시스템의 변화와 밀접한 관련이 있습니다.폭설은 대기 중의 수증기가 찬 공기와 만나 강설로 이어지는 과정을 포함합니다. 특히 극지방에서 내려오는 한랭한 기단과 따뜻한 기단의 충돌로 인해 강설이 발생하며, 이는 기단의 이동과 대기압 분포에 의해 결정됩니다. 폭설로 인해 도로가 마비되고 항공편이 취소되며, 산업과 물류 시스템이 중단되는 사례가 흔히 발생합니다.이러한 기상 현상은 단순한 환경적 변화가 아니라, 대기와 수권, 지권, 생물권 간의 복합적인 상호작용의 결과입니다. 탐구 과정에서 지구과학의 개념인 대기 대순환, 기단과 전선, 복사 평형, 물질 순환 등을 바탕으로 기상 현상의 원인을 분석하고, 이를 통해 발생 가능한 경제적 손실과 사회적 영향을 체계적으로 연구할 수 있습니다. 이 주제를 통해 기상 현상이 인간 생활과 경제에 미치는 영향을 보다 과학적으로 이해하고, 실질적인 재난 대비 방안을 제안할 수 있습니다.

활동 소감:이번 탐구 활동을 통해 기상 현상이 단순히 자연적 현상에 그치지 않고, 인간의 경제와 생활에 얼마나 큰 영향을 미치는지 깊이 이해할 수 있었습니다. 특히 폭우, 폭염, 폭설과 같은 극한 기상 현상들이 대기 대순환, 복사 평형, 기단의 이동 등 지구과학적 개념과 밀접하게 연관되어 있다는 점이 인상적이었습니다. 이를 통해 자연과학적 관점에서 문제를 바라보는 것이 왜 중요한지 깨달았습니다.또한, 데이터를 수집하고 분석하는 과정을 통해 기상 재해가 사회적, 경제적 손실로 이어지는 구체적인 사례를 확인할 수 있었고, 이를 통해 문제 해결의 필요성을 체감했습니다. 지역별 피해 규모나 선진국과 개발도상국의 대응 방안을 비교하면서 기상 재해를 줄이기 위한 정책적, 과학적 노력이 필요하다는 점도 알게 되었습니다.

탐구를 진행하면서 단순히 결과를 도출하는 것뿐 아니라, 자연과 인간의 상호작용을 이해하고, 문제 해결을 위한 실질적 방안을 고민하는 과정에서 사고의 폭이 넓어졌습니다. 앞으로도 지구과학의 개념을 활용해 환경과 사회 문제를 탐구하고, 지속 가능한 미래를 위한 아이디어를 제시하고 싶습니다.

활동을 통해 성장한 점:이번 활동을 통해 기상 현상에 대한 과학적 원리를 이해하고, 이를 실제 사회적 문제와 연결하여 분석하는 능력을 키울 수 있었습니다. 특히, 지구과학적 개념인 대기 대순환, 복사 평형, 기단과 전선의 역할을 활용하여 기상 현상의 원인을 체계적으로 파악하는 과정에서 논리적 사고력과 문제 해결 능력이 향상되었습니다. 또한, 데이터 수집 및 분석을 통해 통계적 사고력을 기르고, 이를 바탕으로 구체적인 결론을 도출하는 과정을 경험하면서 탐구 능력이 성장했다고  먼저, 폭우, 폭염, 폭설 등의 기상 현상이 발생할 가능성이 높은 지역을 미리 예측하고 준비할 수 있는 정보를 제공합니다. 기상 데이터를 기반으로 특정 지역의 기상 특성을 분석하면, 소방관들은 재난이 발생할 가능성이 높은 지역을 파악하고, 그에 맞는 선제적인 대응 계획을 세울 수 있습니다. 예를 들어, 폭우로 인해 침수 위험이 높은 지역에 미리 인력을 배치하거나, 폭염이 심각할 경우 응급 구조 활동에 필요한 장비와 인력을 적절히 준비할 수 있습니다.또한, 이 탐구에서는 기상 현상이 인간 활동에 미치는 영향을 분석했기 때문에, 소방관들이 각 기상 현상에 따른 응급 상황을 더 잘 이해하고 대응할 수 있도록 도와줍니다. 폭설로 인해 교통이 마비되거나 구조 활동이 어려운 상황에서는 미리 예측된 정보를 통해 우선 순위를 정하고, 효과적인 구조 활동을 진행할 수 있습니다. 또한, 폭염과 같은 상황에서 체온 관리와 같은 건강 문제에 대한 대응 방안을 마련하는 데에도 도움이 됩니다.

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주제:지구의 기후변화가 지구의 자전속도를 변하게 하는 원인은 무엇일까?

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2학년 2학기때 책을 읽고 새롭게 알게된 지구과학 내용을 적어서 내는 수행평가를 할때 책 내용중 지구 자전속도가 매년 느려지기 때문에 매년 1초를 늦추는 것을 윤초라 하는 것을 알게되었다. 책에서 지구의 자전 속도가 변하는 이유는 달과 지구의 인력과 기후의 변화로 인해서 지구의 자전 속도가 변할 수 있다는 사실을 알게 되었다. 지구의 기후변화로 어떻게 지구의 자전 속도가 늦춰지게 되는지 궁금하게 되어서 이 주제를 선정하게 되었다.

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1. 주제

극 소용돌이

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수업 시간에 대기 대순환에 대해 배우면서, 지구 대기의 흐름이 크게 세 가지 순환 체계인 해들리 순환, 페렐 순환, 극 순환으로 나뉜다는 것을 알게 되었다. 이들은 각각 적도, 중위도, 극지방의 대기 흐름을 포괄적으로 설명하지만, 이러한 설명이 지구 대기의 모든 흐름을 완전히 담아낼 수는 없다고 생각했다. 위도별로 대기를 전 지구적 규모에서 이해하는 데 초점이 맞춰져 있기 때문에 상대적으로 더 작은 범위에서의 공기 흐름을 다루지 못하지 않을까 라는 의문이 들었다.

이러한 의문을 품고 극지방 대기의 구체적인 흐름에 대해서 알아보았다. 극 순환은 북극과 남극의 공기 흐름을 광범위하게 설명하지만 극지방 상공에서 발생하는 구체적이고 독립적인 대기 현상은 이에 포함되지 않는 경우가 많다는 것을 알게 되었다. 그중 하나가 극 소용돌이였다. 극 소용돌이는 극지방 상공에서 형성되는 강력한 저기압성 기류로, 대기 대순환과 연관되면서도 독립적으로 극지방의 날씨와 기후에 중대한 영향을 미친다.

극 소용돌이는 겨울철 중위도 한파, 폭설과 같은 극단적인 기상 현상과 밀접하게 연결되어 있다. 또한 최근 몇 년간 극 소용돌이가 약화되면서 북미와 유럽, 동아시아에 발생한 강력한 한파 사건들은 대중적으로도 주목을 받았다. 극 소용돌이가 단순히 극지방에 국한된 현상이 아니라, 전 세계적인 날씨와 기후에 영향을 미친다는 점이 흥미로웠다.

극 소용돌이에 대한 탐구를 통해 대기 대순환의 포괄적인 설명에서 벗어나, 더 작은 범위에서의 구체적인 대기 흐름과 그것이 기후에 미치는 영향을 이해할 수 있을 것이라 생각해 주제를 위와 같이 선정하게 되었다.

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20707 김태영 지구과학 발표자료

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3. 주제 탐구 및 조사 내용

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3. 주제 탐구 및 조사 내용

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지구과학 탐구-20724 황현서

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극 소용돌이가 단순히 극지방의 기후에만 영향을 미치는 것이 아니라 전 세계적인 날씨와 기후에 영향을 미친다는 점을 깨달을 수 있었다. 이 탐구를 통해 기후와 날씨를 단순히 현재 상태를 관찰하는 것에서 나아가, 대기 현상의 원리와 그 상호작용을 더 깊이 이해하고자 하는 마음이 생겼다. 지구온난화로 인해 극 소용돌이 약화가 더욱 빈번해질 수 있다는 사실은 현재 우리가 직면하고 있는 기후 변화 문제의 심각성을 다시 한번 깨닫게 해주었다. 추후에는 이런 현상들이 자연과 인간 사회에 어떤 영향을 미칠지에 대해 더 많은 관심을 가지고 이를 해결하거나 예측하는 데 기여할 수 있는 방법을 탐구해보고 싶다.

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5. 활동을 통해 발전한 점

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5. 활동을 통해 발전한 점

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극 소용돌이라는 대기의 흐름에 대해서 탐구를 진행해 보면서 연구원으로써의 역량이 발전했다고 생각한다. 배운 개념들인 극순환, 페렐순환 등이 지구 대기의 움직임을 모두 설명할 수 없다는 한계를 깨닫고 더 작은 범위에서의 흐름을 따져 보며 기존 이론에 비판적인 사고를 하는 능력을 기를 수 있었다. 또한 최근 극 소용돌이의 불안정해짐이 기후위기와 관련이 있을 수 있다는 가설을 보며 내가 생각하지도 못한 곳에서 어떤 요인들간의 관계성이 존재할 수도 있다는 것을 깨달았다.

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동물 연구

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3.주제 탐구 및 조사 내용

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3.주제 탐구 및 조사 내용

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NASA의 지원을 받은 스위스 ETH 취리히 대학교의 최근 연구 결과에서 지구온난화로 극지방의 빙하와 만년설이 녹으면서, 지구의 자전 속도가 느려져 하루가 길어지고 있는 것으로 연구 결과가 나왔다. 그렇다면 빙하와 만년설이 녹는 것이 지구 자전과 하루 길이에 영향을 미치는 이유는 뭘까? 지구의 자전 속도는 하루 길이를 결정한다. 그래서 지구가 천천히 회전할 수록 하루는 더 길어진다는 것이다. 극지방 빙하와 만년설이 녹아 생긴 물은 극지에서 적도 근처 해양으로 흘러간다. 이 과정에서 지구의 질량 분포가 변하는데 극지방이 평평해지고 적도 부분이 두꺼워지면서, 지구의 자전축이 조금씩 변한다. 이렇게 자전축이 변화면 자전 속도에 영향을 미친다.  이렇게 빙하가 녹아 자전축이 변하는 현상을 스케이트 선수가 회전 중에 팔을 벌리거나 모으는 것에 비유할 수 있다.

1.빙하 = 스케이트 선수의 팔
빙하가 극지방에 모여 있는 것은 스케이트 선수가 팔을 몸 가까이 모으고 있는 상태와 비슷한데 이 상태에서는 회전축(자전축)이 안정적으로 유지됩니다.

2.녹은 빙하 = 팔을 벌리는 동작
빙하가 녹아 물이 적도 부근으로 흘러가면, 마치 선수가 팔을 벌리는 것처럼 질량이 분포되는 범위가 넓어진다. 이로 인해 회전 속도와 축의 위치가 변합니다.

3.자전축 이동 = 회전축 변화
스케이트 선수가 팔을 벌리면 회전이 느려지고, 팔을 모으면 빨라지면서 중심이 약간 변하듯, 빙하가 녹아 지구 질량 분포가 달라지면 자전축이 미세하게 움직인다.

이러한 스케이트 선수의 회전과 지구 자전축의 변화는 모두 각운동량 보존의 법칙에 기반한다.

https://youtu.be/DmYyTSlSzx0?si=ZU5ph2Z6lOmAQVOc

https://youtube.com/shorts/3q7je2ddL_0?si=5ncudTRxAa0YWq_e

다음 영상을 보면 팔을 벌리고 있으면 속도가 느리지만 팔을 모으자 속도가 빨라진 것을 알 수 있다.

GPS시스템은 지구의 정화학 자전축에 기반하여 측정하는데 이렇게 지구의 자전 속도가 변하게 되면 정확한 GPS측정이 어려워진다. 이렇게 되면 정확한 밀리초 단위를 셀 수 없게 되고 짧은 시간에 돈이 오가는 경제에 큰 영향을 미칠 수 있다.

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이 활동을 통해 지구의 환경 변화가 얼마나 심각한지 알 수 있었다. 빙하 해빙과 같은 현상이 단순히 해수면 상승으로 피해를 입히는 것 뿐만 아니라 지구 자전축, 시간 계산, 여러 기술 기술 시스템까지 광범위하게 영향을 미친다는 점이 환경 오염 문제의 심각성을 다시 알게되었다. 또한 이 활동은 자연과 기술, 그리고 우리가 사는 세계의 복잡한 상호작용을 이해하고, 우리의 삶이 지구의 물리적 법칙에 얼마나 밀접하게 연결되어 있는지 통찰할 수 있는 계기 되어 의미있는 활동이라고 생각합니다

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5.활동을 통해 성장한 점

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5.활동을 통해 성장한 점

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먼저 과학적 사고력이 향상된 것 같습니다. 지구 자전축 변화, 각운동향 보존, GPS와 같은 과학적 원리를 탐구하면서 복잡한 개념을 단계적으로 이해하고 서로서로 연결할 수 있는 능력이 향상되었습니다. 이러한 향상은 저를 사물을 단편적으로 보지 않고 전체적으로 이해하는 통합적 사고력을 기를 수 있게 만들었습니다. 또한 이러한 탐구활동을 하면서 자전축 변화와 시간 계산의 연관성이 상대성 이론과 연관 되어 있는 것을 알게 되어 과학에 흥미를 느낄 수 있었습니다. 또한 환경 문제에 대한 경각심과 책임감이 생긴 것 같습니다. 빙하 해빙이 단순히 자연적인 변화가 아니라 지구 전체 시스템에 광범위한 영향을 미친다는 사실을 배우며, 환경 보존의 중요성을 깊이 깨닫게 되었습니다. 나의 사소한 행동을 바꿈으로써 지구의 변화에 영향을 미칠 수 있겠다는 생각을 하며 책임감 있는 생활을 실천해야겠다는 동기를 얻었습니다. 마지막으로 자전축 변화와 관련된 새로운 질문들이 생기며 더 깊이 공부하고 싶다는 학습 의욕이 성장한 것 같습니다. 이를 요약하자면 이 활동은 과학적,철학적 관점에서 나 자신을 성장시키는 귀중한 시간이 되었습니다. 자연과 기술, 그리고 인간이 만들어가는 세상이 얼마나 정밀하고 상호 간의 연결이 되어있는지 통찰하며, 이를 더 잘 이해하고 활용할 수 있는 능력을 키우게 되었습니다.

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건축학과/건축가

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1. 주제선정

지속 가능한 스포츠 환경 조성 방안

2.보고서 작성(패들렛에 작성)

1) 지속 가능한 스포츠 환경 조성 방안

2)스포츠와 지구과학은 단순히 건강과 환경이라는 서로 다른 주제처럼 보이지만, 실제로는 밀접한 연관성을 가지고 있습니다. 기후 변화는 스포츠 활동의 환경을 크게 변화시키며, 이는 운동선수와 관람객, 스포츠 산업 전체에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 온난화로 인한 고온 현상은 마라톤이나 축구와 같은 야외 스포츠에 악영향을 미치며, 폭염은 선수들의 건강을 위협할 수 있습니다. 또한, 극단적인 기후 변화는 경기장을 파괴하거나 주요 국제 스포츠 대회의 일정에 큰 혼란을 초래할 수 있습니다. 반대로, 스포츠도 환경에 영향을 미칩니다. 대규모 스포츠 행사에서 발생하는 탄소 배출, 에너지 사용, 쓰레기 문제는 지구 환경에 부정적인 영향을 미칩니다. 이러한 상호작용을 고려할 때, 스포츠와 지구과학을 융합하여 지속 가능한 스포츠 환경을 만드는 방법을 탐구하는 것은 중요한 과제라고 생각했습니다. 이를 통해 스포츠가 건강뿐만 아니라 환경에도 긍정적인 기여를 할 수 있음을 알리고 싶었습니다.

3) 기온 상승으로 인해 마라톤과 같은 야외 스포츠는 선수들의 체력 소모와 탈수 위험을 증가시킵니다. 2020년 도쿄 올림픽에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 일부 경기를 더운 여름이 아닌 새벽 시간으로 조정하기도 했습니다. 대형 스포츠 이벤트는 막대한 양의 에너지를 소비하고 탄소를 배출합니다. 예를 들어, 월드컵이나 올림픽과 같은 글로벌 대회는 관람객의 이동으로 인해 막대한 교통 배출량을 발생시킵니다. 유럽에서는 '녹색 경기장' 프로젝트를 통해 친환경 경기장이 설계되고 있습니다. 재생 가능한 에너지를 활용하고, 빗물을 재활용하는 경기장이 그 예입니다. 산악 스포츠나 스키와 같은 종목은 자연환경의 상태에 크게 의존합니다. 이러한 스포츠 활동이 지속 가능하게 유지되기 위해서는 환경 보존과 관리가 필수적입니다. 스포츠 장비를 구매할 때 친환경 제품을 선택하거나, 자전거 이용과 같은 저탄소 운동 방법을 활용하는 것도 기후 변화에 대응하는 한 방법입니다. 환경과 스포츠의 중요성을 알리는 캠페인과 교육 프로그램이 활발히 진행되고 있습니다. 예를 들어, 영국의 축구팀은 경기 중 관중들에게 재활용 쓰레기를 분리 배출하도록 독려하는 프로그램을 운영하고 있습니다.

4) 이번 주제 탐구를 통해 스포츠와 지구과학의 융합적 접근이 우리 생활에 얼마나 중요한 영향을 미치는지 알게 되었습니다. 단순히 운동과 건강을 연결짓는 것을 넘어, 환경과의 관계를 새롭게 이해하는 계기가 되었습니다. 특히, 기후 변화가 스포츠에 미치는 구체적인 영향에 대해 조사하면서, 환경문제를 해결하지 않으면 미래의 스포츠 활동에도 큰 제약이 생길 수 있다는 사실을 깨달았습니다. 또한, 지속 가능한 스포츠 환경을 만들기 위한 다양한 노력이 이미 세계적으로 이루어지고 있다는 점에서 희망을 느꼈습니다. 스포츠가 단순한 여가나 경쟁 활동이 아닌, 환경과 상호작용하는 중요한 매개체라는 점을 깨닫게 되었습니다. 이러한 연구는 제게 스포츠와 환경 보호를 결합한 새로운 관심사를 형성하는 데 큰 도움이 되었습니다.

5) 이번 활동을 통해 여러 가지 중요한 능력을 기를 수 있었습니다. 첫째, 문제 해결 능력이 향상되었습니다. 예를 들어, 기후 변화가 스포츠에 미치는 영향을 조사하면서 구체적인 해결 방안을 고민하는 과정이 유익했습니다. 둘째, 스포츠와 환경의 관계를 깊이 이해하며 융합적인 사고 능력을 키웠습니다. 셋째, 지속 가능한 스포츠 환경을 조성하는 기술적 접근과 정책적 방안에 대해 배웠습니다. 이러한 과정은 환경과 관련된 스포츠 과학 분야에 대한 진로 탐색에도 도움이 되었습니다. 마지막으로, 환경 보호를 실천하는 작은 행동들이 스포츠를 통해 확산될 수 있다는 가능성을 보고, 책임감과 실천력을 가지게 되었습니다. 앞으로 스포츠와 환경을 결합한 활동에 더 적극적으로 참여하고, 이를 통해 더 나은 미래를 만드는 데 기여하고 싶다는 결심을 하게 되었습니다.

6) 스포츠 교육

7) 발표 피피티 업로드 없음

8) 발표 여부(X)

9) 발표 영상 없음

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1. 주제: 행성의 질량을 어떻게 측정할까.

2. 주제선정이유: 행성 질량 측정은 천문학과 우주 과학에서 중요한 연구 분야입니다. 행성의 질량은 그 행성의 중력, 궤도, 대기 구성, 그리고 심지어는 행성의 진화까지 여러 가지 요소에 큰 영향을 미칩니다. 특히, 외계 행성의 질량을 측정하는 것은 해당 행성의 환경과 생명 가능성을 평가하는 데 필수적입니다. 또한, 질량 측정을 통해 행성의 내부 구조와 물리적 특성을 추론할 수 있으며, 이는 행성 형성과 진화 이론에 중요한 단서를 제공합니다.

최근에는 다양한 방법을 통해 외계 행성의 질량을 측정할 수 있는 기술이 발전하면서, 우리가 아는 우주에 대한 이해가 급격히 확장되고 있습니다. 질량 측정은 행성 탐사의 필수적인 과정으로, 그 정확도와 정밀도가 우주 연구의 새로운 지평을 여는 데 중요한 역할을 합니다. 이러한 이유로 행성 질량 측정은 우주 과학 연구에서 중요한 주제입니다.

3. 주제 탐구 및 조사: 행성의 질량을 측정하는 것은 천문학에서 매우 중요한 과제입니다. 질량은 행성의 중력, 궤도, 대기 특성, 내부 구조 등 다양한 물리적 특성과 밀접하게 연결되어 있기 때문입니다. 행성의 질량을 정확히 측정하면, 그 행성이 어떤 종류의 행성인지, 어떻게 형성되었는지, 그리고 그 환경에서 생명체가 존재할 수 있는지에 대한 정보를 추론할 수 있습니다.

행성의 질량을 측정하는 여러 방법 중 가장 대표적인 방법은 행성의 중력을 이용하는 것입니다. 예를 들어, 행성이 별 주위를 도는 궤도를 관측하면, 그 궤도의 크기와 주기 등을 통해 행성의 질량을 추정할 수 있습니다. 이러한 방법은 케플러의 법칙에 기반하여, 행성의 궤도 특성만 알면 질량을 유추할 수 있다는 원리에 따라 작동합니다.

또 다른 방법은 행성의 대기와 별의 상호작용을 관측하는 것입니다. 행성이 별의 앞을 지나갈 때, 별빛의 미세한 변화를 측정함으로써 행성의 크기나 질량을 간접적으로 추정할 수 있습니다. 특히, 외계 행성 탐사에서는 이 방식이 많이 사용됩니다. 행성이 별 앞을 지나갈 때, 빛의 밝기가 일시적으로 감소하는 현상을 '트랜싯'이라고 부르며, 이를 통해 행성의 크기나 질량을 추론할 수 있습니다.

더 나아가, 중력렌즈 효과를 이용한 방법도 있습니다. 중력렌즈 현상은, 빛이 큰 물체의 중력에 의해 굴절되면서 발생하는 현상으로, 이를 통해 매우 멀리 있는 외계 행성의 존재나 질량을 알 수 있습니다. 이 방식은 특히 먼 거리의 행성을 관측하는 데 유용합니다.

행성 질량을 측정하는 또 다른 중요한 방법은 항성의 진동을 이용하는 것입니다. 행성이 항성 주위를 돌면서 항성에 미치는 중력적 영향을 통해, 항성의 진동 패턴을 분석할 수 있습니다. 이 진동 패턴을 통해 행성의 질량을 추정하는 방법은 '별의 진동을 통한 질량 추정'이라고 하며, 이를 통해 우리는 매우 정확한 질량 값을 얻을 수 있습니다.

이와 같은 다양한 방법들은 각각의 장단점이 있으며, 보통 여러 방법을 복합적으로 사용하여 더욱 정확한 질량 값을 도출해냅니다. 예를 들어, 외계 행성의 질량을 측정할 때는, 트랜싯 방법과 중력렌즈 방법을 함께 사용하여, 더 많은 정보를 얻을 수 있습니다. 이를 통해 우리는 단순히 행성의 질량뿐만 아니라, 그 행성이 어떤 종류의 행성인지, 그 행성에 물이 존재할 가능성이 있는지, 그리고 생명체가 존재할 수 있는 조건을 가늠할 수 있게 됩니다.

결론적으로, 행성 질량 측정은 우주 탐사의 중요한 부분을 차지하며, 이를 통해 우리는 우주의 다양한 행성들의 특성을 파악하고, 그들 중 일부가 인간에게 중요한 과학적, 생명학적 의미를 가질 수 있음을 알 수 있습니다. 질량을 정확하게 측정하는 것은 또한 행성의 진화 과정, 대기 구성, 내부 구조 등을 이해하는 데 중요한 단서를 제공합니다.

4. 활동 소감:이번 활동을 통해 행성 질량 측정에 대해 깊이 있게 배울 수 있었습니다. 행성의 질량이 우주 과학에서 얼마나 중요한 요소인지, 그리고 그것이 어떻게 다양한 방법으로 측정되는지에 대해 알게 되어 매우 흥미로웠습니다. 특히 외계 행성을 탐사하는 데 있어서 트랜싯 방법이나 중력렌즈 효과, 별의 진동을 이용한 질량 추정 방법 등이 어떻게 활용되는지 구체적으로 이해할 수 있었습니다.

이 활동을 진행하면서 우주 탐사 기술이 어떻게 발전하고 있는지, 그리고 그 기술들이 실제로 어떤 방식으로 적용되고 있는지에 대해 생각해볼 수 있었습니다. 질량 측정은 단순히 행성의 크기나 무게를 알아내는 것 이상으로, 행성의 환경과 생명 가능성을 파악하는 데 중요한 역할을 한다는 점이 인상 깊었습니다. 또한, 다양한 측정 방법들을 종합적으로 사용하여 더욱 정확한 정보를 얻는 과정이 매우 중요함을 깨달았습니다.

이 활동을 통해 얻은 지식을 바탕으로, 앞으로 우주 과학에 대한 더 깊은 관심을 갖고, 관련 연구나 탐사에 대해 계속해서 공부하고 싶다는 생각이 들었습니다

5. 성장한점:이번 활동을 통해 우주 과학과 천문학에 대한 이해가 한층 깊어졌습니다. 특히 행성 질량 측정이 어떻게 다양한 방법을 통해 이루어지는지에 대해 배운 것은 매우 유익한 경험이었습니다. 이전에는 이론적인 지식에만 의존했지만, 실제로 어떻게 질량을 측정하고 그 정보를 활용하는지에 대한 구체적인 예시를 통해 실질적인 이해가 확장되었습니다.

또한, 여러 측정 방법들이 서로 보완적으로 작용하여 정확한 결과를 도출하는 과정에서 협력적 사고와 분석적인 접근 방식의 중요성을 깨달았습니다. 이 활동은 제 문제 해결 능력을 키우는 데 도움이 되었고, 다양한 관점을 통해 정보를 종합하는 방법을 배울 수 있었습니다.

행성 탐사에 대한 관심이 더욱 커졌고, 우주 과학 분야에서의 지속적인 학습과 연구의 필요성을 느꼈습니다. 이 경험을 바탕으로 앞으로 더 깊이 있는 연구를 이어가고, 새로운 지식을 얻는 데 더욱 적극적으로 임할 수 있게 되었습니다.

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6. 진로희망: 공학계열

7. ppt : X

8. 발표 여부 : X

9. 발표 영상 : X

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3.주제 탐구 및 조사 내용: 현재 우주 탐사선 제임스 웹에 대해 조사하고 미래 우주 탐사선 Jupiter Icy Moons Explorer를 조사한다.

먼저 지금 현재 가장 유명한 제임스 웹은NASA, ESA, CSA가 협력하여 개발한 차세대 우주 망원경으로, 주로 적외선 관측을 통해 우주의 초기 별과 은하, 외계 행성의 대기를 연구합니다. 2021년에 발사되어 태양-지구 L2 지점에서 활동 중이며, 6.5미터 크기의 거울과 태양 차폐막을 사용해 우주의 기원, 별과 은하의 형성, 생명체 존재 가능성 등을 탐구하는 중요한 임무를 수행하고 있습니다. 그리고 미래의 우주 탐사선인 (JUICE)는 유럽우주국(ESA) 주도 하에 2022년에 발사된 미션으로, 2029년에 목성의 얼음 위성들(유로파, 갈릴레오, 카리르, 이오)을 탐사합니다. 이 미션은 위성들의 지질학적 특성, 얼음 아래 액체 바다의 존재 가능성, 생명체 존재 가능성 등을 연구하며, 목성의 방사선 환경이 위성들에 미치는 영향도 분석합니다. JUICE는 우주에서 생명체가 존재할 수 있는 환경을 이해하는 데 중요한 기여를 할 것으로 기대됩니다.

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4.활동소감

우주방사능 측정모델에 대한 탐구와 발표를 마친 후, 매우 뜻깊고 유익한 경험이었습니다. 우주방사능이 인간에게 미치는 영향과 이를 측정하는 기술의 중요성을 더욱 깊이 이해하게 되었습니다. 발표 준비 과정에서 다양한 데이터와 실험 결과를 분석하며 실질적인 연구 방법을 익힐 수 있었습니다. 또한, 모델을 구축하는 데 있어 생기는 다양한 도전 과제를 해결하는 과정이 흥미로웠습니다. 발표 후 청중들의 질문을 받으며, 내가 놓친 부분이나 보완할 점에 대해 생각하게 되었습니다. 이를 통해 새로운 관점과 아이디어를 얻을 수 있었고, 과학적 사고를 더욱 확고히 할 수 있었습니다. 향후 연구와 학습에 큰 도움이 될 것으로 기대됩니다. 이 경험은 나의 학문적 성장에 중요한 전환점이 되었습니다.

5.성장한점

우주방사능 측정모델에 대해 탐구하고 발표하면서 여러 가지 면에서 성장할 수 있었습니다. 첫째, 복잡한 과학적 원리를 이해하고 설명하는 능력이 향상되었습니다. 둘째, 다양한 자료를 분석하고 해석하는 과정에서 비판적 사고를 기를 수 있었습니다. 셋째, 발표 준비 과정에서 논리적으로 사고하고, 청중에게 명확히 전달하는 기술을 발전시켰습니다. 넷째, 팀원들과 협업하며 의견을 교환하고 문제를 해결하는 능력이 강화되었습니다. 다섯째, 실험적인 접근과 데이터를 기반으로 한 모델링 능력이 향상되었습니다. 여섯째, 예상치 못한 질문에 대해 빠르게 대응하면서 응용력을 키울 수 있었습니다. 마지막으로, 과학적 연구와 발표를 통해 자기주도적 학습이 강화되었습니다.

6.진로희망: 방사선사

7.발표 자료

8.발표0

9.발표영상

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20702김동휘 최종 주제탐구

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20702김동휘 최종 주제탐구

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1. 주제 선정

고기후와 산소동위원소비 분석: 과거 기후 변화를 이해하는 열쇠

2. 주제 선정 배경 및 필요성

1. 기후 변화는 우리 시대의 가장 중요한 문제 중 하나로, 이를 이해하고 대응하기 위해서는 과거의 기후 변화를 분석하는 고기후 연구가 필수적입니다.

2. 산소 동위원소비(δ¹⁸O)는 과거 기후를 복원하는 데 있어 신뢰받는 도구로, 온도와 강수량 변화를 정밀하게 분석할 수 있습니다.

3. 특히 빙하 코어, 해양 퇴적물, 석회암 동굴 생성물 같은 자연 기록물에 남겨진 산소 동위원소 데이터를 통해 지구 기후의 장기적인 패턴과 변화를 추적할 수 있습니다.

4. 이를 통해 우리는 과거의 기후가 어떻게 변화해왔는지 이해할 수 있을 뿐만 아니라, 현재와 미래의 기후 변화에 대한 통찰을 얻을 수 있습니다.

5. 환경문제와 기후 변화 대응에 관심을 가지고 있는 저로서는, 산소 동위원소비를 활용한 고기후 연구가 큰 의미를 가진다고 판단하여 이 주제를 선정하게 되었습니다.

3. 주제 탐구 및 조사 내용

1) 고기후 연구의 중요성

고기후 연구는 수천 년에서 수백만 년에 이르는 기후 변화를 다룹니다. 이를 통해 기후의 자연적 변동성과 인류 활동에 의한 변화의 차이를 구별할 수 있습니다.

과거 기후 데이터를 바탕으로 현재의 기후 시스템을 이해하고, 나아가 미래 기후 예측에 필요한 자료를 제공합니다.

2) 산소 동위원소비(δ¹⁸O)의 개념과 활용

산소 동위원소는 안정된 형태의 두 종류, 16O^{16}O와 18O^{18}O,로 존재합니다. 이 두 동위원소의 비율은 환경 조건, 특히 온도와 밀접하게 연관되어 있습니다.

δ¹⁸O 값은 물이 증발하거나 응축되는 과정에서 변화하는데, 이를 통해 과거의 온도, 강수량, 해수면 변화 등을 추정할 수 있습니다.

빙하 코어와 해양 퇴적물의 δ¹⁸O 데이터를 분석하면, 빙하기와 간빙기의 주기적 변화를 포함해 수십만 년에 걸친 기후 변화를 재구성할 수 있습니다.

3) 산소 동위원소비와 기후 변화의 연관성

온도와의 관계: 기온이 낮을수록 δ¹⁸O 값이 낮아지며, 이를 통해 과거 기후의 온도 변화를 정량적으로 분석할 수 있습니다.

빙하기와 간빙기 주기: 빙하 코어에서 δ¹⁸O 값의 변화를 분석함으로써 빙하기와 간빙기의 주기적인 전환을 추적할 수 있습니다.

대기 순환과 강수 패턴: δ¹⁸O 데이터는 대기 순환의 변화와 강수 분포를 이해하는 데 중요한 단서를 제공합니다.

4) 주요 사례 연구

그린란드 빙하 코어(GRIP 프로젝트): 약 12만 년에 이르는 고해상도 기후 기록을 통해 급격한 기후 변동의 증거를 밝혀냈습니다.

남극 빙하 코어(EPICA 프로젝트): 약 80만 년 동안의 이산화탄소 농도와 기온 변화를 분석해 지구 기후 시스템의 상호작용을 이해하는 데 기여했습니다.

심해 퇴적물 연구: 해양 코어에서 δ¹⁸O 데이터를 분석하여 대규모 해양 순환 변화와 빙하기 전환 과정을 재구성했습니다.

4. 활동 소감

이번 탐구를 통해 산소 동위원소비가 단순히 과거 기후를 복원하는 도구를 넘어, 현재와 미래 기후를 이해하는 데 중요한 역할을 한다는 점을 깨달았습니다.
사례 연구를 진행하면서, 데이터를 기반으로 기후 변화를 해석하고 설명하는 과정이 과학적이면서도 체계적이라는 점이 인상 깊었습니다.
특히, 빙하 코어와 해양 퇴적물 같은 자연 기록물을 통해 지구의 기후 역사를 엿볼 수 있다는 사실이 흥미로웠고, 이러한 연구가 현대의 환경 문제 해결에 실질적인 도움을 줄 수 있다는 점에서 큰 의미를 느꼈습니다.

5. 활동을 통해 성장한 점

1) 과학적 사고력 함양

산소 동위원소비를 분석하는 원리를 배우며 데이터를 바탕으로 논리적으로 사고하는 법을 익혔습니다.

과학적 자료를 체계적으로 정리하고 분석하는 과정에서 문제를 깊이 있게 탐구하는 능력을 기를 수 있었습니다.

2) 진로에 대한 구체화

기후 변화와 환경 문제에 대한 관심이 더욱 깊어졌으며, 화학공학과 환경공학적 접근을 통해 지속 가능한 기술 개발에 기여하고 싶다는 생각이 명확해졌습니다.

3) 협업과 발표 능력 향상

탐구 과정에서 팀원들과 자료를 조사하고, 이를 바탕으로 의견을 나누며 협력하는 경험이 소중했습니다.

조사한 내용을 정리하고 발표하는 과정을 통해 정보를 효과적으로 전달하는 능력도 발전할 수 있었습니다.

6. 결론 및 향후 과제

산소 동위원소비를 활용한 고기후 연구는 과거의 기후를 복원하고, 이를 통해 현재와 미래의 기후 변화를 이해하는 데 있어 필수적인 역할을 합니다.
향후에는 기후 변화 대응과 관련된 연구에 참여하고, 화학공학과 환경공학적 지식을 융합해 실질적인 해결책을 제시하는 데 기여하고자 합니다.
또한, 데이터 분석 기술과 환경과학적 지식을 심화해, 기후 문제 해결을 위한 연구자로 성장하고 싶습니다.

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20702김동휘 지구과학 주제탐구 

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20702김동휘 지구과학 주제탐구 

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제목을 입력해주세요_-1

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1.우주 탐사선 제임스 웹 우주 망원경(JWST)과 목성 얼음 위성 탐사선(JUICE)에 대해 조사하면서 우주 탐사 기술의 놀라운 발전과 그 의미에 깊은 감명을 받았습니다. JWST가 우주의 기원과 초기 별, 은하를 탐구하며 외계 행성에서 생명체의 흔적을 찾는다는 점은 인간의 근본적인 질문에 대한 도전처럼 느껴졌습니다. JUICE가 목성의 얼음 위성을 조사하여 얼음 아래 숨겨진 바다와 생명체 존재 가능성을 연구한다는 점도 매우 흥미로웠습니다.

이 활동을 통해 우주 탐사가 단순히 기술적 성과를 넘어 인류가 존재의 근원을 이해하고 새로운 가능성을 모색하는 과정임을 깨달았습니다. 또한, 각 탐사선의 설계와 운영이 과학, 공학, 환경 등 다양한 분야의 협력을 통해 이루어진다는 점에서 우주 탐사는 진정한 융합 과학이라는 생각이 들었습니다. 저는 앞으로 이러한 융합적인 연구와 협력의 과정에 기여할 수 있는 사람이 되고 싶다는 목표를 세우게 되었습니다.

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1.주제 : 은하 충돌(병합)이 은하 진화에 미치는 영향

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은하 충돌, 또는 병합은 우주의 진화 과정에서 핵심적인 역할을 하는 현상으로, 단순히 은하의 외형을 변화시키는 것을 넘어 항성 형성, 블랙홀 활성화, 은하 구조 재편과 같은 복잡한 물리적 과정을 유발한다. 병합 과정에서 발생하는 항성 형성 폭발은 우주의 별 형성 역사를 이해하는 데 중요한 단서를 제공하며, 병합 이후 초대질량 블랙홀의 활동적 은하핵 형성은 은하 중심부와 주변 환경의 상호작용을 설명하는 중요한 현상이다. 또한 최신 관측 기술과 수치 시뮬레이션을 통해 이러한 과정을 연구함으로써 우주 진화의 세부 메커니즘을 보다 심층적으로 탐구할 수 있다. 이러한 점에서 은하 병합이 은하 진화에 미치는 영향은 천문학의 중요한 연구 주제 중 하나로 자리 잡고 있다.

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3. 주제 탐구 및 조사 내용

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3. 주제 탐구 및 조사 내용

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1) 은하 병합 과정에서의 항성 형성 폭발 메커니즘

은하 병합 과정에서 가장 두드러지는 현상 중 하나는 항성 형성 폭발이다. 병합 과정에서 두 은하의 중력적 상호작용으로 인해 은하 내 가스와 먼지가 압축되면서 항성 형성이 폭발적으로 증가하게 된다.
병합 초기 단계에서 중력적 교란은 가스를 은하 중심으로 끌어들여 고밀도 상태로 압축시킨다. 이러한 가스는 높은 온도와 밀도를 가지며, 이후 급격히 냉각되어 별 형성이 활발히 일어날 수 있는 조건을 만든다. 병합 은하에서는 이러한 조건 아래에서 항성 형성률이 평소보다 10배에서 100배 이상 증가한다. 이 현상은 주로 병합 은하의 중심부에서 강하게 나타나며, 짧은 시간 동안 은하의 밝기를 급격히 증가시키는 원인으로 작용한다.
항성 형성 폭발은 보통 수천만 년에서 수억 년 동안 지속되며, 이 시기가 지나면 남은 가스가 소모되어 항성 형성률이 감소하게 된다. 병합 은하에서의 항성 형성 폭발은 은하 병합이 단순히 파괴적이지 않고, 은하 내 새로운 구조와 생성을 유도하는 창조적인 과정임을 보여준다.

2) 병합 후 초대질량 블랙홀의 활동적 은하핵 형성

은하 병합은 은하 중심부에 위치한 초대질량 블랙홀을 활성화시키며, 이로 인해 활동적 은하핵이 형성된다. 병합 과정에서 발생하는 중력적 상호작용은 가스를 은하 중심으로 집중시키고, 이는 초대질량 블랙홀 주변에 강착원반을 형성하는 결과를 낳는다.
이 강착원반은 초대질량 블랙홀로 가스를 유입시키며, 이 과정에서 방대한 에너지를 방출한다. 은하핵의 에너지는 X선, 적외선, 라디오파 등 다양한 파장에서 방출되며, 이는 천문학자들이 병합 은하를 연구하는 데 중요한 관측 근거로 활용된다. 병합 초기에는 고광도의 퀘이사 형태의 은하핵이 나타나며, 시간이 지나면서 중간광도의 은하핵으로 전환된다.
활성화된 은하핵은 은하 중심부의 가스를 가열하거나 바깥으로 방출시키는 피드백 효과를 일으킨다. 이러한 은하핵 피드백은 은하 내부의 항성 형성을 억제하고, 남아 있는 가스의 소모를 가속화함으로써 은하의 노화와 장기적인 진화를 촉진한다. 따라서 은하핵은 병합 은하의 구조와 진화에 중요한 영향을 미치는 핵심 요소로 작용한다.

3) 최신 관측 기술과 시뮬레이션을 이용한 병합 은하 연구

최근에는 최신 관측 기술과 수치 시뮬레이션을 활용한 연구가 병합 은하의 메커니즘을 이해하는 데 큰 기여를 하고 있다.
제임스 웹 우주망원경(JWST)은 병합 은하의 스타버스트 영역과 은하핵 활동을 고해상도로 관측할 수 있는 중요한 도구이다. 적외선 관측 기술을 활용해 은하 내 가스와 먼지 분포, 항성 형성의 세부적인 구조를 분석할 수 있다. 아타카마 밀리미터/서브밀리미터 배열(ALMA)은 병합 은하의 분자 가스 분포와 운동을 정밀하게 측정하며, 가스가 병합 과정에서 어떻게 이동하고 집중되는지에 대한 데이터를 제공한다. 유럽 초거대망원경(ELT)은 은하 중심부와 초대질량 블랙홀 주변의 세부 구조를 관찰하며 AGN 형성 과정과 블랙홀의 진화를 연구하는 데 기여하고 있다.
수치 시뮬레이션도 병합 은하 연구에 필수적인 도구로 자리 잡았다. IllustrisTNG 프로젝트와 EAGLE 시뮬레이션은 병합 은하에서의 가스 이동, 항성 형성 폭발, 은하핵 피드백 등 다양한 물리적 현상을 모델링하여 관측 데이터와 비교하고 있다. 이러한 시뮬레이션은 병합 은하의 장기적 진화와 은하 구조 형성에 대한 이해를 심화시키고 있다.

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이 활동을 통해 은하 병합과 같은 복잡한 천문학적 현상을 분석하고 이해하는 과정에서 과학적 사고력이 크게 향상되었다. 특히, 항성 형성 폭발과 은하핵 형성 과정처럼 난해한 개념들을 관측 데이터를 바탕으로 체계적으로 정리하고 설명하는 경험을 통해 논리적 사고와 분석 능력을 발전시킬 수 있었다.
최신 관측 기술과 시뮬레이션 연구를 조사하면서, 첨단 장비와 기술이 천문학 발전에 미치는 영향을 실감했다. 제임스 웹 우주망원경(JWST)과 ALMA 같은 관측 장비의 데이터를 활용해 병합 은하를 연구하는 방법을 배우며, 이러한 기술이 복잡한 우주 현상을 이해하는 데 얼마나 중요한 역할을 하는지 깨달을 수 있었다.

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5. 활동을 통해 발전한 점 

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5. 활동을 통해 발전한 점 

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은하 병합은 단순히 두 은하가 합쳐지는 물리적 현상이 아니라, 우주의 진화 과정에서 핵심적인 역할을 하는 창조적이고 역동적인 사건이라는 점이 흥미로웠다. 항성 형성 폭발과 활동적 은하핵의 형성 과정이 은하의 구조와 내부 환경에 큰 영향을 미친다는 것을 배우며, 이러한 과정이 우주의 역사를 이해하는 데 중요한 역할을 한다는 점이 인상적이었다. 특히, 최신 관측 기술과 시뮬레이션 연구가 은하 병합의 물리적 과정을 점점 더 명확히 밝혀내고 있다는 사실은 천문학이 얼마나 정밀하고 체계적으로 발전하고 있는지 실감하게 했다.
병합 과정에서 나타나는 창조적인 변화들은 단순히 은하의 외형을 변화시키는 것 이상으로 은하 내부의 물리적 메커니즘에 대한 새로운 관점을 제시했다. 이러한 현상을 조사하며, 우리 은하와 안드로메다 은하가 약 40억 년 후 충돌할 것으로 예상된다는 점에서도 개인적으로 큰 흥미를 느꼈다. 은하 병합이 단순한 파괴적 사건이 아니라 우주의 진화에 중요한 역할을 한다는 점이 이 주제를 연구하면서 가장 의미 있게 다가왔다

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생명 분야

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2025 1월 3일 지구과학 주제탐구

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20717 이동현 지구주제탐구

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20717 이동현 지구주제탐구

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1. 주제 : 외계인의 존재 가능성과 생명가능 지대

2. 주제 선정 이유

옛날부터 why '외계인과 UFO'를 읽고 다양한 외계인의 모습을 보며 관심이 생겼었다. 2학기 지구과학 시간에 생명가능지대라는 개념을 처음 접하고 외계인의 존재 가능성에 대한 의문을 품게 되었다. 특히 경태쌤이 "이렇게 은하가 많고 별이 많은데 외계인이 존재하지 않을까"라는 말에 감명을 받았다.

외계인에 대한 루머가 많지만 확실하게 외계인이 있는가에 대한 궁금증에 주제를 선정하게 되었다.

3. 주제 탐구 및 조사 내용

외계인 : 지구 외에 행성에 존재하는 지적인 고등생물

외계인 존재에 대한 루머 및 근거

1. 미스터리 서클

밭이나 논의 곡물을 일정한 모양으로 태우거나 눕혀 만든 문양

인간이 단시간에 만들기에는 면적이 크고 눕혀서 만든 거는 인간이 만들기에는 너무 힘듦

2. UFO

1년에 몇 백 건 정도 된다고 한다

그 중 대부분은 풍선이거나 드론인 경우가 있지만 비정상적인 속도로 날아가는 미확인 비행물체도 있다고 한다.

우리나라의 경우에는 1995년 김선규 기자가 UFO와 비슷한 형체의 무언가를 사진으로 담았다.

3. 그 외

외계인에게 납치당해 정신적 문제가 생긴 사람이 발생하거나 외계인을 직접 목격했다는 사람이 있다고 한다.

생명가능지대 : 별의 주위에서 물이 액체상태로 존재할 수 있는 거리의 범위

(중심별의 질량이 클수록 생명가능지대의 폭이 넓고 중심별과의 거리가 멀다. 질량이 작은 경우 반대)

지구와 가까운 달에 생명체가 살 수 없는 이유

달은 지구와 거리상으로 근접하고 생명가능지대에 속해있다. 하지만 생명체가 살 수 없다.

1. 대기가 없다

운석이 충돌하며 달 토양이 강한 충격으로 기화돼 공중에 머물기 때문이다.

중력이 지구의 1/6 정도로 작기 때문이다. 기체가 탈출속도 이상의 속도를 내기 때문에 달의 중력이 기체를 붙잡고 있지를 못한다.

2. 낮과 밤의 온도차가 심하다

(낮 : 127도, 밤 : 영하 173도)

대기가 없기 때문에 태양열을 흡수하지 못하고 그대로 지표에 도달하기 때문이다.

3. 물이 없다

달은 이론상 생명가능지대에 포함되어있지만 액체 상태의 물이 존재하지 않기 때문에 생명체가 살 수 없다.

태양과 비슷한 별

질량이 큰 별은 생명가능지대가 넓지만 수명이 짧아 생명체가 살아가기에 시간이 부족하다.

반면에 질량이 작은 별은 생명가능지대가 좁아 가능성이 적다. 또한 자전주기와 공전주기가 같아져 낮과 밤의 변화가 사라질 수 있 기 때문에 생명체가 살기 힘들다.

그래서 태양과 비슷한 별의 행성에 생명체가 살 확률이 높다.

태양과 비슷한 별 분류

태양의 색지수, 분광형 : 0.65, G2

1. 태양형 별 : F8~K2

2. 유사태양 : 태양과의 표면온도차가 500K이하

3. 쌍둥이 태양 : 태양과의 표면온도차 50K이하

4. 활동 소감 및 내 의견

일단 난 외계인이 존재한다고 생각한다. 우주에는 은하가 몇 억 개 별이 몇 천억개나 있는데 그 중에서 하나는 외계인이 살고 있지 않을까라는 생각이 든다. 혹은 영화처럼 외계인이 우리 사회에서 변장해 살고 있을 가능성도 있다고 본다. 활동을 하면서 외계인의 존재 가능성에 대해 알 수 있었고 생명가능지대에 대해 더 자세히 알아 볼 수 있어 좋았다.

5. 성장한 점

직접 자료를 조사, 탐구함으로써 지구과학에 대한 지식과 관심을 높일 수 있었다. 또한 지금까지 갖고 있던 외계인에 대한 고정관념을 깨고 우주의 신비로움을 느끼게 되었다.

6. 진로희망

간호사 혹은 교사

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5)활동을 통해 성장한 점 : 저는 항상 발표를 할 때면 긴장하여 말을 떨거나 말을 빨리 하는 경향이 있었습니다. 그러나 이번 발표때 마음을 굳게 먹고 발화속도를 적절히 하려고 노력하였고 부족하지만 나아진 모습이 될 수 있었습니다. 이를 통해 제가 느낀점은 앞으로 모든 활동을 할때 결과는 성공과 실패만 있을뿐 포기는 없다는것 입니다. 가끔은 앞에 나가 발표하는 것이 부끄러워 잘 하지 못해도 안되면 될때까지라는 근성을 가지고 활동을 하게 된다면 이번에 발표에서 나아진 점이 있듯이 모든활동에서 성장할 수 있을 것이라고 생각됩니다. 이를 통해 제가 성장한 부분은 쉽게 포기하지 않는 근성과 자신의 단점을 보완하여 더욱 나아지게 만들수 있는 부분등입니다.

6) 진로희망: 화학공학자

7)ppt 첨부완료

8)발표완료

9)발표영상 업로드 완료

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주제:외계인이 실제로 존재할수있는 환경

주제선정이유:나의 꿈이 건축가인데 사람들에게 살 터를 제공할수있듯이 사람뿐만라니라 다른행성의 생명체들의 생활모습을 알고싶었다.

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내용:먼저 액체상태의 물이 존재해야한다.물은 생명체의 필수요소로 지구 순환에 큰 영향을 미치는 중요한요소이다. 생명체가 존재할수 있는 환경을 알기위해서는 물이 있는지를 체크해봐야한다.두번째로는 온도인데 온도는 지구로따지면 생명가능지대를 뜻하는데 우리 지구는 생명가능지대(골디락스)에 위치하기에 생명체가 존재할수있는 적당한 온도이다.

생명체가 살았거나 살수 있다고 판단되는 행성은 화성,유로파 엔셀라두스가 있다.

화성은 물이 흘렀던 흔적이 발견되었고 대기가 존재했을 가능성이 있다.유로파의 경우에는 지구의 지질학적 분석을 통한 결과 표면아래에 물이 흐르고있을거라고 판단된다.

엔셀라두스는 목성의 위성으로 펴면아래 얼음층에서 물과 유기분자가 분출되는 상황이 나타났다. 스펙트럼을 분석해서 생명체가 살수있는지 알아보는 방법이 있는데 먼저 산소와 메탄을 확인하는것이다.

산소와 오존은 광합성을 할수있는 생명체가 존재할수있음을 시사한다. 메탄의 경우는 지구에서는 주로 생명활동의 부식물로 생성되었으므로 외계행성에사 메탄이 발견되면 생명체가 살수있었다는것이다.

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외계 생명체의 존재 가능성을 지구과학적 관점에서 탐구하며 지구상의 생명체가 생존하는 데 필요한 환경 조건을 분석했다. 특히 액체 상태의 물, 적합한 대기 조성, 지질학적 활동이 생명체 형성에 미치는 영향을 이해하며, 과학적 사고력과 논리적 분석 능력을 키웠다. 이를 통해 외계 행성의 환경을 예측하고 분석하는 과정을 배우며 과학적 호기심과 탐구 정신을 더욱 심화할 수 있었다.외계 생명체 탐구 과정에서 지구에서의 생명 조건을 과학적으로 분석하고, 이를 외계 행성 환경과 비교하는 작업을 통해 지구과학적 사고를 심화했다. 특히 외계 생명체 가능성을 판단할 때 지질학적 활동과 대기 성분이 생명체 생존에 미치는 영향을 이해하며 과학적 데이터의 중요성을 실감했다. 이 과정은 자연 현상을 분석하고 해석하는 데 있어 논리적이고 창의적인 접근 방식을 배울 수 있는 기회였다

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1. 주제: 지구는 왜 둥근가?

2. 주제 선정 이유: 네모의 꿈 노래에서 지구본을 보면 우리 사는 지군 둥근데
부속품들은 왜 다
온통 네모난 건지 몰라
어쩌면 그건 네모의 꿈일지 몰라 라는 가사를 듣고 지구는 왜 둥근가에 대해서 생각해보고자 하였다.

3. 지구가 둥근 이유는 주로 중력과 천체 형성 과정에 의해 설명됩니다. 중력은 물질을 끌어당기는 힘으로, 천체가 형성될 때 물질이 중심으로 모여 가장 안정적인 형태인 구를 이루게 만듭니다. 구형은 표면에서 중심까지의 거리가 일정하며, 중력이 모든 방향에서 균형을 이루는 이상적인 상태입니다.

약 46억 년 전, 태양계가 형성될 당시 먼지와 가스가 중력에 의해 뭉쳐져 지구가 만들어졌습니다. 이 과정에서 물질은 중력에 의해 고르게 분포되며 둥근 형태를 가지게 되었습니다. 지구와 같은 행성은 크기가 크고 중력이 강하기 때문에 이러한 구형이 유지됩니다. 반면, 소행성처럼 중력이 약한 작은 천체는 불규칙한 모양을 유지할 수 있습니다.

지구는 완벽한 구형이 아니며, 회전 타원체(Oblate Spheroid) 형태를 가지고 있습니다. 이는 지구의 자전으로 인해 발생한 원심력 때문입니다. 자전은 적도 부근에서 원심력을 강하게 만들어 이 부분이 약간 부풀어 오르게 합니다. 결과적으로, 적도 반지름이 극지방 반지름보다 약간 더 길어지게 됩니다.

지표면의 산, 계곡, 해양 등은 지구의 형태에 미세한 영향을 미치지만, 전체적인 크기에서 보면 이러한 요인은 매우 작은 편입니다. 예를 들어, 가장 높은 산인 에베레스트산과 가장 깊은 해구인 마리아나 해구 사이의 높이 차이는 약 20km에 불과한데, 이는 지구 반지름(약 6,371km)에 비하면 매우 작습니다. 따라서 지구는 실제로 매우 매끄러운 둥근 형태를 가지고 있다고 볼 수 있습니다.

다른 행성과 비교하면, 목성과 같은 가스 행성은 자전 속도가 빠르기 때문에 적도가 더 부풀어 오른 타원체 형태를 가집니다. 반대로, 달과 같은 위성은 자전 속도가 느려 더 구형에 가까운 모습을 보입니다. 이처럼 천체의 자전 속도와 중력은 형태를 결정하는 중요한 요인입니다.

지구가 둥글다는 사실은 역사적으로도 많은 증거에 의해 확인되었습니다. 고대 그리스의 철학자 아리스토텔레스는 월식 때 달에 드리워지는 지구의 그림자가 둥글다는 점을 관찰하며 이를 주장했습니다. 또한, 항해 중 멀리 있는 배가 수평선 아래로 사라지는 모습이나 현대의 인공위성 사진 역시 지구가 둥글다는 사실을 증명합니다.

결론적으로, 지구가 둥근 이유는 중력과 자전에 의해 안정적인 형태를 이루기 때문입니다. 이러한 탐구는 지구과학 및 천문학의 기본 원리를 이해하는 데 도움을 주며, 자연 세계를 과학적으로 설명하는 좋은 사례가 됩니다.

4. 번 탐구를 통해 지구가 둥근 이유를 과학적으로 이해할 수 있는 귀중한 경험을 얻었습니다. 평소 당연하게 여겼던 지구의 형태가 단순한 사실이 아니라, 중력과 자전, 천체 형성 과정 등 자연의 복잡한 원리에 의해 만들어진 결과라는 점이 매우 흥미로웠습니다.

특히, 중력이 물질을 끌어당기면서 구형을 이루는 과정을 배우면서, 지구뿐만 아니라 다른 행성과 천체들도 같은 원리로 형성된다는 사실에 경이로움을 느꼈습니다. 또한, 지구가 완벽한 구형이 아닌 회전 타원체라는 점과 자전이 적도 부근의 형태에 영향을 미친다는 점은 현대 과학기술의 도움으로 더 깊이 이해할 수 있었습니다.

이번 탐구는 단순히 이론을 배우는 것을 넘어, 자연 현상에 대한 과학적 접근 방식을 배울 수 있는 기회가 되었습니다. 스스로 질문을 던지고 그 답을 찾기 위해 자료를 조사하고 과학적 사실을 탐구하는 과정은 매우 뜻깊었으며, 문제 해결 능력을 키우는 데 큰 도움이 되었습니다.

무엇보다 과학이란 단순히 지식을 쌓는 것이 아니라, 주변 세계를 새로운 관점에서 바라보고 이해하는 과정이라는 사실을 다시 한번 깨달았습니다. 이 탐구에서 얻은 배움을 바탕으로 앞으로 더 다양한 자연 현상에 대해 탐구하며 과학적 사고를 키워가고 싶습니다.

5. 지구의 형태를 결정짓는 중력과 자전, 천체 형성 과정에 대한 과학적 원리를 깊이 이해할 수 있었습니다. 특히, 지구가 둥근 이유가 단순한 현상이 아니라 자연의 법칙에 따른 결과라는 점을 알게 되어 큰 깨달음을 얻었습니다.이번 탐구는 자연 현상에 대한 호기심을 자극하고 더 깊이 탐구하고 싶은 동기를 부여했습니다. 앞으로 다른 주제에 대해서도 과학적으로 접근해 보고 싶은 의욕이 생겼습니다.

6. ???

8. 발표 O

9. 영상 X