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1. 칼럼추가 : 칼럼1개당 1인학생
2. 학번이름 적기 : 예시>300 홍수경
3. 발표 제목
4. 지구과학 목차
5. 도서명-저자
6. 교과 내용 핵심 키워드
7. 알고 싶은 것
8. 교과 내용 연관 도서 설명
9. 새롭게 알게 된 것
10. 추가 학습하고 싶은 내용 (직접 작성 또는 신문기사, 도서 내용 추가)
11. 지구과학2 교과를 학습하면서 자신만의 노력과 학습방법을 구체적으로 적어주세요.

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카를로 로벨리가 이끄는
'시간이 없는' 우주를 향한 여행

『시간은 흐르지 않는다』는 양자중력 이론의 선구자이자 세계적인 물리학자 카를로 로벨리의 세 번째 책이다. 앞서 출간된 『모든 순간의 물리학』, 『보이는 세상은 실재가 아니다』에서는 양자중력 이론의 관점에서 바라본 물질과 에너지 그리고 공간에 대해 다뤘다면, 이 책에서는 '시간'에 관해 이야기한다.

우리가 경험하고 느끼고 알고 있는 시간은 대체 무엇일까? 시간이 '흐른다'는 것은 정확히 어떤 의미일까? 왜 과거는 떠올릴 수 있고 미래는 떠올릴 수 없을까? 우리가 살고 있는 이 세상의 시간과 우주의 시간은 같은 것일까? ... 카를로 로벨리는 이 책에서 시간에 관한 수많은 질문들에 대해 답한다. 그는 "시간에 어떤 순서나 질서가 있는 것처럼 보이는 것은 우리가 살고 있는 거시 세계에서 바라본 우주의 특수한 양상일 뿐, 보편적인 본질은 아니다."라고 말한다. 인간 지각능력의 한계를 넘어서는 우주의 원초적 시간에는 순서나 질서 그리고 이를 바탕으로 한 '흐름이 없다'는 것이다.

이 책은 크게 3부로 이루어졌다. 1부에서는 '지금까지' 현대 물리학이 시간에 대해 알아낸 것을 요약했다. 인간의 지식이 성장하면서 시간에 대한 개념은 서서히 베일을 벗게 되는데, 이로 인해 복잡한 층들로 이루어져 있던 시간은 이 층을 하나둘씩 잃었다. 기본적으로 어디서든 동일하게, 과거와 현재, 미래의 순서로 벌어진다고 생각하는 사건들, 과거는 이미 정해졌고 미래는 아직 오지 않았다는 상식.... 이런 것들이 모두 틀렸다는 것을 낱낱이 드러낸다. 2부에서는 '시간이 없는 세상'으로 떠난다. '사물'이 아닌 '사건'으로 이루어진 세상, 인간의 문법에만 존재하는 과거-현재-미래, 시간이라는 변수가 없는 세상.... 이제 공간과 시간은 세상을 담는 틀이나 용기의 형태를 취하지 않게 된다.

3부에서는 1부와 2부에서 파괴한 시간을 되돌려 그 원천을 다시 찾고 이 긴 여행의 도착점을 우리 자신, 나라는 존재로 하여 돌아온다. 마치 코페르니쿠스가 하늘의 운동에 대해 연구하다 우리 발밑의 지구가 어떻게 움직이는지 이해함으로써 끝을 맺게 된 것처럼. 이러한 존재론적 회귀는 카를로 로벨리의 책에서만 만날 수 있는, 그야말로 물리학과 철학의 아름다운 융합이라고 할 수 있다.
우리는 세상의 아주 작은 일부,
인간의 관점으로 시간을 바라볼 뿐이다
카를로 로벨리는 신비스러운 시간의 본질을 파헤치기 위해, 가장 먼저 우리가 가지고 있는 시간에 대한 익숙한 '틀'부터 하나씩 깨트린다. 우리가 시간에 대해 가지고 있는 통념은 '유일성', '방향성', '독립성'으로 크게 세 가지다. 먼저 우주에 유일한 단 하나의 시간이 존재한다고 믿고 있다. 또 시간은 과거에서 미래를 향해 한 방향으로 나아가고 있다고 생각한다. 마지막으로 시간은 다른 어떤 존재의 영향을 받지 않고 규칙적이고 일정하게 흐르는 것으로 여긴다. 하지만 이것들은 모두 틀렸다. 시간의 특징적인 양상들 하나하나가 우리의 시각이 만든 오류이고, 근사치들의 결과물이다.

유일하다고 생각한 '시간'이라는 양은 시간들의 거미줄 속에서 산산조각 난다. 이 책에서는 세상이 시간 속에서 어떻게 진화하는지는 설명하지 않을 것이다. 대신 여러 지역의 시간 속에서 사물이 어떻게 진화하는지와 여러 지역의 시간이 '서로 어떤 차이를 가지고' 진화하는지에 대해 살펴볼 것이다. 세상은 사령관의 구령에 맞춰 움직이는 군부대의 대형처럼 균일한 것이 아니다. 서로에게 영향을 끼치는 사건들이 그물처럼 얽혀 있는 것이다. p.25

세상일은 아주 복잡하다. 현실은 겉으로 보이는 것과 다르다. 태양이 도는 것 같은데 사실은 지구가 돌고 있고, 지구가 평평한 것 같은데 사실은 공 모양인 것처럼. 온 우주에 공통의 현재는 존재하지 않으며, 세상 모든 사건들이 과거-현재-미래 순으로 진행되지도 않는다. 우리 주위에는 현재가 있지만 멀리 있는 은하에는 그것이 '현재'가 아니다. 결국 우리는 '우리'의 관점, 세상의 작은 일부인 인간의 관점에서 시간의 흐름 속에 있는 세상을 본 것일 뿐이다.

그래서 결국 우리는 세상에 존재하는 수많은 시간들이 아닌, 우리가 경험한 균등하고 범세계적이고 순서가 있는 시간,이 단일한 시간에 대해서만 말할 수 있다. 이 시간은 엔트로피의 성장에 의존하여 시간의 흐름에 정착한 우리 인간이 인간으로서의 특별한 관점에서 기술한, 세상에 대한 근사치의 근사치의 근사치이다. 서로 다른 다양한 근사치들에서 파생된 확연히 구분되는 수많은 특성들이 겹겹이 쌓인 다층 구조의 복잡한 개념, 이것이 우리의 시간이다. pp.203-204
세상에 남아 있는 가장 큰 신비,
'시간'에 관한 전우주적 이야기
이 책에는 고대 그리스 시대부터 출발하여 인간이 시간을 이해해온 역사가 녹아 있다. 뉴턴에 의해 근대 물리학이 등장한 이래로 물리학의 발전이 우리의 시간관념을 어떻게 변화시켰는지도. 그런 의미에서 이 책은 일종의 '시간 역사서'이기도 하다. 여기서 더 나아가 카를로 로벨리는 새로운 양자중력 이론의 도입을 통해 '지금까지의' 시간에 대한 우리의 이해를 새롭게 확장시켰다.

시간(우리가 알고 있는 통상적인 의미의)이 없는 우주, 그럼에도 끊임없이 변화가 일어나는 우주, 사물 대신 사건으로 가득 찬 우주, 사건들 간의 복잡한 관계로 인해 변화하는 우주. 하지만 인간은 여전히 과거에서 미래로 질서 있게 흐르는 시간을 경험하고 이에 의존해 살아간다. 인간의 세계는 우주에게 '보편'이 아니라 '특수'의 경우인 것이다.

이 책은 시간에 관한 이 우주의 거대한 이야기를 온전히 담고 있다. 우리는 인간이 인류 역사에서 시간을 어떻게 이해해왔는지 알게 될 것이고 나아가 지구의 시간 아니, 우주의 시간 즉 '시간의 본질'에 대한 이해에 한 발짝 더 접근할 수 있을 것이다.

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우리의 직관 너머 물리학의 눈으로 본 우주의 시간

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"시간에 관한 우주의 거대한 이야기가 이 책 속에 온전히 담겨 있다!"『모든 순간의 물리학』 카를로 로벨리가 이끄는 '시간의 신비'에 관한 지적 탐험양자중력 이론의 선구자, 카를로 로벨리의 세 번째 책이 출간되었다. 『모든 순간의 물리학』, 『보이는 세상은 실재가 아니다』에 이은 이번 책은 양자중력 이론의 관점에...

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지구과학2 지질시대 생물 출현에 대해서

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지구과학2 지질시대 생물 출현에 대해서

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2.31213 박서진
3.발표제목: 지질시대 생물 출현에 대해서
4.지구과학목차
1.고체지구-한반도의 지질
5. 도서명-저자
지구의 일생-최덕근
6.교과 내용 핵심 키워드
지질시대, 시생누대, 원생누대, 진핵생물, 원핵생물, 동물
7.알고 싶은 것
진핵생물의 출현, 원핵생물의 출현
8.교과 내용 연관 도서 설명
지질시대와 그 특징(지질시대에 살았던 동식물 등)에 대해서 지구과학2에서 학습하였는데 이와 관련하여 지구의 일생이라는 책을 통해 자세히 알아보았다.
9.새롭게 알게 된 것
24억 년 전에서 20억 년 사이에 제1차 산소혁명사건과 고원생대 빙하시대를 겪고 난 지구는 환경이 크게 바뀌었다. 대기와 바다에 산소의 등장은 당시 생물들에게 엄청난 영향을 미쳤을 것이다. 왜냐하면 산소의 등장은 당시 생물들에게 엄청난 영향을 미쳤을 것이다. 왜냐하면 산소가 없던 환경에서 살던 생물들에게 산소는 치명적인 기체였을 것이다. 당시 살었던 생물이 산소에 대처할 수 있었던 방법으로는 죽거나 산소가 없는 영역으로 도망가거나, 아니면 산소에 적극적으로 적응하는 능력의 습득이었을 것이다. 고원생대 초 생물들은 대부분 원시적 세균이었을텐데 시간이 흐르면서 산소에 적응하며 살아남은 세균들이 생겨났고 그중에는 산소를 이용하여 호흡할 수 있는 호기성 세균도 등장했을 것이다.
지구의 생물은 세포의 구조적 특징에 따라 크게 원핵생물과 진핵생물로 나뉜다. 현재 진핵생물일 가능성이 큰 화석으로 가장 오래된 것으로 추측되는 것은 약 21억 년 전 다세포생물 화석인 그리파니아다. 이 화석은 탄질물로 이루어진 동그랗게 말린 리본 모양으로 폭 1~2밀리미터, 길이는 수센티미터에 이른다. 다양한 단세포 진핵생물들이 18억 년 전 이후의 원생누대 지층에서 많이 산출되었다. 그러므로 진핵생물이 생물계에 등장한 때는 빠르면 22억~21억 년 전 늦어도 18억 년 전이라고 말할 수 있다.현재 진핵생물의 진화와 관련하여 많은 지지를 받고 있는 가설은 보스턴대학교의 린 마굴리스 교수가 제안한 공생설이다. 원래 독립적으로 살고 있던 원핵생물이 먹고 먹히는 과정에서 서로에게 도움이 되는 공생관계로 발전했으며, 그 과정에서 진핵생물이 탄생했다는 이론이다. 어떤 원핵생물이 다른 동물성 원핵세포에게 잡혀 먹혔을 때는 처음에는 쉽게 먹혔겠지만 시간이 지나면서 잡아먹히던 생물에게 저항력이 생겨 동물성 원핵생물 내에 자리잡고 살게 되었다는 것이다. 결국 한 생물체가 다른 생물체 내에 살며 그 생물에 필요한 기능을 담당함으로써 그 생물의 소기관이 되었다는 설명이다. 대표적인 예로 광합성 남세균은 색소체, 호기성 세균은 호흡을 담당하는 미토콘드리아가 되었을 것으로 추정하고 있다. 색소체와 미토콘드리아는 독자적 DNA를 갖고 분열도 하기에 예전에 독립생활하던 원핵생물일 가능성이 크다. 18억 년 이후 10억 년 동안 캔필드 대양에서 녹색 황세균이나 자색 황세균이 크게 번성했을 것이다. 진핵생물들은 캔필드 대양의 얕은 부분에 살았을 것이다. 진핵생물의 대부분은 단세포 원생생물이었겠지만, 오늘날의 미역이나 김과 비슷한 해조류도 얕은 바다에서 살았을 것으로 추정된다. 이 시기 등장하는 화석으로는 아크리타치가 있는데 둥근 형태의 미화석으로 유기질 세포벽을 가지는 원생생물일 것으로 추정한다. 원생누대 진핵생물 화석의 산출양상을 종합적으로 다룬 연구에 따르면 지루한 10억 년 동안에 기록된 진핵생물 화석은 각 시대마다 10종이 넘지 않고 지루한 10억 년이 끝나는 8억 년 전 이후부터 아크리타치 종 수가 크게 증가한다. 신원생대에 산소가 크게 증가한 현상은 보통 신원생대 산소급증사건으로 불리는데이 정도면 동물들이 호흡하기 충분한 수준이어서 후기 신원생대에 동물이 등장할 수 있었던 것으로 보인다.
10.추가 학습하고 싶은 내용. (신문기사. 도서내용) 진핵세포의 진화에 관련된 내용을 추가적으로 알아봤다. 네이처에 고세균과 진핵생물이 자매분류군이 아니라는 연구결과가 실렸다. 진핵생물은 고세균 전체가 아니라 고세균의 특정 그룹과 자매분류군이라는 것이다. 로키아케오타라는 고세균이 다른 고세균보다 진핵생물과 더 가까운 것으로 나타났다.
https://www.dongascience.com/news.php?idx=6896

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138억 년 우주의 역사 속에 태어난 광활한 지구의 일대기45억 년의 삶을 살아온 지구의 과거, 현재, 미래를 만난다138억 년 전 빅뱅으로 우주는 탄생했고, 그 뒤 지금으로부터 45억 년 전 지구가 태어났다. 대부분의 사람이 우주와 지구에 대해 알고 있는 상...

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31217 윤지애 교과 연계 도서 발표

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31217 윤지애 교과 연계 도서 발표

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1. 칼럼 추가 : https://blog.naver.com/koempr/221747923771

2. 31217 윤지애

3. 다양한 해양 에너지

4. 지구과학 목차
2-5 해양자원

5. 도서명 - 저자
에너지로 바꾸는 세상-임춘택외 6인
http://www.yes24.com/Product/Goods/73091675

6. 교과내용 핵심 키워드
조력 발전, 조류 발전, 파력 발전, 해양 온도 차 발전, 해양 재생 에너지 등

7. 조력 발전, 조류 발전, 파력 발전, 염도차 발전, 해수 온도차 발전 등의 세부적인 과정에 대해서 알고 싶다.

8. 교과 내용 연관 도서 설명
조력 발전의 원인인 조석력에 의한 수위차가 발생하는 이유는 달의 공전과 태양에 의한 기조력이다. 조력발전은 연료가 불필요하고 유해한 배기가스가 없지만 부착성 해양생물을 제거하는 문제, 장비의 염해 대책에 대한 유지관리비용, 해양생태계 파괴 등과 같은 문제가 있다. 조류 발전은 이러한 저력발전의 한계로 바닷물의 흐름을 이용하는 방법이다. 풍력발전과의 유사한 방식이며 전력 계통 내에서 조절이 가능하다는 장점을 가지고 있다. 또한 에너지 변환 효율은 약 20~45%로 높은 편이다. 대량의 조류가 충분히 빠르게 흐르는 바다가 적다는 단점이 있다. 파력 발전은 면적 당 태양광의 20~30배, 풍력의 5~10배에 달하며 설치 장소나 발전기의 유형 제약이 덜해서 소규모 발전도 가능하다. 그러나 바람이 주 원인인 만큼 출력 변동이 심하며 배의 운항이나 어업에 방해가 되므로 대규모로 조성하기 어렵다는 한계가 있다. 이러한 파력 발전의 단점을 보완하기 위해 파도에 의한 압축공기로 터빈을 돌리는 방식, 수중 파력 발전 방식 등 다양한 방법을 개발하고 있다. 해수온도차 발전에서 증기를 만들 때 끓는 점이 낮은 암모니다, 프로필렌 등을 냉매로 사용해서 증기로 만드는 방식인 폐쇄순환식, 해수 표층의 온수를 직접 냉매로 사용하는 개방순환식 등이 있다.  다만 초기 투자비용이 높고 바닷물에 의한 부식 방지 기술과 발전 시스템 효율을 개선하는 방법이 필요하다는 단점이 있다. 해류 발전은 비교적 고르고 강한 흐름을 보이는 바닷속에 터빈을 장착한 발전기를 두고 전기를 생산하는 방법이다. 주로 섬나라에서 관심을 갖는 방법이다. 그러나 쿠로시오난류의 경우 속도가 초속 1.5m/s로 꽤 느린 편으로 이처럼 느린 유체의 흐름에도 발전기를 고속 회전 시킬 수 있는 터빈의 개발이 중요하다는 내용 외에도 다양한 에너지에 대한 내용을 담고 있다.

9. 새롭게 알게 된 것
1)조력 발전 :  조수 간만의 수위차로부터 위치에너지를 운동에너지로 바꾸어 전기에너지로 전환하는 발전방식
- 원리 상 수력발전기와 같다
- 썰물 때의 수차가 밀물 때의 수차보다 커 썰물발전이 발전효율이 높다
- 조석 간만의 차가 큰 지역으로 한정되어 입지조건이 까다롭고, 1년 동안의 조위의 변화가 불균일하며, 일정 시간대에는 발전할 수 없고, 시설 기반 비용이 비싸다
- 해양의 생태계에 영향을 크게 미칠 수 있다

2)조류 발전 : 조수 간만의 차에 의해 발생하는 해수의 높은 유속을 이용하는 발전방식
- 재생 가능한 비고갈성 운동에너지인 조류의 자연적인 흐름을 이용하여 수차 발전기를 회전시켜 발전한다
- 원리 상 풍력발전기와 같으나 해수의 밀도가 공기의 약 840배 이므로 풍력발전에 비해 에너지 밀도가 높다
- 댐이나 둑과 같은 건설이 불필요하다
- 초기 투자비용이 높다
-유속이 2m/s 이상이 되어야 경제성 있는 발전이 가능하다

3)파력 발전 : 동력을 얻기 위해 파도의 상하운동 에너지를 이용하는 발전방식
- 가동물체형
>> 수면의 움직임에 따라 민감하게 반응하도록 고안된 기구를 사용하여 파도에너지를 기구에 직접 전달하여 기구의 움직임을 전기 에너지로 변환하는 방식
>> 파도에 의한 외력을 견뎌야하는 단점
>> 파도에너지를 직접 흡수하므로 에너지 변환 효율이 상대적으로 유리하다.

- 진동수주형(학교에서 배우는 파력발전 형태)
>> 파도가 진행할 때 공기실에 공기의 흐름이 발생하고 유도관을 통해 빠져나가는 공기의 흐름에 의해 유도관 내의 터빈이 돌아가면서 발전한다.
>> 효율은 낮으나 중요 기계류가 해수와 분리되어 장치 자체의 신뢰도가 우수하며 안정성 및 유지보수 편의성 면에서도 탁월하다.

4)해양 온도차 발전 : 표층수의 높은 온도와 심층수의 낮은 온도의 차를 이용하여 열에너지를 전기에너지로 전환하는 발전방식
- 고온의 표층수를 감압시켜 얻은 증기로 터빈을 돌려 발전하고 증기를 차가운 심해수로 냉각시켜 담수로 회수하는 방식
- 발전효율 5%
- 부가산업 많음(미네랄 워터, 냉열이용 수산업, 냉열이용 농업, 지역냉방 및 건물공조, 심층수를 이용한 식료품 산업, 수소 및 리튬 회수 등)
- 연중 20도씨 이상의 표층해수, 600m 이상의 수심 필요 -> 동절기; 표층해수 온도 낮음->원자력 발전 온배수 이용하면 해결할 수도 있다.

5)염도차 발전 : 해수와 담수의 염도차를 이용한 발전방식
- 큰 강의 하구에서 강물과 바닷물이 만날 때, 삼투압작용으로 농도가 낮은 강물이 농도가 높은 바닷물로 빨려들어가는 압력을 이용한다. 약 24atm의 압력 차가 발생하고 이는 약 240m 높이의 수력발전소 댐에서 떨어지는 낙차와 같은 힘이다.
- 현재 반투막을 사용하여 해수와 담수 사이의 삼투압 또는 증기압을 이용한 방식, 역전기분해에 의한 전기-화학적인 에너지 전환방식 두 가지가 있다.
- 비용이 비싸 경제성이 매우 떨어진다.

10. 추가로 학습하고 싶은 내용
해양에너지 외에 새롭게 떠오르고 있는 신재생 에너지에 대해 추가로 학습하고 싶다.

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해양환경공단(KOEM) 공식 블로그 : 네이버 블로그

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31202 강민지 교과 연계 도서 발표

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31202 강민지 교과 연계 도서 발표

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2. 31202 강민지

3. 발표 제목
한국의 광상 - 충청북도 영동지역 일라이트 광맥

4. 지구과학 목차
1. 고체지구 - 3)지구의 자원

5. 도서명-저자

광상학 개론 - 윤정한

6. 교과내용핵심키워드

광상.광석.광산.화성광산.정마그마 광상.페그마타이트 광상.기성 광상.열수 광상.퇴적 광상. 표사 광상.풍화 잔류 광상.침전 광상.변성 광산.광역 변성 광상.접촉 교대 광상

7. 알고 싶은 것

충청북도 영동지경 일라이트 광맥은 어떤 과정을 통해서 형성 되었는지에 대해서 알고 싶어서 이 탐구를 진행하게 되었다.

8. 교과 내용 연관 도서 설명

광상 : 유용한 광물자원이 지각 내에 채굴이 가능할 정도로 농집되어 있는 장소, 지각 내의 평균적인 함량보다 높은 비율로 모여 있는 곳. 광상은 형성 과정에 따라 화성 광상, 퇴적 광상, 변성 광상으로 구분된다.

화성 광상 : 마그마가 냉각되는 과정에서 마그마 속에 포함된 유용한 원소들이 분리되거나 한 곳에 집적되어 형성되는 광상을 화성 광산이라고 한다. 일반적으로 마그마 생성이 활발한 판의 경계에서 형성된다.

1)정마그마 광상 : 고온의 마그마가 냉각되는 초기에 자철석, 크롬철석, 백금, 니켈 등 용융점이 높은 광물이 정출된 광상.

2)페그마타이트 광상 : 남아 있는 마그마가 냉각되는 후기에는 마그마가 주변의 암석을 뚫고 들어가 석영,장석,운모,녹주석,전기석 등의 광물이 정출.

3)기성 광상 : 마그마에 있던 수증기와 휘발 성분이 주위의 암석을 뚫고 들어가 일부를 녹이고 침전하여 형성된 광산

4)열수 광상 : 마그마가 냉각되면서 여러 광물이 정출되고 남은 열수 용액이 주변 암석의 틈을 따라 이동하여 금,은,납,아연,구리,수은 등을 포함하는 광물 정출.

퇴적 광상 : 퇴적 광상은 지표의 암석이 풍화,침식,운반,퇴적 되는 과정에서 유용한 광물이 모여 형성된 것.

1)표사 광상 : 밀도가 큰 광물이 하천 바닥에 싸여 형성된 광상.주로 금,백금,다이아몬드,주석 등 풍화에 강한 광물 모여있음

2)풍화 잔류 광상 : 고온 다습한 열대 지방에서 화학적 풍화 작용이 일어나면서 암석을 이루는 나트륨,칼슘, 마그네슘,규소 등이 녹아 빠져나가고, 상대적으로 잘 녹지 않는 철과 알루미뉴이 남아 형성된 광상

3)침전 광상 : 해수가 증발하면서 해수에 녹아 있는 물질이 침전되어 암염,석고,탄산염 광물 등이 모여 형성된 광상. 선캄브리아기의 호상 철광층 등이 이에 속함.

변성 광상 : 광물이 변성 작용을 받는 과정에서 재배열됨으로써 새로운 광물이 농집되거나 기존의 광사이 변성 작용을 받아 광물의 조성이 달라녀 형성된 광상이다.

1)광역 변성 광상 : 광영 변성 작용이 일어날 때는 광물들이 한 곳에 모이기 어렵지만 광역 변성 작용이 일어나면서 물과휘발 성분이 빠져나와 생긴 열수에 의해 광상이 형성되기도 한다. 우라늄,흑연,활석,석면,남정석 등이 산출.

2)접촉 교대 광상 : 석회질 퇴적암에 화성암체가 관입한 접초굽에서는 석회질 물질과 고온의 규산염 용액이 반응하여 새로운 광물이 침전되어 기존 광물을 교대하여 광상이 형성. 철,구리,텅스텐,납,아연,몰리브데넘,주석 등이 산출

9. 새롭게 알게 된 것

영동지역 일라이트 광석은 대보조산운동 이후 형성된 영동분지와 단층 접촉을 하는 모암인 운모편암의 열수변질에 의해 형성되었으며 석영,카올리나이트,장석 등이 일라이트와 함게 산출된다.

영동지역 일라이트 광체와 주변 변질대의 잔류 광물의 구성비로 판단할 때, 장석이 열수변질에 의해 백운모 와 일라이트를 형성하고, 이어서 백운모, 석영 순으로 일라이트화가 진행되고 있음을 알 수 있다.

일라이트는 단층선에 가까울수록 일라이트화가 더 진행된다. 또, 주단층과의 거리가 가까운 광체일수록 일라이트 품위가 더 높은 광체가 존재할 가능성이 높다.

영동지역 일라이트 광체는 영동단층을따라 유입된 열수에의해 장석이 변질되어 백운모와 일라이트를 형성하고, 이어서 백운모, 석영의 일라이트화에 의해 형성되었음을 알 수 있다. 일라이트 화가 진행될수록 장석의 함량은 급격히 줄어들고, 석영의 함량은 상대적으로 천천히 감소하는 것으로 보아 장석이 석영보다 먼저 일라이트화가 진행됨을 알 수 있다.

영동지역 일라이트 광체는 일라이트/백운모 함량이 최대 75 wt.%에 이르는 고품위 광체로 판단되며, 주요 광물로 일라이트, 석영, 장석, 백운모 등이 나타난다. 광체와 변질대의 구성광 물을 비교한 결과, 단층선을 따라 유입된 열수에 의한장석과 석영의 열수변질이 주요 광체 형성 기작임을 확인할 수 있다.

10. 추가 학습하고 싶은 내용
일라이트의 구조나 특징을 더 구체적으로 추가 학습함.

일라이트는 Ralph E. Grim에 의해 미국 일리 노이주(State of Illinois)의 이름에서 유래된 운모류 점토광물로 퇴적암, 그 중에서도 특히 셰일에서 흔히 산 출되는 층상규산염광물이다. 일라이트는 사면체판과 팔면체판이 2:1로 구성되는 구조로, 저면간격 10 Å(10* 10^–10)의 비팽창성 광물이며, 백운모와 결정구조가 매우 유사하지만 층간 K 의 함량이 백운모 보다 적다. 일라이트의 화학 조성은 k0.8-0.9(Al, Fe, Mg)2(Si, Al)4O10(OH)2이며, 이는 일라이트가 산출 되는 환경에 따라달라질 수 있다. 일라이트는 열수변 질에 의해 장석이나 운모류로부터 형성되기 쉽고, 열수변질의 정도 등에 따라 다양한특성이 나타날 수 있다.

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1. http://m.yes24.com/Goods/Detail/36449684

2. 31201 강다연

3. 광물과 암석의 응력 변형률

4. 2-1. 광물

5. 재료 결정학(이정용), 광상학 개론(윤정한)

6. 광물, 암석, 결정형, 광물의 물리적 성질, 응력-변형률, 일축압축강도

7. 암석의 변형 강도가 암석의 종류에 따라 달라지는 것이 각각의 암석이 가지고 있는 고유한 결정형 때문인가?

8. 원자의 결합에서는 원자의 전자 배치와 분포 및 원자 사이의 결합인 이온, 공유, 금속 결합 등과 결정을 형성하기 위해 방향성 결합 원자나 비방향성 결합 원자들의 충전으로 어떻게 결정구조가 만들어지는지에 대해 기술하였고, 충전으로 만들어진 결정에서의 격자, 단위포, 정대, 대칭요소, 대칭요소의 결합, 결정계, 역격자 등에 대해 다룬 후, 평사 투영, 점군, 공간군 등에 대해 설명하였다. 결정의 분석 부분에서는 파와 푸리에 변환, 회절, 구조 인자, 형상 인자 및 x-선의 발생과 고체와의 상호작용, x-선을 이용한 라우에법, 분말법, x-선 회절기법 등의 결정분석 방법을 다루고 있다.

9.
-물체에 작용하는 힘을 점진적으로 증가시키면 물체의 형상 변화인 변형과 내부의 저항력인 응력도 점진적으로 증가한다. 물체 변형률의 크기를 수평축으로 하고 변형에 따른 물체 내부의 응력을 수직축으로 하여 그래프로 나타낸 것을 응력-변형률 선도라고 부른다.

이 선도는 재료의 고유한 인장 거동을 나타내며, 재료의 종류에 따라 각기 다른 형태를 나타낸다. 가장 일반적인 강철의 경우, 비례 한도라 불리는 응력값까지 변형률과 응력은 직선적인 관계를 유지하며, 이 직선의 기울기를 탄성 계수라고 부른다. 이 지점 이내로 물체에 힘을 가하면 물체는 탄성 변형을 일으켜 힘을 제거하면 물체는 원래 모양 그대로 복원된다.

이 지점을 지나면 곧바로 항복점이라 불리는 응력값에 도달하게 되고, 이 지점보다 큰 하중을 물체에 가하면 물체는 하중을 제거하여도 영구적인 변형이 남는 소성 변형을 일으키게 된다. 이 지점을 통과하여 힘을 가하면 물체는 극한 강도라 불리는 응력값에 도달하게 되고 이 응력값이 바로 물체가 지탱할 수 있는 최대 강도를 나타낸다. 이 이상으로 물체에 힘을 가하면 물체가 끊어지는 파단점에 도달하게 된다.
-일축압축강도(Sc)는 원통형 또는 각주(prism)형태의 암석 시험편에 구속압(confining pressure)이 없는 상태에서 압축력을 작용시켜 파괴가 일어났을 때의 하중(Pc)을 시험편의 단면적(A)으로 나눈 값을 말한다.
Sc = Pc / A
암석의 종류에 따른 조직(입자의 크기 등)의 차이에 의해 강도가 달라지기도 한다. 즉, 세립의 사암은 조립질의 암석보다 큰 강도를 갖는다. 화성암과 변성암은 현미경 관찰로 확인되는 입자간의 상호결합의 세기에 따라 강도를 달리한다. 이와 같은 요소를 암석의 결정도라고 한다. 그러나 퇴적암에 있어서는 조직뿐만 아니라 교결물의 강도 역시 암석의 압축강도에 영향을 미치게 된다. 이는 특히 사암, 역암, 각력암 등과 같은 암석에서 흔히 나타난다. 석회암은 흔히 점토로 충진된 균열을 가지며, 이러한 경우의 강도는 낮게 나타난다.
열극 또는 미세 균열은 특히 파괴면의 방향과 일치하는 것의 경우 암석의 강도를 저하시키는 요인으로 작용한다. 이러한 균열을 포함하는 암석의 강도는 층리 또는 균열에 대해 수직으로 압축력이 작용할 때 가장 크게 나타난다.
(따라서 암석의 고유한 결정형에 따라 암석의 변형 강도가 다르게 나타난다고 할 수 있다.)

10. 광물의 경도
경도: 광물 표면의 힘에 대한 저항 강도로 외부의 어떠한 힘에 대하여 견디는 정도를 말한다.
예를 들어, 다이아몬드(금강석)은 절대경도가 100,000으로 아주 강한 광물입니다. 또한, 광물의 결정구조가 3차원 망상형태의 배열을 하고 있어, 어떠한 외부의 변형에도 잘 긁히지도 않고 망치로 때려도 안깨어진다.
1)모스경도: 한 물질이 다른 물질을 긁거나 마모시킬 수 있는 능력으로 측정
- 모스 경도의 척도 : https://ko.eferrit.com/%EB%AA%A8%EC%8A%A4-%EA%B2%BD%EB%8F%84%EC%9D%98-%EC%B2%99%EB%8F%84/
2) 새김경도: 추에 압력을 가하면서 추에 가해진 압력에 대한 저항하는 힘으로 측정
3) 되튐경도: 충돌시킬 때 광물 표면이 저항하는 정도로 측정
**광물의 경도는 결정의 모양에 관련이 없다. 광물의 경도는 입자 배열 상태, 조밀함 등에 의해 결정되는 것이지 광물의 어떤 결정형태를 가지고 있는가에 의해 경도가 결정되는 것은 아니다.
**경도와 변형 강도(암석의 응력-변형률)의 차이
1) 경도 : 재료의 표면에 가해지는 힘에 대한 저항력을 의미한다. 즉, 광물 표면에 마모, 긁힘 등에 대한 저항 강도를 의미한다.
2) 변형 강도(암석의 응력-변형률) : 재료가 외부에 하중과 같은 힘을 받았을 때 재료가 전체적으로 버티는 저항을 의미한다.

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재료결정학 - 예스24

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이 책의 내용은 크게 원자의 결합, 결정학, 결정분석의 세 부분으로 나눌 수 있다. 원자의 결합에서는 원자의 전자 배치와 분포 및 원자 사이의 결합인 이온, 공유, 금속 결합 등과 결정을 형성하기 위해 방향성 결합 원자나 비방향성 결합 원자들의 충전으로 어떻게...

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후쿠시마 오염수 방류가 환경과 생물에 미치는 영향

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후쿠시마 오염수 방류가 환경과 생물에 미치는 영향

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1. 칼럼

후쿠시마 오염수 방류 현장 시찰서 확인할 핵종은

http://m.dongascience.com/news.php?idx=59825

2. 학번

31214박수진

3. 발표 제목

후쿠시마 오염수 방류가 환경과 생물에 미치는 영향

4. 지구과학 목차

4. 해수의 운동과 순환

5. 도서명-저자

수권의 방사능 오염 - 카지 케이스케

6. 교과 내용 핵심 키워드

해수의 순환

7. 알고 싶은 것

후쿠시마 오염수 방류가 우리나라에 미치게 될 영향과 방사능이 수권에 미치는 영향을 알고 싶다.

8. 교과 내용 연간 도서 설명

해양의 방사능 자정 능력이 지구과학II에서 배운 해수의 순환과 관련되어 있다는 것을 알게 되었다. 방사능을 해양에 방류하면 해수의 순환을 따라방사능이 전지구적으로 퍼지게 되어 농도가 옅어진다. 이때 옅어진 방사능 농도가 해양의 자정 능력으로 해결 될 수 있을 정도라면 해양이 방사능을 자정할 수 있다.

9. 새롭게 알게 된 것

후쿠시마 원전 오염수에는 여러 방사능 핵종이 포함되어 있다. 그 중 가장 우려되고 있는 핵종들이 세슘-137, 스트론튬-90, 트리튬(3중수소)이다. 세슘-137과 스트론튬-90이 체내에 쌓이게 되면 내부 피폭이 발생하면서 갑상선암, 골수암 등의 암이 발병한다. 또한 트리튬은 DNA를 구성하는 수소자리에 트리튬이 들어갈 경우 헬륨으로 변하면서 DNA에 영향을 미쳐 세포 사멸, 생식기능 저하 등 인체에 손상을 줄 수 있다. 세슘-137과 스트론튬-90은 ALPS(다핵종제거설비)로 걸러낼 수 있으나, 트리튬과 탄소-14를 걸러내지 못한다.

칭화 대학 연구진은 후쿠시마 원전 오염수가 바다로 방류될 때 주요 방사성 물질인 '트리튬'(3중수소)의 확산을 미시, 거시적으로 시뮬레이션한결과를 발표했다. 그 결과, 오염수 방류 120일 내에 위도 30도, 경도 40도에 걸쳐 오염물이 급속히 확산하며, 오염물은 북위 35도 인근에 집중되고 해류의 영향으로 경도보다 위도 방향으로 더 빨리 확산하는 것으로 나타났다.  오염수 방류 1천200일 뒤에는 오염물이 북태평양 거의 전역으로 확산하며 동쪽으로는 북미 해안, 남쪽으로는 호주에 이르게 되며, 이후 적도 해류의 영향으로 남태평양으로도 급속하게 퍼져나가는 것으로분석됐다. 방류 2천400일이 지나면 인도양도 영향을 받고, 3천600일 뒤에는 태평양 전역으로 퍼지는 것으로 나타났다. 오염수 확산에서 특이하게 나타난 것은 후쿠시마 앞바다가 남쪽으로 흐르는 오야시오 해류와 북쪽으로 흐르는 구로시오 해류가 만나는 해역으로, 방류된 원전 오염수가해안을 따라 남북으로 흐르지 않고 서풍을 타고 동쪽으로 확산한다는 것이다. 이렇게 계속해서 해양으로 오염수가 순환한다면, 바다에 골고루 퍼져 희석되는 것이 아니라 해수의 순환을 따라 샌디에이고 등의 북미 인근에 오염물이 집적될 것으로 보인다.

해수의 순환으로 바다가 탁월한 방사능 처리 능력이 있으나, PIF 자문단 소속 로버트 리치먼드 미국 하와이대 케왈로 해양연구소장은 "삼중수소는 유기적으로 결합할 경우 먹이그물을 통해 살아있는 생물의 세포, 조직, 기관이나 해양 바닥 퇴적물에 축적될 수 있다"라며 "이러한 유기 결합삼중수소는 세포 DNA에 영향을 줄 수 있다“고 말했다. 먹이사슬을 통한 방사능 물질의 축적은 먹이사슬의 정점에 있는 인간에게 가장 많은 영향을 미칠 것이다.

10. 추가 학습하고 싶은 내용

방사능 핵종을 효율적으로 분리해낼 수 있는 기술과 해양에 확산되는 방사능을 측정할 수 있는 기술에 대해 알아보고 싶다.

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1. 칼럼
https://www.goeonair.com/mobile/article.html?no=27122

2. 31204 강예주

3. 발표 제목
: 해양 자원의 사용과 이점

4. 지구과학 목차
: 2. 지구 구성 물질과 자원_5. 해양자원

5. 도서명_저자
: 해양자원과 활용_박인태

6. 교과 내용 핵심 키워드
해양 에너지 자원, 해양 재생 에너지, 해양 물질 자원, 해양 생물 자원, 해양 바이오 산업

7. 알고 싶은 것
: 인류는 생활에 필요한 광물이나 에너지 자원을 주로 육지에서 얻었다. 그러나 시간이 지나면서 인구 증가와 문명의 발달로 자원이 빠르게 고갈되면서 해양에 존재하는 자원을 이용하기 시작했다. 해양에는 여러 에너지 자원이 존재하는데 이를 사용함으로써 우리가 얻을 수 있는 이점이 무엇이 있을까 의문이 생겼다.

8. 교과 내용 연관 도서 설명
: 해양자원의 개념, 해양자원의 개발 이용 현황, 해양자원의 경제적 이용

9. 새롭게 알게 된 것
(1) 비생물 물질자원(해수에서 추출하는 물질자원/ 해저에 부존하는 물질자원)
바다의 비생물 물질자원에는 해수에서 추출하는 물질자원과 해저에 부존하는 광물자원이 있다. 그 중 해수에서 추출하여 이용하는 물질자원에는 오랜 옛날부터 사용해온 소금을 비롯하여 마그네슘과 브롬 등의 용존금속과 염을 제거하고 남은 담수 등이 대표적이다. 그 다음 해저 광물자원으로는 석유가 천연가스를 비롯하여 연근해저의 골재자원 망간단괴와 심해저 열수광상 등의 심해저자원이 중요하며, 최근에는 대륙주변부 해저에 광범위하게 분포하는 것으로 알려진 메탄가스 수화물이 미래의 에너지 자원으로 관심의 대상이 되고 있다.
(2) 해수 용존물질
바닷물은 평균적으로 약 96.5%의 물과 3.5%의 용존염으로 구성되어 있으며, 3.5%의 용존염은 자연에 존재하는 거의 모든 원소를 포함하고 있다. 그러나 현재 해수에서 추출되어 상업적인 규모로 생산되는 용존물질은 소금을 비롯하여 마그네슘과 브롬 등 극히 일부 성분으로 한정되어 있다. 소금은 아주 오래전부터 해수에서 추출해왔으며, 동서양의 많은 나라에서 소금의 생산과 거래는 국가의 전매상품으로 통제되기도 했다.
현재 상업적으로 생산되는 마그네슘의 약 50%와 브롬이 약 30%를 해수에서 추출하고 있다.
한편 해수 용존물질 중에서 우라늄과 리튬등이 미래의 자원으로 주목받고 있다. 해수의 용존 우라늄을 추출하는 기술에 대해서는 세계적으로 이미 많은 기술이 축척되고 또 시험 생산까지 이루어졌으나, 아직은 육상 자원이 풍부하여 경제성을 맞추지 못하고 있다.

(3) 해양광물자원

바닷물과 해저에는 인류가 최소 수백 년 내지 수천 년 이상을 쓸 수 있는 풍부한 광물자원이 다양한 형태로 존재하는데 이를 지질학적 특성에 따라 구분하면 대륙연변부의 광물자원, 심해분지 내의 광물자원, 중앙해령 (midocean ridge)부근의 광물자원, 해수중의 광물자원 등으로 구분할 수 있다. 대륙연변부에 분포하는 광물자원의 대부분은 육지로부터 침식, 운반되어 온 것으로 육상의 지질에 많은 영향을 받는다.

이 지역에는 석유를 비롯하여 황·암염·칼륨·석탄 등의 비금속자원과 구리·아연·납·철·니켈·금·은·수은·형석·베릴륨·주석·텅스텐 등의 금속광상, 그리고 해수의 분급작용에 의한 중광물·귀금속·모래·자갈·석회 등의 표사광상, 천해지역에서 생성되는 인회석·해록석 등의 자생광상 및 화학적·생화학적 작용에 의하여 침전되는 철·망간산화물 등의 풍부한 자원이 분포한다.

심해분지내의 광물자원으로 대표적인 것은 해수로부터 화학적 침전에 의하여 형성되는 망간단괴(manganese nodules)이다. 이 망간단괴에는 망간·철·니켈·구리·코발트 등의 금속이 집중되어 있다. 심해분지 내의 기반에는 수은·크롬·백금·금·은 등의 금속광상이 있고, 또한 알루미늄·철·구리·니켈·코발트·티탄을 다량 함유하는 점토와 생물 유해의 껍질인 연니(軟泥, ooze)가 심해저에 넓게 분포하여 광상을 형성하기도 한다.

또한 심해저에는 총 연장 6만㎞나 되는 중앙해령이라 불리는 일련의 해저산맥이 발달되어 있다. 이 중앙해령 부근에서는 맨틀로부터 마그마가 상승하여 새로운 해양지각이 끊임없이 형성되며 이때 수반되는 열수용액에 의한 광화작용으로 여러 종류의 금속광물이 유화물상태로 부존된다.

이와 같은 유화광상(polymetallic sulfide deposit)의 대표적인 금속광물로는 아연·구리·은·코발트·니켈 등을 들 수 있으며 홍해의 다금속 펄이 이 경우에 포함된다. 이 밖에도 해수중에는 육상에서 알려진 모든 원소가 포함되어 그 중 80종 이상의 원소가 확인되었고 소금·브롬·마그네슘 등이 현재 상업적인 목적으로 바닷물로부터 추출되고 있는 광물자원이다.

우리 나라 근해의 도서에는 티탄철광과 사철광의 형성가능성이 높다. 그리고 연안해안에는 사금과 중석이 많은 것으로 추정되고 있으며, 표사광물인 저어콘·모나자이트와 모래·자갈 등 골재자원은 일부 채광되고 있다. 또한 지질학적 특성으로 보아 대륙붕에는 석유·천연가스의 부존가능성도 매우 큰 것으로 기대되고 있다.

(4) 해양생물자원

바다는 유기물 생산능력이 육상보다 훨씬 클 뿐만 아니라 지구상에 있는 전생물의 80％가 바다에 살고 있으며, 어류의 생산량만으로도 수백 억의 인구를 부양할 수 있는 잠재력을 지니고 있다. 전 세계의 수산물 생산량은 1986년 말 현재 9146만t으로 이는 제2차세계대전 직후인 1948년의 생산량 1960만t에 비하여 무려 5배 가까이 늘어난 양이다.

그러나 유엔식량농업기구에 의하면 세계 수산자원의 추가잠재력은 2억4000만t에서 4억5000만t에 이를 것으로 추정되고 있다. 이러한 추가잠재력의 근거로는 현재의 미이용자원인 오징어류와 중층어류, 남극 크릴새우 및 기타 연체류 등이 제시되고 있다. 해양생물자원에는 인간이 필요로 하는 아미노산들이 균형 있게 함유되어 있어 앞으로 식량자원으로 가치가 더욱 높아질 전망이다.

또한 최근 활발히 연구되고 있는 분야의 하나인 해양약리학(marine pharmacology)은 해양생물을 구성하고 있는 물질을 조사하고 유용성분을 추출하는 연구분야로 새롭게 주목되고 있다. 또한 해양생물공업(marine biotechnology)이라는 새로운 산업이 등장하여 각종 해양생물로부터의 특수물질 및 생리활성물질 추출 이용이 점차 주목을 받고있다.

(5) 해양에너지자원

바닷물은 끊임없이 움직이면서 이동할 뿐만 아니라 태양열의 대부분을 흡수, 저장하는 능력을 가지고 있으며 대기와의 상호작용으로 바람과 해류와 파랑을 일으킨다. 이러한 바다의 특성은 곧 막대한 양의 에너지자원을 형성하게 된다.

해양에너지는 그 잠재력이 엄청나게 크고 태양계가 존속하는 한 고갈염려가 없는 순환에너지(renewable energy)이며, 오염을 수반하지 않는 무공해에너지(clean energy)라는 점에서 가장 이상적인 미래의 에너지자원으로 주목되고 있다.

현재 이용중이거나 개발되고 있는 해양에너지자원으로는 바다의 조석현상을 이용하는 조력발전을 비롯해서 파도 및 해류를 이용하는 파력발전과 해류발전, 해수온도의 차이를 이용하는 온도차발전, 그리고 해수와 담수간의 염도차이를 이용해서 발전하는 염도차발전 등이 있다.

(6) 해양공간자원

해양공간이 자원의 개념으로 등장하면서 해양개발의 국면은 한 차원 높은 단계로 발전되고 있다고 할 수 있다. 즉, 인공섬이나 해양구조물 등의 건설을 통하여 광활한 해양공간을 활용하여 단순한 물질자원의 개발차원을 넘어 입체적이고 종합적인 해양개발의 개념이 정립되고 있다.

뿐만 아니라, 미래형의 각종 산업시설과 주거공간을 해상에 건설하여 비좁고 공해에 찌들고 있는 육상공간의 문제를 풀어가고 있는 것이다. 일본이 나가사키(長崎)에 해상비행장(198만㎢)을 건설하여 소음과 공해의 문제를 해소한 것이라든가 고베(神戶)에 포트 아일랜드(436㎢)를 건설, 도시공간을 바다로 확장한 것은 이러한 해양공간 이용의 좋은 본보기이다.

이러한 해양공간의 이용은 화열발전소나 폐기물 처리장, 어업기지, 레크리에이션기지, 해상 플랫폼 등 광범위하고 다양한 형태로 확산되고 있다. 우리 나라의 경우에 있어서도 그 동안 해안간척이나 매립에 의하여 농경지와 임해공업단지를 조성해왔다. 그리고 최근에는 부산에서 인공섬 건설에 의한 신도시건설(6204만㎢)을 계획하고 있어 본격적인 해양공간이용시대로 접어들고 있다.

10. 추가 학습하고 싶은 내용
해양 생물 지원을 이용한 바이오
(1) 생체 의료용 해양생물자원_손상된 조직이나 장기의 일부를 보완하기 위한 생체 재료로 이용된다.
(2) 히알루론산_ 각종 안과 수술의 보조제, 관절 내 주사제, 인공눈물 등의 목적으로 사용된다.
(3) 키토산_갑각류에 함유되어  있는 키틴이 인체에 흡수될 수 있도록 가공한 물질으로 지혈과 통증 완화 효과가 있다.

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해양자원이라고 하면 우리는 보통 수산물을 떠올린다. 나도 최근까지 해양자원은 수산물을 떠올렸다. 허나 해양자원의 범위는 매우 넓으며 잠재력 또한 무궁무진하다. 우리는 살아가면서 수많은 해양자원을 이용하고 있다. 해양자원을 활용한 역사는 과거로 거슬러 올라간다. 인류의 탄생과 동시에 시작되었다고 말해도 무방할 정도다.

해양자원이라는 말은 수산자원을 지칭하는 말로 사용되었으나 현재는 바다에 있는 자원을 가리키는 말로 사용된다. 이러한 해양자원을 구체적으로 나누어보면 해양광물자원, 해양생물자원, 해양에너지자원, 해양공간자원, 이렇게 네 가지로 나누어진다.

현재 해양 환경 파괴가 심각하게 이루어지고 있는 상황이 되어서야 사람들은 해양에 관심을 가지기 시작했다. 사람들의 해양에 대한 관심은 해양 생물에만 초점을 두고 있는 것으로 보일 때가 많다. 해양자원의 다양성과 중요성에 대한 관심이 요구되는 때이다. 그렇다면 "해양자원의 가치는 얼마나 될까"라는 궁금증이 따라올 수밖에 없다. 과학 저널 네이처가 평가한 바에 따르면 해양 생태계의 연간 가치는 22조 6천억 달러에 이른다. 이는 육상 생태계가 지닌 가치의 2배에 달한다. 또한 해양 광물 매장량 이용 가능 기간을 200년~1만 년이라고 평가했다. 이렇듯 우리가 확인할 수 있는 해양자원의 가치는 무한하다고 봐도 될 정도다.

위와 같은 결과를 보고 놀라움을 감추지 못했다. 육지 자원보다 해양자원의 가치가 높으리라 생각은 하고 있었지만, 그 격차가 이렇게 클 것이라고 예상하지 못했다. 나는 이러한 해양 자원들이 효율적으로 사용되기를 바란다. 현재 우리는 해양자원의 가치를 평가절하하고 있을지도 모른다. 이러한 자원들을 활용할 수 있게 되면 우리의 삶은 많이 발전하게 될 것이라고 나는 믿고 있다. 바다는 아직 알려지지 않은 부분이 너무나도 많다. 이러한 특징을 가진 바다의 자원에 대해 알아보고 싶은 마음은 점차 커져 갔다.

이러한 해양자원을 나눠보자면 크게 4가지 영역으로 나누어지게 되는 데 우선 해양 광물이 있다. 해양 광물자원에는 니켈, 구리, 금 등이 있으며 니켈의 경우 정유시설과 배터리 제조에 사용된다. 해양생물은 바다에 사는 생물을 통칭하는데 현재 생산량만으로 많은 인구를 부양할 수 있는 능력을 갖춘다고 한다. 해양에너지 자원은 더욱 무한하다. 바다는 태양열의 대부분을 흡수하고 저장하는 능력을 보유하고 있다. 바다의 이러한 특성을 활용한다면 많은 에너지를 생산할 수 있다고 전문가들은 전망한다. 마지막으로 해양공간을 활용하는 방안도 해양자원의 한 형태이다. 그러나 바다는 물인데 어떻게 활용한다는 것일까? 하는 의문도 따라올 수 있다. 해양공간의 활용은 다양한 산업 시설과 주거 시설 등을 해상에 지어 과밀한 육지가 지닌 문제를 해결하는 방법이 그것이다.

위에서 본 것처럼 해양자원의 가능성은 무한하다고 할 수 있다. 그중 나는 해양생물자원하고 광물 자원에 이끌리게 되었다. 해양 생물과 자원은 지금까지 있었던 바다의 흔적과 역사를 고스란히 보여주기 때문이다. 아직도 우리가 모르는 해양자원이 많다는 말을 어디선가 들은 기억이 있다. 나는 다음에 이러한 것들을 밝히고 연구하는 사람을 꿈꾼다. 해양 자원들에 대해 공부를 하는 중에 우리나라의 해양자원에 관해서 관심이 가게 되었다.

해양 자원하면 우리나라에서 빼놓을 수 없는 자원이 하나 있다. 그것은 바로 메탄하이드레이트이다. 많은 양의 메테인이 결정 구조의 물 안에 갇혀 있고 얼음과 비슷한 고체 상태로 형성된 고체 클래스 레이트 화합물을 뜻한다. 편재성이 적고 친환경적이며 발열량이 많다는 특징이 있어 자원으로의 가치가 매우 높다. 따라서 차세대 연료로 주목받고 있지만 채굴과 수송이 어렵다는 문제가 있다. 이러한 메탄하이드레이트는 독도에 많은 양이 매장되어 있다고 한다. 셰일 가스의 경우 수익성이 좋지 않다고 판단되어 개발이 이루어지지 않다가 석유 매장량의 한계와 기술의 발전이 맞물려 지금은 주요 자원이 되었다. 메탄하이드레이트 또한 채굴과 수송에 대한 어려움을 이겨낼 기술의 발전이 이루어지고 차세대 연료의 필요성이 커진다면 주요한 자원이 되리라 기대된다.

이렇듯 해양자원의 미래는 굉장히 밝다고 생각한다. 아직 우리가 주로 이용하는 자원은 생물 자원이지만 앞으로 그 영역은 확정될 것으로 예상된다. 그러나 이를 활용하기 위해서 많은 문제들이 우리를 기다리고 있다. 메탄하이드레이트의 경우 아직 지상으로 자원을 가지고 올 방법이 존재하지 않는다. 이러한 문제들이 많이 있는데 이런 문제들이 해결되기를 바라는 동시에 신중하게 접근해야한다고 생각한다.

바다라는 존재는 우리에게 해양자원이라는 선물을 준 것과 마찬가지다. 이를 어떻게 활용하는지에 따라 앞으로 인류에게 커다란 변화가 생겨날 것이다. 하지만 환경 오염이나 기후 변화에 인류가 대처하지 못한다면 해양자원을 활용하기도 전에 바다가 오염되어 많은 해양자원이 사라질 수도 있다는 사실을 알았으면 하는 바람이 있다.

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[인규식의 과학 칼럼] 해양자원에 대한 이야기

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해양자원이라고 하면 우리는 보통 수산물을 떠올린다. 나도 최근까지 해양자원은 수산물을 떠올렸다. 허나 해양자원의 범위는 매우 넓으며 잠재력 또한 무궁무진하다. 우리는 살아가면서 수많은 해양자원을 이용하고 있다. 해양자원을 활용한 역사는 과거로 거슬러 올라간다. 인류의 탄생과 동시에 시작되었다고 말해도 무방할 정도다. 해양자원이라는 말은 수산자원을 지칭

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1. 칼럼

[이정모 칼럼] 중력파, 어디에 쓸까?

https://www.hankookilbo.com/News/Read/201702211422758816

2. 31210김준아

3. 발표 제목

중력파 관측의 위대함!!!

4. 지구과학 목차 (질문)

Ⅵ. 행성의 운동

Ⅶ. 우리은하와 우주의 구조

5. 도서명-저자

중력이란 무엇인가-뉴턴프레스

6. 교과 내용 핵심 키워드

중력파, LIGO, 상대성 이론, 시공간의 휘어짐(왜곡) 등

7. 알고 싶은 것

- 아인슈타인이 말한 중력파란?

- 중력파를 관측하기 어려운 이유

- 과학자가 중력파를 관측한 방법

- 중력파 발견의 중요성

- 중력파 쓰임새

8. 교과 내용 연관 도서 설명

- 등가 원리, 휘어진 공간, 중력과 시간 등 상대성 이론이 말하는 중력

뉴턴이 중력을 만유인력으로 설명한 반면, 아인슈타인은 중력을 ‘시공(시간과 공간)의 휘어짐’으로 설명했다. 아인슈타인은 시간과 공간은 언제 어디서나 일정하다는 그때까지의 상식을 깨고, ‘질량은 공간을 휘어지게 하고, 중력을 만들어 낸다.’고 주장했다. 빛도 휘어진 공간을 따라 휘어져서 나아가며, 중력이 강한 곳에서는 시간의 흐름도 느려진다는 상대성 이론의 핵심 내용을 알아본다.

- 블랙홀, 암흑 물질, 암흑 에너지와 중력의 관계

중력의 불가사의한 성질은 마침내 블랙홀의 개념을 만들어 냈다. 뿐만 아니라 블랙홀이 눈에는 보이지 않지만 실제로 존재한다는 데 많은 과학자가 동의하고 있다. 더욱이 우주 공간에는 암흑 물질과 암흑 에너지라는 대상을 대상을 상정하지 않으면 설명할 수 없는 현상이 확인됨으로써 중력에는 수수께끼가 더해졌다. 인류는 우주를 구성하는 물질의 95%의 정체를 아직 모르는 셈이다. 이제까지 알려진 블랙홀, 암흑 물질, 암흑 에너지의 정체와 그 실체를 밝혀내려는 과학자들의 노력을 소개한다.

9. 새롭게 알게 된 것

- 아인슈타인이 말한 중력파란 무엇일까?

아인슈타인은 상대성이론을 통해 중력파의 존재를 세상에 알렸다. 그는 우주를 ‘시간과 공간으로 이루어진 그물’로 생각했다. 질량을 가진 물체가 시공간 그물을 휘게 만들어서 그물 속으로 빨려 들어가는 중력이 생긴다는 것이다. 그리고 물체가 점점 빠른 속도로 움직이는 가속운동 또는 운동 방향이 계속해서 변하는 회전운동 등을 하면 시공간의 그물이 출렁이면서 이런 변화가 파도처럼 퍼져 나가는데, 이것이 바로 중력파다. 이런 중력파가 지나가면 그곳의 시공간이 변한다. 즉 공간이 늘었다 줄었다, 시간이 느려졌다 빨라지는 현상이 반복된다. 이처럼 순간적으로 시공간의 왜곡을 일으키는 것은 오직 중력파뿐이다.

- 중력파를 관측하기 어려운 이유?

1916년 아인슈타인의 상대성이론 발표 후, 중력파가 존재한다는 사실을 뒷받침하는 발견이 이어졌다. 1974년 미국의 물리학자 조지프 테일러와 러셀 헐스는 중성자별 두 개가 서로의 주변을 돌면서 거리가 점점 가까워지는 현상을 확인했다. 회전하는 두 별이 중력파를 방출하면서 에너지를 잃고 공전 궤도가 짧아진다는 아인슈타인의 예측이 사실로 증명된 것이다. 하지만 이 발견도 중력파가 있을 것이라는 이론을 증명할 뿐, 중력파를 직접 검출하지는 못했다. 100년 동안 그 누구도 중력파를 검출하지 못한 이유는 중력의 특성에 있다. 중력은 아주 약한 힘이다. 자연에서 가장 큰 힘인 강한 핵력의 크기를 1로 보았을 때, 중력의 크기는 6×10-39이다. 태양보다 훨씬 무거운 물체가 빛의 속도만큼 빠르게 움직여도 아주 정밀한 측정 장비로만 시공간의 변화를 알아차릴 수 있을 정도다. 따라서 중력파를 관찰하기 굉장히 어려웠던 것이다.

- 과학자가 중력파를 관측한 방법
라이너 바이스, 배리 배리쉬, 킵 손을 비롯한 연구팀은 라이고(LIGO)라는 장비로 중력파를 검출했다. 라이고는 빛을 이용해 미세한 길이 변화까지 측정하는 장비다. 4㎞ 길이의 터널이 직각으로 맞닿아 있는데, 맞닿은 곳에서 양쪽 터널 끝을 향해 레이저 빛을 쏜다. 그러면 빛이 터널 끝에 있는 거울에 반사돼 되돌아오는데, 평소에는 양쪽 터널을 지나온 빛의 시간이 서로 같다. 하지만 중력파가 지구를 지나가면 시공간이 왜곡되면서 터널의 길이가 미세하게 달라진다. 실제 2015년 9월, 두 개의 블랙홀이 하나로 합쳐지면서 생긴 중력파로 인해 한쪽 터널은 4×10-18㎝만큼 길이가 줄고, 한쪽 터널은 그만큼 길이가 늘어났다. 이때 터널을 지나온 두 빛이 간섭을 일으켜 검출기가 신호를 감지한 것이다.

- 중력파 발견의 중요성

과학자들은 왜 중력파 검출에 열을 올릴까? 이 질문에 답은 여러 가지일 수 있다. 하지만 가장 큰 이유는 중력파가 우주 탄생의 비밀을 밝히는 열쇠가 될 수 있기 때문이다. 지금 우리는 전자기파를 이용한 망원경으로 우주를 보고 있다. 전파망원경을 통해서 볼 수 있는 우주는 빅뱅 후 38만 년 이후부터다. 반면 중력파는 빅뱅이 일어나고 10-32초 뒤부터 볼 수 있다. 즉, 중력파 관측을 통해 지금까지 우리가 알아내지 못한 우주 탄생의 과정을 밝혀낼 수 있는 것이다. 또한 중력파는 물질과 거의 반응하지 않기 때문에 초신성 폭발, 블랙홀 충돌과 같은 먼 우주에서 생긴 신호도 지구까지 전달할 수 있다.

- 중력파 쓰임새

강궁원 KISTI 박사도 “전자기파 검출은 이론이 나오고 15년 걸렸지만 중력파는 이론이 나온 후 100년”이라며 “전자기파가 검출이후 문명으로 오기까지 100년이 걸렸는데 중력파는 비교해보면 6배 정도 더 걸릴지도 모르지만 미래에 상상하기 힘들 정도로 다양한 방식으로 응용될 것”이라고 말했다. 즉, 아직 중력파를 발견한 초기단계이기 때문에 무궁무진한 가능성이 열려있다는 사실만을 알 수 있다. 하지만 현재 분명한 용도로는 천체 관측에 사용된다는 것이다. 천문학자들은 천체에서 오는 빛을 관측해 천체의 성질을 연구했다. 중력파를 관측할 수 있게 되면 강한 중력장과 관련된 많은 현상을 직접적으로 이해할 수 있게 된다. 중력파는 약간의 관측 감도만 높여도 훨씬 많은 천체를 볼 수 있다. 빠른 속도로 그 활용도가 높아질 것으로 예상된다. 중력파 방출 현상이 빛의 방출과 같이 일어날 수 있는 경우가 많아 광학 천문학과 협력해 과거에 전혀 알 수 없었던 현상을 이해하는데 활용된다.

10. 추가 학습하고 싶은 내용

-중력파 천문학, 과학기술에 미칠 영향

https://www.sciencetimes.co.kr/news/%EC%A4%91%EB%A0%A5%ED%8C%8C-%EC%B2%9C%EB%AC%B8%ED%95%99-%EC%8B%9C%EB%8C%80-%EB%8F%84%EB%9E%98%ED%95%9C%EB%8B%A4/

- 현재 중력파 발견의 한계점

- 한계점을 보안한 LISA

https://www.sciencetimes.co.kr/news/%EC%9A%B0%EC%A3%BC%EC%97%90%EC%84%9C-%EC%A7%81%EC%A0%91-%EC%A4%91%EB%A0%A5%ED%8C%8C%EB%A5%BC-%ED%83%90%EC%A7%80%ED%95%9C%EB%8B%A4/

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1.
권력을 좌우하는 ‘희금속’ 고찰 :: 문화일보 munhwa

2.
31216 양수희

3.
희금속과 관련된 전세계적 상황

4.
2-4. 광물과 암석의 이용

5.
미래 권력의 조건(데이비드 S. 에이브러햄)
희토류 전쟁(데이비드 S. 에이브러햄)

6.
희금속, 희소금속, 희토류, 공급량, 수요량, 채광, 제련, 희토류시장, 첨단산업, 선진국, 개발도상국, 스마트폰

7.
대표적인 희금속(희소금속)인 희토류의 특징과 희토류로 인한 문제들에 대해서 알고자 한다.

8.
1) 미래 권력의 조건(데이비드 S. 에이브러햄)
희토류는 스마트폰의 출현 이후 중요성이 증가한 광물 중 하나로,  화학적으로 안정되어 있고 열전달성이 높아 하이테크 제품의 부품으로 사용된다. 희토류는 양이 매우 제한적이며 채광되는 지역도 매우 한정적이다. 기업에서 더욱 스마트한 제품을 생산해내기 위해서는 희토류가 필요조건이 된 현재, 희토류 등의 희소금속의 사용과 유통에서의 국제적 분쟁과 사용범위 등이 주목되고 있다. 희토류 매장량이 가장 압도적인 국가는 중국으로, 실제 일본과의 희토류와 관련된 외교적 문제가 있었다. 중국과 일본이 영토전쟁으로 인해 갈등을 겪던 상황에서, 중국이 일본으로의 희토류 수출을 중단시킴으로써 일본으로부터 외교적 사과를 받아낸 바 있다.

2) 희토류 전쟁(데이비드 S. 에이브러햄)
희토류를 이용해 전자화할수록 전자 제품의 성능이 좋아지는데, 희토류의 채광은 매우 어렵다고 알려져 있다. 희토류의 채광이 어려운 이유는 극미량 분포로 인한 자연파괴의 위험, 정제과정에서의 독성 화학 혼합물 생산, 방사성 물질 생산 등이 있으며, 이러한 이유로 희토류를 보유하고 있는 국가에서도 채굴에 대한 위험성으로 인해 채광을 못하고 있다. 희토류는 대표적인 희금속이고 이러한 희소성으로 인해 희토류시장을 독점하려는 시도가 국가들 간에서 일어나고 있다. 친환경 사회 건설은 더욱 많은 희금속류의 제련과 채광을 요한다는 모순이 있다.

9.
화학적으로 안정되어 있고 열전달성이 높아 하이테크 제품의 부품으로 사용됨.  양이 매우 제한적이며 채광되는 지역도 매우 한정적임. 희토류 매장량이 가장 압도적인 국가는 중국으로, 실제 일본과의 희토류와 관련된 외교적 문제가 있었음. 중국과 일본이 영토전쟁으로 인해 갈등을 겪던 상황에서, 중국이 일본으로의 희토류 수출을 중단시킴으로써 일본으로부터 외교적 사과를 받아낸 바 있음. 희토류의 채광은 매우 어렵다고 알려져 있음. 희토류의 채광이 어려운 이유는 극미량 분포로 인한 자연파괴의 위험, 정제과정에서의 독성 화학 혼합물 생산, 방사성 물질 생산 등이 있으며, 이러한 이유로 희토류를 보유하고 있는 국가에서도 채굴에 대한 위험성으로 인해 채광을 못하고 있음.

10.
희토류 대체제로 지목받고 있는 페라이트에 대해서 탐구하고 싶다.

산화철에 바륨, 망간, 니켈 및 아연과 같은 하나 이상의 금속 원소를 혼합하여 소결공정을 통해 제작한 세라믹 소재를 페라이트라 하며 상온에서 자성이 비교적 강해 영구자석으로 널리 사용되고 있다. 이들 소재는 전기적으로는 전기가 통하지 않는 절연성을 가지고 있으며 자기적으로는 준강자성(ferrimagnetic)을 띄고 있어 쉽게 자화될 수 있다.

[주간 급등주] 삼화전자, 한주간 68.9% 상승…희토류 대체재 페라이트 관심 집중 < 증권 < 금융·증권 < 기사본문 - 핀포인트뉴스 (pinpointnews.co.kr)

: 페라이트의 주가에 대한 기사가 매우 많음

11.
수업을 들으며 주요 개념에 대하여 학습하고, 실제 사례 및 관측치를 찾아보며 이해를 돕는다.

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미래권력의 조건 / 데이비드 S. 에이브러햄 지음, 이정훈 옮김 / 동아앰엔비

미래의 전략자원으로 일컬어지는 희금속류에 대해 다룬 책이다. 원제는 직역하자면 '힘의 요소(The elements of power)'인데 번역판 제목이 좀 거창하다고 느껴지는 건 지금이 미국 대선으로 권력이동이 이뤄지는 시기이기 때문이겠다. 희금속류란 첨단기기와 최신무기 제조, 환경기술 등에 필수적으로 쓰이는 물질임에도 지구상에 매우 희박하게 존재하는 금속원소를 일컫는다. 스마트폰도 희금속류가 없으면 만들 수 없다. 종류에 따라 해마다 채취되는 양은 수천t 이하지만 전 세계 희금속류 시장규모는 4조 달러(약 5000조 원)에 달한다.

에너지관련 기업에서 리스크 애널리스트를 지내고 백악관 행정예산실에서 천연자원프로그램을 감독한 이력의 저자가 쓴 이 책은 희금속류에 대한 이해부터 생산과 매매, 그리고 이를 둘러싼 다양한 분쟁에 대한 우려와 함께 희금속류의 수요증가에 대한 정책적 대응 등을 다루고 있다.

박경일 기자 parking@munhwa.com

주요뉴스

주한미군, 이달초 전투기·폭격기 수십대 동원 '매머드 워크'..."대북경고 메시지"

미 공군이 지난 5일 경기도 오산 공군기지에서 F-16 '파이팅 팰컨' 등 전투기 수십 대를 동원해 지상활주 훈련인 '엘리펀트 워크'(Elephant Walk·코끼리 걸음)를 실시했다.미 공군은 지난 27일 사회관계망서비스(SNS)에 미 7공군 산하 제51전투비행단과 제8전투비행단 등이 참여한 훈련 사진을 대거 공개하며 신속한 항공전투력 전개를 위한 '매머드 워크' 훈련을 했다고 밝혔다.'엘리펀트 워크'는 여러 대의 전투기가 최대 무장을 장착하고 활주로에서 밀집 대형으로 이륙 직전 단계까지 지상 활주를 하는 훈련이다. 전면전이나 유사시를 대비해 최대 무장을 갖춘 전투기·폭격기들이 신속하게 출격 연습을 하는 것으로, 군용기들이 마치 코끼리들이 한꺼번에 걷는 것처럼 움직인다고 해서 붙여진 이름이다.군 관계자는 "여러 부대가 참여한 훈련의 의미를 부각하기 위해 '매머드 워크'라는 별도의 이름을 명명했다"고 설명했다. 이번 훈련에는 F-16을 비롯해 일명 '탱크 킬러'(대전차 공격기)라 불리는 A-10 선더볼트 II 공격기, 고공정찰기 U-2S(드래건 레이디), 수송기 C-12 휴런 등이 동원됐다. 미 공군은 "대한민국 방어에 대한 우리의 의지를 드러낸 것"이라고 훈련의 의미를 밝혔다.이와 함께 미 공군 RC-135S(코브라볼) 정찰기가 27∼28일 이틀 연속 서해상으로 출격한 것으로 나타났다. 항공기 추적사이트와 군에 따르면 미 공군이 3대를 보유한 RC-135S는 전날 한반도 상공에 출동했다. 이 정찰기는 수백 km 밖에서 첨단 광학장비와 적외선 센서 등으로 미사일 발사 전 계측 정보와 발사 후 비행궤적, 탄착지점까지 포착할 수 있다. 일본 히로시마 G7(주요7개국) 정상회의를 앞두고 14∼15일 전개된 이후 10여일 만의 재출격이다. 미 공군력이 3주 가량 지난 훈련을 지금 시점에 공개하고 주요 전략자산을 한반도에 전개한 것은 북한에 대한 견제 메시지를 발신하기 위한 의도로 보인다. 최근 북한이 평안북도 철산군 동창리 서해위성발사장 인근에 제2발사장 건설공사에 속도를 붙이는 모습이 포착됐고, 평양 미림비행장 북쪽의 열병식 훈련장에서도 병력과 차량이 대거 관찰됐다. 조태용 국가안보실장은 지난 23일 연합뉴스TV에 출연해 북한이 지난 17일 실물을 공개한 군사정찰위성 1호기를 "가까운 장래에 발사 가능성이 있다"고 전망했고, 유성옥 국가안보전략연구원 이사장도 최근 토론회에서 오는 7월 27일 정전협정 체결일(북한 전승절 명명)을 계기로 정찰위성을 발사할 것으로 보인다고 분석한 바 있다.정충신 선임기

尹부부 출연에 20여년 장수프로그램 "폐지" 비판..."프로그램조차 이념대립 만든다" 반박도

"이딴 식으로 할거면 폐지하라."국내 대표적인 반려동물 관련 프로그램인 SBS 'TV동물농장'이 28일 윤석열 대통령 부부 출연분을 방송하자 진보 성향 시청자들의 비판글이 프로그램 게시판에 잇따라 올라왔다. 이에 윤석열 정부 지지자들은 반박 글을 올리며 문재인 전 대통령과 윤 대통령 부부의 반려견 관련 게시물로 논쟁이 벌어지는 형국이다. 이날 오전 윤 대통령 부부가 출연한 '동물농장'이 전파를 탄 이후 해당 프로그램 게시판에는 이날 약 오후 5시쯤까지 이번 방송 분에 관한 의견 250여 개가 올라온 상태다. 오전 10시쯤 처음 올라온 의견글은 "아침부터 ○○○하게 대통령 부부 출연은 뭐냐"는 내용의 글이었다. 이를 시작으로 한동안 윤 대통령 부부 출연에 불만을 느낀 비판글이 줄줄이 이어졌다. 주로 윤 대통령이 반려견과 해당 방송을 이용해 정치적으로 활용하는 것 아니냐는 비판이 대부분이었다. 이에 프로그램명을 "'TV정치농장'으로 바꾸라"는 글을 비롯해 "정치색을 지양하라"는 의견도 있었다. 일부 시청자들은 해당 방송사 자체를 비판하거나 SBS 관련 회사에 대한 비난을 제기하기도 했다. 심지어 일부는 "프로그램 폐지"를 요구하기도 했다.진보 성향으로 보이는 시청자들이 비판글이 쇄도하자 윤석열 정부 지지자나 보수층 시청자들도 게시판 논쟁에 가세하기 시작했다. 한 시청자는 "대통령이 특정 프로그램에 나왔다고 게시판에 와서 비판하는 것은 비정상"이라고 지적했다. 또다른 시청자도 "프로그램조차 이념 대립으로 만든다"고 꼬집었다. 특히 한 시청자는 "그 사람은 푸들은 예쁘다고 키우고 못 생긴 풍산개는 파양 했지 않냐"며 문 전 대통령이 김정은 북한 국무위원장으로부터 선물 받은 풍산개를 반환한 사건을 거론하며 진보층 시청자들의 비판에 반박하기도 했다.이날 방송에서 윤 대통령과 부인 김건희 여사는 지난해 12월 입양한 은퇴 안내견 '새롬이'가 서울 한남동 대통령 관저에서 지내는 모습을 공개했다. 김 여사는 "모든 개와 고양이들이 (엄마보다) 아빠를 훨씬 좋아한다"고 말했다. 이에 윤 대통령은 "(김 여사가) 훈련을 좋아해서 오른발, 왼발, 하면서 밥을 안 주고 계속 훈련을 시키면 강아지가 나한테 달려와서 그냥 달라고 한다"며 전했다. 윤 대통령 부부는 현재 새롬이 외에도 반려견 5마리, 반려묘 5마리 등 총 11마리와 함께 살고 있다.한편 지난 2001년 5월부터 방송이 시작된 '동물농장'은 올해로 22년째 편성이 유지되고 있는 대표적인 장수 교양프로그램이다. 박준희 기

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권력을 좌우하는 '희금속' 고찰

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클릭하시면 더 큰이미지를 보실 수 있습니다 미래권력의 조건 / 데이비드 S. 에이브러햄 지음, 이정훈 옮김 / 동아앰엔비 미래의 전략자원으로 일컬어지는 희금속류에 대해 다룬 책이다. 원제는 직역하자면 '힘의 요소(The elements of power)'인데 번역판 제목이 좀 거창하다고 느껴지는 건 지금이 미국 대선으로 권력이동이 이뤄지는 시기이기 때문이겠다.

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31222 최지인 교과연계도서 발표

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31222 최지인 교과연계도서 발표

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1. https://www.vekni.org/index.php?mid=menu_info&document_srl=46697
2. 31222 최지인
3. 편광현미경의 원리와 이용
4. 지구 구성 물질과 자원-광물
5. 빛 쫌 아는 10대-고재현
https://msearch.shopping.naver.com/book/catalog/32486510210?NaPm=ct=li7ipayw|ci=90b02e7c38fb315a12d94dee7cc5d25cddb33735|tr=boksl1|sn=95694|hk=9b1ab70cff5a1abdb3ca289880d7e93999731c04
6. 편광 현미경, 간섭색, 소광, 편광판,
7. 편광 현미경의 원리와 이용
8. 빛이 가지고 있는 다양한 속성, 즉 빛은 파동이면서 입자로서 행동하고, 직진하면서도 꺾이고, 다양한 파장대로 분산되는, 빛의 다양한 성질 등이 현대의 광기술과 이루는 접점을 소개하는 책이다. 이 책을 통해 빛의 다양한 속성을 알게 되어 이를 응용하여 편광 현상에 대해 이해하는 바탕이 될 수 있었다

9. 편광현미경은 광물 박편을 관찰할 때 한 방향으로만 진동하는 빛을 이용하여 광물의 광학적 성질을 관찰하는 현미경으로, 일반 현미경과 달리 일정한 방향으로 진동하는 빛만 통과시키는 편광판이 장착되어 있다.  이는 광물과 같이 다양한 결정 구조를 갖는 시료의 여러 정보를 한 번에 얻는데 유용하다.

빛은 전기장과 자기장이 진행방향과 수직으로 진동하여 전파되는 전자기파이다. 이때 전기장의 진동만으로 빛의 파동을 간략하게 표시하는데, 진행하는 빛을 정면에서 바라보았을 때 전기장의 진폭이 시간에 따라 바뀌는 것을 빛의 전파 방향에 수직한 평면 위에 나타낼 수 있다. 이를 편광 상태라 부르며 이 편광을 2차원의 벡터로 나타낼 때 벡터가 가리키는 방향을 편광 방향이라 부른다. 빛이 진행하면서 편광 방향이 직선을 유지하면 선형 편광이라 하고, 원형이나 타원을 그리며 편광 방향이 변하면 각각 원형 편광과 타원 편광이라 부른다.

자연광은 모든 방향으로의 편광이 혼재되어있다. 편광판은 한 방향으로 진동하는 빛만 통과시키는 특성을 가지고 있다. 따라서 광원에서 나오는 빛을 편광판에 통과시키면 편광된 빛을 얻을 수 있다. 만약 빛을 서로 편광 방향이 수직한 두 편광판에 연속적으로 통과시키면 아무런 빛도 보이지 않을 것이다. 이러한 편광의 원리는 디스플레이를 비롯한 많은 광학 분야에서 활용된다.

빛이 어떤 물질을 지나게 되면 빛의 전기장과 물질 내에 존재하는 전자가 서로 상호작용하게 된다. 따라서 전자가 전기장에 의해 진동하면서 빛을 내게 되고, 이 빛이 원래의 빛과 합쳐지며 새로운 빛을 만들어낸다. 이때 물질이 모든 방향에 대해 동일한 형태의 결정을 가지고 있다면(등방성 물질), 이 빛은 모든 방향에서 동일한 속도를 가질 것이다. 그러나 만약 물질을 이루는 결정이 모든 방향에 대해 형태가 동일하지 않다면(즉, 이방성 물질), 빛의 속도는 방향에 따라 다른 값을 가지게 될 것이다. 이로 인해 빛이 물질을 통과할 때 두 가지 굴절률로 휘어지는 것처럼 나타나며, 이를 복굴절이라 한다. 이러한 특징을 갖는 대표적인 물질로는 방해석(CaCO3)이 있다. 선형 편광된 빛이 복굴절하는 물질을 지나게 되면 직선 편광이 시료를 통과하며 원형 편광이 되고, 그것이 검광자를 통과하면서 서로 수직인 직선편광이 경로차를 가지고 합성되면서 시야에  그것에 의한 간섭색을 관측할 수 있다. 만약 단색광원을 사용하면 명암으로, 백색광을 사용하면 간섭색이 나타난다.

편광현미경은 본래 암석이나 광물의 연구용으로 발달하였지만 최근에는 무기물이나 유기물 결정 외에도 비정질에도 이용하면서 화학공업 방면에도 사용된다.

또한 난자 내의 방추사의 존재 여부와 위치, 형태, 길이 등을 조사해 좋은 난자를 선별하거나 수정을 위한 적절한 시기 및 위치를 찾는 데에 편광현미경이 사용되기도 한다. 본래 난자 내 방추사의 형체를 관찰하기 위해서는 염색이 필요했는데, 살아있는 상태에서 관찰하고자 빛의 굴절을 이용하는 편광 현미경을 이용하는 것이다. 편광현미경은 세포질 내 정자 주입술에도 활용되는데, 자연 수정이 어려운 경우 난자의 세포질 내에 정자를 직접 주입하는 미세수정 방법을 시행할 때 편광 현미경을 통해 방추사의 위치를 관찰하며 적절한 위치에 안전하게 미세수정을 실시함으로써 수정률과 정상적인 배아 발달률을 높일 수 있다.

10. 편광 현미경의 의학 분야에서의 활용 https://www.azolifesciences.com/article/Applications-of-Polarized-Light-Microscopy.aspx
-통풍 진단, 아밀로이드 검사 등에서 활용된다

11. 교과학습방법

처음에 지질도를 배웠을 때 지질도를 보고 그게 무슨 지형인지 파악하는 게 전혀 이해가 안가고 어렵게 느껴졌다. 그래서 한번 지형을 먼저 보고 그것을 지질도로 그려보자는 생각으로 수직층이나 단층이나 부정합이 있는 산을 그리고, 그 다음에 그 산을 지질도로 위에서 내려다본다고 생각하면서 그려보니 조금 이해가 되었다. 그래서 이번에는 문제에 제시되어있는 지질도를 단면도처럼 바꿔 그려보는 연습을 했다. 처음에는 어렵게 느껴지고 시간도 엄청 많이 걸렸지만 몇번 해 보니 '이런 식으로 선이 그어져 있는 게 습곡을 나타내는 거구나' 처럼 어떤 규칙들이 눈에 보이기 시작했고, 비로소 지질도에 대해 이해할 수 있었다

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1. 칼럼추가 : “반도체 핵심 원자재, 중국 의존도 높다” - 전자신문 (etnews.com)
2. 학번 이름 : 31224 한영실
3. 발표제목 : 게르마늄의 석출환경과 특징
4. 지구과학 목차 : 2. 지구 구성물질과 자원 - 01. 광물
5. 도서명-저자 : 땅 속에서 과학이 숨쉰다 - 장순근
6. 교과 내용 핵심 키워드 : 게르마늄, 규산염, 규쇼, 반도체, 광물자원, 석탄
7. 알고 싶은 것 : 반도체의 소재 재료에 대해 학습하던 중 게르마늄과 규소에 대해 알게 되었다. 그 중에서도 게르마늄의 경우 체내 유해물질을 배출하는 것으로 알고 있었기에 반도체의 주재료로 사용하는 것이 흥미롭게 다가왔다. 이러한 학습과정 도중 게르마늄이 채취되는 광산의 경우 주로 중국과 호주이며 우리나라는 어떠한 환경이기에 게르마늄이 석출되지 않는지 의문을 갖게 되었다. 이에 게르마늄은 어디서 석출되고 게르마늄의 자체적 특징에 대해 알고자 한다.
8. 교과 내용 연관 도서 설명 : 지형과 화강암, 석영, 광상과, 금속, 암염에 관한 이야기와 함께 저자가 지질탐사를 하면서 경험한 다양한 지질학적 내용들로 구성되어있다. 게르마늄외에도 규소 등과 같은 다양한 자원이 땅 속에 어떻게 있는지에 대해 포괄적으로 다루고 있는 도서이다.
9. 새롭게 알게 된 것 : 지구상에는 수소, 철, 동, 알루미늄 등 백여 종의 원소가 존재하고 있는데 게르마늄(Germanium)도 이와 함께 원소의 하나다. 게르마늄은 그 반도체적 성질로 인해 피부에 접촉하면 게르마늄 이온이(외곽전자) 체내에 들어가 생명력을 높이는 작용을 한다. 또한 체내에 들어가면 각종 유해물질과 함께 20∼30시간 안에 몸 밖으로 배출되므로 중독이나 부작용이 없다고 한다. 무기게르마늄의 입자가 사람의 피부와 접하게 되면 외곽전자의 침투압 활동으로 피부조직 속으로 반도체 성질이 들어간다. 오늘날에는 반도체 산업에서 얇은 물질, 적외선 광학물질, 야간용 광학물질, 전기통신 산업의 광섬유, 의학용/영양물 등으로 현저한 발전이 증가되었다. 지각 속에는 넓고 얇게 분포되어 있으며 섬아연석·황화광물 속에 약간 함유되어 있다. 또 암석 속에서 규산염의 규소와 치환하여 적은 양이 존재하는데, 이 때문에 클라크수는 0.00065로 제43위이다. 석탄 속에도 농축되어 있으며, 식물에 흡수되어 있는 경우도 많다. 원자번호 32, 원자질량 72.61, 비중 5.323, 녹는점 937.4oC(1,210.6 K), 끓는점 2,830oC(3,103.2 K)이다. 우리나라에도 경남광화대 및 태백산광화대에서 섬아연석과 황화광물에 소량 수반되어 있다.
10. 추가 학습하고 싶은 내용 : 게르마늄 등과 같은 지하자원을 임의적으로 생산할 수는 없는지에 대해 추가적으로 학습하고 싶다.
[신기술]ETRI, '실리콘-게르마늄' 반도체 소자 개발 < R&D·제품 < 뉴스 < 기사본문 - 헬로디디 (hellodd.com)

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미래를 보는 신문 - 전자신문

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“반도체 핵심 원자재, 중국 의존도 높다”

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희토류·텅스텐, 형석 등 반도체 핵심 원자재의 중국 의존도가 높은 것으로 나타났다. 한국수출입은행이 주요 반도체 원자재의 국내 연간 수입액을 분석한 결과 희토류, 텅스텐, 형석, 게르마늄을 중국에서 가장 많이 수입하는 것으로 나타났다. 구체적으로 희토류는 중국에서 국내

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1. http://ebook.kcsnet.or.kr/ecatalogm.php?catimage=&start=&callmode=&eclang=&Dir=111&Cate= ‘좋은’ 화학물질과 ‘나쁜’ 화학물질 (이덕환)

2. 31223 한보름

3. 전 세계로 확산하는 화학 물질

4. 2) 대기와 해양 2. 대기의 운동과 순환

5. http://m.yes24.com/Goods/Detail/96203837 지구를 떠도는 위험한 물질(전 세계로 확산하는 화학물질의 영향) - 일본환경화학회(엮은이), 김영일, 김성수, 조현서(옮긴이)

6. 대기 대순환, 해수의 순환

7. 산업 혁명이 시작되면서 우리는 여러 화학물질에 노출되어 왔다. 화학물질이 어떤 경로로 우리의 건강을 위협하는것인가? , 어떤 영향을 주는 것일까? 혹은 우리가 알게 모르게 화학물질이 이미 우리 생활에 자리잡은 것은 아닐까? 하는 궁금증이 생겼다.

8. 이 책은 POPs(잔류성유기오염물질), 미세플라스틱, 초미세먼지, 수은과 같은 중금속이 지구를 어떻게 순환하는지, 순환하는 과정에서 사람 뿐만 아니라 자연계 생물에 어떤 영향을 미치는지 등 여러 정보를 상세하게 설명한다. 우리 일상생활은 여러 화학물질을 통해 편리하게 유지된다. 일상생활에 이용되는 화학물질은 약 5~10만 종류 정도로 알려져 있다. 이렇게 많은 종류가 존재하는 만큼 사용량 또한 방대하다. 하지만 이런 물질 중에서 도움이 되지만, 조심해야 하는 물질, 혹은 절대 사용해선 안되는 물질도 여전히 존재한다. 인간이 지금가지 만들어 낸 화학물질중에는 편리한 성질만 있는 것이 아니다. 사용을 시작하고 그 위험성이 알려져 사용이 금지된 물질이 있다. 그 대표적인 예가 바로 DDT(DDTs)와 같은 농약이다. 이러한 농약을 사용함으로서 전세계적으로 식량 생산을 늘려왔다. 하지만 후에 이 농약이 환겨에 오래 남아 있으며, 해충 이외의 타 생물에도 농축되어 악영향을 미치는 것이 밝혀졌다. 이 사실이 밝혀지고 현재, 말라리아의 매개가 되는 모기를 구제하는 목적을 제외하면 사용이 엄격히 규제된다. 이외에 PCB, 다이옥신, 중금속, 플라스틱 등 위험한 물질은 우리 주변 어디든 존재한다. 위험한 물질은 환경 잔류성, 생물 농축성, 독성이 높은 물질이라고 할 수 있다. POPs는 일단 환경에 방출되면 좀처럼 분해되지 않고, 매우멀리까지 이동하여 생태계 상위 생물의 체내에 농축됨으로서 유해한 영향을 미친다. 이처럼 환경 잔류성과 생물 농축성이 높은 물질을 독성이 약하더라도 낮은 농도에서 오랫동안 노출될 시 신체 내부 농도가 높아져서 해로운 영향을 미친다. 그렇다면 환경으로 방출된 물질들은 어떠한 경로를 거쳐 사람과 생물 내부에 농축될까? 일단 환경에 방출된 물질이 몸 안으로 농축되는 것은 생물 농축 외에 온도에 의한 효과를 들 수 있다. 고온에서 휘발하기 쉬운 물질은 저온에서 물과 토양에 흡착하는 경향이 있다. 때문에 열대지방에서 사용한 화학물질이 휘발되어 대기의 흐름에 편승하여 저온의 극지방까지 운반된 후 지표와 해양 표면에 흡착되거나(건성침적), 비와 눈에 흡수되어 떨어져서(습성침적) 오염이 확대된다는 것을 알 수 있다. 겨울철 집안에서 부엌과 욕실에서 생긴 수증기가 차가운 북쪽 창에 닿아 유리에 생긴 결로 때문에 창틀이 흠뻑 젖는 경우가 있는데 지구규모에서 일어나는 화학물질의 순환에도 이것과 비슷한 일이 일어난다. 특히 북극권은 대기로 방출된 다양한 화학물질이 최종적으로 모이는 장소로 알려져 있어서 북극권의 생태계와 그곳에서 생활하는 이누이트족과 같은 사람들의 건강에 미치는 악영향이 우려된다.

9. 애초에 인류가 다양한 종류의 화학물질에 노출되어있는 것은 나 역시도 알고 있었지만 이처럼 지구 규모로 이동하게 되고, 그 과정을 거쳐 결국 우리에게로 돌아오며, 그 심각성이 갈수록 심화된다는 것이 정말 놀라웠다. 원래는일부 지역과 국가에 한정되어 발생한 환경오염이 인류의 경제 활동에 의해 세계 규모의 환경오염으로 확대된 것이라는 점이 여러 생각을 하게 만들었다.

10. https://n.news.naver.com/article/366/0000903727?sid=104 반도체 업계 숨통 죄는 ‘영원히 남는 화학물질’ PFAS 공포(정미하 기자)

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프롤로그
지구를 떠도는 위험한 물질이란?

화학물질이 지탱하는 현대사회
우리들의 일상생활은 편리하고 도움이 되는 다양한 화학물질이 지탱하고 있다. 매일 생활에 이용되고 있는 화학물질의 수는 약 5만 또는 10만 종류 정도라고도 알려져 있다. 이 중에서 1/10 정도의 화학물질은 연간 1,000톤이 넘는 양으로 제조되어 출하되고 있다. 「그렇게 많이 이용하고 있어?」라고 놀라는 사람도 있을 것이다. 그러면 우선 매일 일상에서 사용하고 있는 화학물질을 살펴보자.
매일 사용하는 것으로는 세제, 샴푸, 치약과 같이 의류와 몸(신체), 식품 등을 깨끗하게 유지하기 위한 제품들이 있다. 이러한 제품에는 더러운 것을 씻어내는 것을 돕는 물질(계면활성제)와 박테리아의 증식을 억제하는 물질(항균제) 그리고 좋은 냄새가 나는 향료가 첨가되어 있다. 더욱이 이들 제품 중에는 스크럽(scrub)이라는 더러운 것을 제거하는데 도움을 주기 위한 플라스틱 재질의 작은 입자가 포함되어 있는 경우도 있다.
각 가정에 있는 TV나 PC와 같은 플라스틱 제품에는 플라스틱을 적당히 부드럽게 하기 위한 가소제와 태양광에 의해 열화되는 것을 방지하기 위한 자외선흡수제 그리고 화재의 확대를 막기 위해 제품의 연소를 억제하는 난연제 등이 첨가되어 있다.
또한 우리가 매일 먹는 음식물에는 맛있게 보이기 위한 색소와 식욕을 돋우기 위한 향료 그리고 칼로리가 적은 인공감미료와 같은 다양한 식품첨가물이 사용되고 있다. 또한 작물을 키울 때는 해충과 병원균, 잡초로부터 작물을 보호하면서 잘 키우기 위해 각종 농약이 사용되고 있다.
이와 같이 우리의 일상에서 조금만 눈을 돌려도 편리성이 높은 많은 화학물질이 사용되고 있는 것을 알 수 있다. 현대사회에서 살고 있는 우리는 의식하지 못하는 사이에 셀 수 없을 정도로 많은 화학물질의 힘을 빌려 풍요롭고 안전한 생활을 영위하고 있는 것이다.
그렇지만 이렇게 많은 물질 중에는 도움도 되지만, 어떤 불편한 성질도 가지고 있어서 조심해야 하는 물질과 사용하면 안 되는 물질도 있을 것이다.

「위험한 물질」이란?
인류가 지금까지 만들어 낸 화학물질 중에는 편리한 성질만 있는 것이 아니다. 사람 또는 자연계 생물에게 생각지도 못한 독성이 있는 것이 밝혀져 나중에 사용이 금지된 물질도 있다.
그러한 전형적인 물질이 DDT(DDTs라고도 표기함)과 같은 농약이다. 농약은 농작물과 가축에 피해를 주는 해충과 잡초에 독성을 가진 물질로 인류는 이러한 농약의 특징을 잘 이용하여 식량생산을 증대해 왔다. 한때는 DDT와 같은 유기염소계 살충제는 효능이 강하고 오래 지속되지만 사람에게는 급성독성이 약한 농약으로서 전 세계에서 사용되었다.
그러나 후에 DDT는 환경에 오래 남아 있으며, 해충 이외의 자연계 생물(예를 들면 조류 등)에도 농축되어 악영향을 미치는 것이 밝혀졌다. 이 문제는 미국 내무부 어류야생동물보호국(USFWS, United States Fish and Wildlife Service)의 생물학자였던 레이첼 카슨(Rachel Carson)의 저서 『침묵의 봄(Silent Spring)』(1962)으로 널리 알려지게 되었고, 현재 DDT의 사용은 말라리아의 매개가 되는 모기를 구제하는 목적을 제외하면 전 세계에서 엄격하게 규제되고 있다.
최근의 농약은 해충에는 효과적으로 작용하지만 사람과 포유동물에는 독성이 약하고, 먹이사슬을 통한 농축은 쉽게 일어나지 않도록 디자인되고 있다. 다만 해충 이외의 곤충과 곤충에 가까운 새우 등에도 독성을 가지는 것이 많기 때문에 사용할 때에는 생태계에 미치는 영향을 주의할 필요가 있다.
농약처럼 그 물질이 가진 독성을 이용할 목적으로 만들어진 것이 아닌데도 많이 제조되어 사용된 결과, 나중에 독성이 문제가 되어 제조 중지가 된 화학물질도 적지 않다. 폴리염화비페닐(PCB)도 그 중 하나이다.
PCB는 화학적으로 안정하여 쉽게 열 분해되지 않고, 전기절연성이 뛰어나다는 특징 때문에 변압기(transformer)와 콘덴서(condenser)의 절연유, 가열하기 위한 열매체, 가소제와 무탄소 복사용지(carbonless copy paper) 등 다양한 목적으로 사용되어 왔다. 일본에서의 사용량은 총량으로 54,000 톤이나 된다.
그러나 1968년에 식용유 제조과정에서 PCB가 섞여 들어가 사람의 건강에 큰 피해를 끼친 사건(유증사건)이 발생하였고, 그로인해 일본에서는 1972년에 PCB의 제조와 사용이 금지되었다. 게다가 최근에는 화재의 확대를 방지하기 위한 난연제에서도 독성을 가진 물질이 발견되어(폴리브롬화디페닐에테르(PBDE) 등) 국제적으로 사용이 금지되었다.
독성을 가진 화학물질이라고 하면, 다이옥신이라는 이름을 떠올리는 사람도 있을 것이다. 실제로 인류가 만들어낸 가장 강한 독성물질이라 불리는 다이옥신은 무엇인가에 도움이 되고자 만들어낸 물질은 아니다. 다이옥신은 물질을 태우거나 다른 화학물질을 합성할 때 함께 만들어지는 물질이고, 안정하기 때문에 좀처럼 파괴되지 않으며, 물에도 쉽게 녹지 않고, 기름에 잘 녹는 성질을 가진다. 이렇게 다이옥신처럼 의도하지 않았는데 생성된 물질을 비의도적 생성물질이라고 부른다.
다이옥신과 PCB, PBDE 등은 미량일지라도 환경으로 방출된 후에 먹이를 통하여 생물에 농축되어 먹이사슬의 상위에 있는 생물에서 높은 농도로 축적된다. 이 때문에 사람과 돌고래, 고래류와 같이 생태계의 상위에 있으면서 수명이 긴 생물은 이러한 오염물질이 장기간에 걸쳐서 체내에 계속 축적된다.
플라스틱도 최근 문제가 되는 「위험한 물질」이다. 화학적으로 안정하여 쉽게 파괴되지 않는 물질로서 생활의 다양한 곳에서 편리하게 사용되고 있지만, 일단 쓰레기로서 버려지면 곧바로 「귀찮은 존재」로 변한다. 해양에 투기되거나 떠내려간 플라스틱은 오랫동안 바다를 떠다니는 쓰레기가 되어 바다거북과 바닷새, 고래 등이 먹이로 착각하고 섭취하여 죽음에 이르는 사례도 보고되었다.
최근에는 크기가 5mm 이하인 이른바 미세플라스틱(microplastic)이 전 세계의 바다로 퍼져나가 물고기 등의 체내에 들어있는 모습도 발견되었다(상세한 것은 제2장). 플라스틱에는 다양한 화학물질이 첨가되어 있는 경우도 있기 때문에 표류하는 플라스틱에 의한 화학물질의 해양오염 확대와 그에 따른 환경에 미치는 영향도 우려되고 있다.
수은과 카드뮴 등 독성을 가진 중금속 원소는 미나마타병, 이타이이타이병과 같은 환경오염 사건과 식품오염사고를 일으켜 왔다. 원소는 없어지지 않기 때문에 일단 환경으로 방출되면, 오랫동안 오염이 지속된다. 또한 미나마타병의 원인물질인 메틸수은과 같이 먹이사슬을 통해 농축되어 건강에 피해를 끼치는 성질을 가진 것도 있다.

위험한 물질의 특징
앞에서 이야기한 것처럼, 사람과 자연계의 생물에 해를 끼치는 위험성이 우려되는 「위험한 물질」은 「환경 잔류성」, 「생물 농축성」, 그리고 「독성」이 높은 물질이라고 할 수 있다.
일본에서는 일반 화학물질을 「화학물질의 심사 및 제조 등의 규제에 관한 법률」이라는 법률로 관리하고 있다. 또한 이러한 3가지 성질을 모두 갖춘 물질을 제1종 특정화학물질로 지정하여 원칙적으로 제조, 수입, 사용을 금지 또는 엄격하게 제한하고 있다. 그리고 국제적으로도 이러한 3가지의 성질을 가지면서 대기와 물의 움직임과 함께 국경을 넘어 이동하는 성질을 가진 물질은 스톡홀름협약이라는 국제협약으로 엄격하게 관리하고 있다. 스톡홀름협약의 대상물질은 POPs(Persistent Organic Pollutants, 잔류성유기오염물질의 약칭)라고도 불린다.
한편 독성이 있더라도 자연계와 생체 내에서 즉시 분해되어 자연환경에서 점차 농도가 옅어져가는 물질이면, 그 영향이 미치는 범위는 좁다. POPs가 애물단지인 것은 일단 환경에 방출되면 좀처럼 분해되지 않고, 매우 멀리까지 이동하여 생태계 상위 생물의 체내에 농축됨으로써 유해한 영향을 미칠 가능성이 있기 때문이다.
POPs와 같이 환경 잔류성과 생물 농축성이 높은 물질은 급성독성이 약하더라도 낮은 농도에서 오랫동안 노출되면, 몸속에 계속 축적되어 농도가 높아져서 유해한 영향을 끼칠 위험이 있다. 더욱이 임산부의 몸속에 축적된 물질이 태반과 모유를 통해 민감도가 높은 태아와 신생아에게 이동하여 악영향을 미칠 우려도 있다.
POPs와 플라스틱 첨가제, 계면활성제와 같은 물질에는 사람과 자연계 생물의 내분비계(호르몬)에 영향을 미쳐서 유해한 영향을 일으킬 우려가 있는 물질(내분비계교란물질·····환경호르몬이라고도 함)도 포함되어 있다. 이러한 물질 중에는 태아와 유아시기에 노출되었던 영향이 어른이 되어서 나타나는 것도 있다.
노출된 이후부터 영향이 나타날 때까지 10년 이상 오랜 시간이 걸리는 독성으로는 발암성이 흔히 알려져 있으며, 내분비계교란 화학물질에 의한 부작용도 노출된 후부터 영향이 나타날 때까지 오랜 시간이 걸린다. 이 때문에 어떤 증상이 나타났을 때는 이미 오염이 넓게 퍼져있어 돌이킬 수 없는 상태가 되어 있을 우려가 있다.
낮은 농도에서 장기간 노출되었을 때의 영향에 관한 연구는 수행하기 매우 어렵기 때문에 과학적으로 해결하지 못한 부분도 많이 남아 있다. 그러나 모른다고 해서 아무런 대책도 세우지 않으면, 피해가 이미 확대되어 독성이 밝혀졌을 때에는 회복이 불가능한 타격을 줄 위험성이 있다.
잊지 말아야 할 것은 스톡홀름협약에 등록되어 있는 POPs는 의도 했든, 의도하지 않았든 인류가 만들어낸 물질이라는 것이다. 즉, 방치하지 않고 인류가 책임을 지고 해결을 위해 노력해야 한다.

북극권-화학물질의 최종집결지
그러면 환경으로 방출된 위험한 물질은 도대체 어떤 경로를 거쳐 사람과 자연계 생물의 몸 안에 축적되는 것일까?
일단 환경에 방출된 물질이 몸 안으로 농축되는 기작은 앞에서 설명한 생물농축 외에도 온도에 의한 효과를 들 수 있다. 즉 고온에서 휘발하기 쉬운(대기에 머물기 쉬움) 물질은 저온에서 물과 토양에 흡착되는 경향이 있다. 이 때문에 열대지방에서 사용한 화학물질이 휘발되어 대기의 흐름에 편승하여 저온의 극지방까지 운반된 후 지표와 해양 표면에 흡착되거나(건성침적), 비와 눈에 흡수되어 떨어져서(습성침적) 오염이 확대된다는 것을 알게 되었다. 겨울철 집안에서 부엌과 욕실에서 생긴 수증기가 차가운 북쪽 창에 닿아 유리에 생긴 결로 때문에 창틀이 흠뻑 젖는 경우가 있는데 지구규모에서 일어나는 화학물질의 순환에도 이것과 비슷한 일이 일어나고 있다.
특히 북극권은 대기로 방출된 다양한 화학물질이 최종적으로 모이는 장소로 알려져 있어서 북극권의 생태계와 그곳에서 생활하는 이누이트족과 같은 사람들의 건강에 미치는 악영향이 우려되고 있다.
오염이 전 세계로 확대된 것에는 인류의 경제활동도 큰 역할을 담당하였다. POPs와 중금속류는 과거에 TV와 전지를 비롯한 다양한 제품에 사용되어 왔다. 이것들이 중고품으로서 재활용되거나, 고장난 제품에서 사용가능한 부품과 전극에 사용된 귀중품을 회수하기 위해 국경을 넘어 개발도상국으로 많이 운반되고 있다.
최근 이러한 제품과 함께 POPs와 중금속류도 이동되어 개발도상국의 오염을 확대시키는 것으로 알려졌다. 원래는 일부 지역과 국가에 한정되어 국지적으로 발생한 환경오염이 인류의 경제활동에 의해 세계 규모의 환경오염으로 확대된 것이다. 즉 국제화가 진행되면 이러한 새로운 형태의 오염이 점점 증가할 것으로 우려된다.
유감스럽게도 「지구를 떠도는 위험한 화학물질」의 존재는 아직 충분히 인지되어 있지 않다. 「화학물질」라고 하면 나와는 인연이 먼 것으로 느낄 수도 있겠지만, 이 책에서는 우리와 가족의 건강에도 깊게 관여하고 있는 절실하고, 긴급성이 높은 문제만 다루고 있다.
이 책에서는 다양한 「지구를 떠도는 위험한 물질」에 대해서 최첨단 연구 성과를 소개하겠다. 저자가 매일 느끼고 있는 문제의식과 위기감이 어떤 것인지 독자들이 이해한다면 다행이다.
(시바타 야스유키, 국립환경연구소 환경계측연구센터 일동)

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일본환경화학회 편저/김영일

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일본환경화학회 편저/김영일,김성수,조현서 공역

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지구를 떠도는 위험한 물질 - 예스24

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프롤로그지구를 떠도는 위험한 물질이란? 화학물질이 지탱하는 현대사회우리들의 일상생활은 편리하고 도움이 되는 다양한 화학물질이 지탱하고 있다. 매일 생활에 이용되고 있는 화학물질의 수는 약 5만 또는 10만 종류 정도라고도 알려져 있다. 이 중에서 1/10 정도의 화학물질은 연간 1,000톤이 넘는 양으로 제조되어 출하되고 있다. 「그렇게 많이 이용하고 있어?」라고 놀라는 사람도 있을 것이다.

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1. 칼럼추가 : https://www.sciencetimes.co.kr/news/%ea%b8%88%ec%9d%80-%ec%99%9c-%ea%b0%80%ec%9e%a5-%ea%b7%80%ed%95%9c-%ea%b8%88%ec%86%8d%ec%9d%b4-%eb%90%98%ec%97%88%ec%9d%84%ea%b9%8c/?cat=30 금은 왜 가장 귀한 금속이 되었을까?

2. 학번이름 적기 : 31205 고서윤

3. 발표 제목
금이 귀한 금속이 된 이유

4. 지구과학 목차
2지구 구성 물질과 자원 -04광물과 암석의 이용

5. 도서명 저자
사이언스 101 지질학(Mark A. S. McMenamin)
https://m.yes24.com/Goods/Detail/3799556
6. 교과 내용 핵심 키워드
광물, 지하자원, 광상, 광석, 금속

7. 알고 싶은 것
금의 화학적 성질
금의 용도
현재까지 생성된 금의 양

8. 교과 내용 연관 도서 설명
과학 지식의 대중화를 위해, 미국 국립 자연사 박물관으로 유명한 스미스 소니언 협회의 풍부한 자료를 바탕으로 만든 과학 교양서 스미스소니언 교양과학 백과 시리즈 네 번째 책으로 우리 모두가 살고 있는 가장 큰 집인 지구에 대한 이야기를 담고 있다. 우주와 태양계 속의 행성으로서 지구를 소개하며 지구의 기원을 짚고, 광물과 암석, 생물과 함께 지구의 물에 대한 이야기까지 살피고, 지질학에서 중요하게 여기는 현장 답사까지 담고 있다.

9. 새롭게 알게 된 것
금은 화학적으로 매우 안정되어 다른 물질과 화학 반응을 거의 하지 않는다. 그래서 부식되지 않고 녹슬지도 않으며 원래 상태를 유지할 수 있다. 또한, 금은 산과 염기에도 녹지 않는다. 다만, 질산과 염산을 섞어 만든 왕수, 그리고 불화 수소산과 인공적으로 만든 초강산인 마법산에는 녹는다. 또한, 금은 금속 중에 은 다음으로 전기 전도성이 뛰어나다.

현대에 와서는 가공하기 쉽고 전기 전도성이 뛰어난 금의 성질을 이용하여 전자제품의 재료로 이용된다. 전자제품 안에는 각종 부품이 꽂혀 있는 회로 기판이 있는데, 부품들과 회로 기판 연결 부위에는 매우 얇은 금 필름이 도금되어 있다. 또한, 반도체에서도 금이 사용된다. 반도체에서는 실리콘 칩과 회로 기판을 연결하는 매우 가느다란 금속 선이 사용되는데, 이 금속 선을 금으로 만들고, 골드와이어라 부른다. 그리고 컴퓨터 메이보드 하나를 녹이면 약 0.3g의 순도 99.9% 이상의 품질 좋은 금을 얻을 수 있다고 한다. 금은 우주선을 만들 때도 사용된다. 달 탐험선인 아폴로 우주선은 표면에 금으로 된 얇은 막이 있다. 이 막은 쉽게 산화되거나 부식되지 않으면서 우주로부터 날아오는 방사선을 차단하고 적외선을 98%까지 반사한다. 우주왕복선에서도 금이 사용된다. 엔진과 동체의 연결 부분은 열에 약한데, 이 부분에 금이 들어간 합금을 이용하여 열을 반사시킨다.

지구가 생성될 당시에는 금을 포함한 무거운 원소들은 대부분 지구 핵으로 가라앉아 지구 표면에는 금이 거의 없었다. 당시에는 아주 작은 행성체인 미행성체와 원시지구의 충돌이 자주 일어났는데, 지구 표면 온도가 내려가 표면에 단단한 지각이 생긴 후에는 미행성체와 지구가 충돌해도 미행성체의 무거운 원소들이 지구 핵으로 가라앉지 않고 지각에 녹아서 지각 성분이 되었다. 현재 발견되는 금은 대부분 이때 생성된 것이다. 이 금들은 대부분 암석에 골고루 흩어지거나 바닷물로 들어가 채굴하기가 쉽지 않다. 다만 금이 높은 비율로 든 암석인 금광석이 한곳에 모인 금맥을 발견하면 쉽게 채굴할 수 있다. 이런 금맥은 금 성분이 포함된 암석이 마그마에 녹은 후 화산 활동으로 지표면 부근으로 올라와서 식을 때 무거운 금 성분이 가라앉아 모이면서 생성된다. 인류 역사를 통틀어 채굴된 금은 대략 17만 1300톤이라고 한다.
현재 유통되는 금의 90% 이상이 골드러시가 시작된 1848년 이후에 캐낸 것이다. 그전까지 전 세계에 채굴된 금의 양은 모두 합쳐 1만 톤에 불과했다. 그만큼 금은 귀한 금속이다.

10. 추가 학습하고 싶은 내용 (직접 작성
또는 신문기사, 도서 내용 추가)
남북한에 매장된 희귀 자원에 대해 더 탐구해보고 싶다.

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1. 칼럼
[고든 정의 TECH+] 쉽게 캐내기 힘든 심해 망간 단괴…로봇과 인공지능으로 쏙
https://m.nownews.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20221226601008

2. 학번이름
31212 박민정

3. 발표제목
망가니즈 단괴, 망간각의 가치와 그 미래성

4. 지구과학 목차
II-5 해양자원

5. 도서명 - 저자
망간각, 해저산에서 건져 올린 21세기 자원 - 문재운, 박상준 저

6. 교과 내용 핵심 키워드
망간 단괴, 망간각, 해양자원, 심해저

7. 알고싶은 것
망단 단괴와 망간각을 비교하고, 미래 자원으로서의 가치를 알아본다. 또한 망간 단괴와 망간각이 생성되는 방법과, 이를 구성하는 물질들을 알아본다.

8. 교과 내용 연관 도서 설명
희토류를 포함한 희유금속 ‘자원전쟁’이 치열하게 펼쳐지는 요즈음, IT분야를 비롯한 첨단산업의 성장은 희토류와 희유금속 확보에 달려 있다 해도 과언이 아니다. ‘바닷속 노다지’라 일컬어지는 망간각에는 코발트, 니켈, 망간처럼 경제적 가치가 높은 금속 외에도 여러 종류의 희토류 원소가 들어 있다. 자원 빈국인 우리나라가 지난 30년 동안 지속적으로 해저에서 광물자원 탐사했던 이유는 ‘망간각’에 있다. 이 책은 오랫동안 망간각 탐사와 개발에 주도적으로 참여해온 한국해양과학기술원의 두 전문가가 심해저 광물자원의 한 종류로서 독자들에게 다소 생소하게 느껴질 수 있는 망간각을 쉽게 알려주는 한편, 1990년대 후반부터 탐사를 시작해 2016년 세계에서 네 번째로 망간각 광구를 등록하기까지 우리나라의 망간각 개발사를 심도 있게 조망한다.

9. 새롭게 알게된 것
1. 망간단괴
망간단괴는 감자덩이나 포도송이를 닮은 검은색 덩어리로 수심 4,000∼6,000 m의 심해저에서 주로 발견되는데 우리가 필요로 하는 여러 가지 금속을 포함하고 있다. 따라서 많은 나라들이 개발을 서두르고 있는 심해저 광물자원이다. 망간단괴에 들어있는 망간은 철강 산업에, 니켈은 화학공장 시설에, 구리는 통신과 전력산업에, 코발트는 항공기 엔진 제작 등에 사용된다.
망간단괴 중심에는 돌 부스러기, 상어 이빨, 고래 뼈, 방산충이나 유공충 껍질 등이 핵을 이루고, 그 둘레를 망간과 철의 산화물을 주성분으로 하는 광물이 동심원 모양으로 둘러싸고 있다. 그래서 망간단괴를 잘라보면 마치 나무를 잘라놓은 것처럼 나이테 구조가 있다. 나이테는 망간단괴가 자란다는 것을 보여준다. 겨울에 눈사람 만드는 것을 상상해보자. 눈덩이를 조그맣게 뭉쳐 눈밭 위로 이리저리 굴리고 다니면, 이것을 핵으로 눈이 점점 달라붙어 작았던 눈덩이는 어느새 커진다. 망간단괴도 이처럼 자라지만, 자라는 속도는 100만년에 2～6㎜ 정도로 아주 느리다. 망간단괴는 계속 자라기 때문에 크기가 다양하다. 1 ㎜ 이하의 깨알만한 것부터 25 ㎝정도 되는 수박만한 것도 있으나, 지름이 5∼10 ㎝ 정도 되는 감자만한 것이 가장 흔하다.
심해에서 잠자고 있던 망간단괴에 인류가 눈을 돌리는 것은, 육상에 부존된 광물자원이 산업의 발달로 점점 고갈되어가고 있기 때문이다. 앞으로 육상 광물자원이 고갈되면 국가 간에 심해저 광물자원을 개발하려는 경쟁은 더욱 치열해질 것이다. 이미 공해상의 망간단괴를 개발하기 위하여 프랑스, 인도, 중국, 일본, 러시아, 동유럽 여러 나라의 컨소시엄 등이 국제해저기구로부터 광구를 확보해 놓은 상태이다. 우리나라도 2002년 북동태평양에 남한 면적의 4분의 3에 해당하는 7만 5천 ㎢의 광구를 확보하였으며, 해양수산부의 주관으로 2010년 이후 망간단괴 상업 생산을 목표로 개발에 박차를 가하고 있다. 우리나라 광구의 망간단괴 부존량은 5억 1천만 톤으로 추정되고, 이는 우리나라가 해마다 300만 톤을 채광했을 때 100년 동안 사용할 수 있는 엄청난 양이다. 망간단괴가 상업 생산되면 연간 2조원 대의 수입대체 효과가 있을 것이란 경제성 평가도 있다.
망간단괴 개발을 위해 한국해양연구원은 우리 광구에 있는 망간단괴 자원량과 분포를 파악하고 있으며, 망간단괴를 채광하는 장비를 개발하며, 개발 시 발생할 수 있는 환경 훼손을 최소화하기 위해 환경연구도 아울러 하고 있다. 한편 지질자원연구원은 채취한 망간단괴를 배위까지 끌어올리는 양광기와 망간단괴를 제련하는 기술을 개발하고 있다.
2. 망간각
마치 사람의 손톱처럼 해저산에 각질처럼 형성돼서 망간각으로 불린다. 코발트 함량이 높아서 고코발트 망간각이라고도 한다. 망간각이 나타나는 수심은 400~4,000미터 정도이다. 생성기원은 망간단괴와 비슷하나 함유된 금속의 양, 분포지역, 생성환경 및 과정 등은 망간단괴와 다르다. 철망간 산화물과 수산화물로부터 형성되기 때문에 흑색~흑갈색을 띠고 있다. 망간단괴가 수심 4,000~5,000m 해저면에 부존하는 것과는 달리 망간각은 수심 800~2,400m에 있는 해산의 경사면에 환산암질 기반암 위를 덮어씌운 형태로 나타난다. 망간각의 성장속도는 백만년에 1~3mm정도로 느리게 성장한다. 망간각은 망간단괴와 함께 미래 전략광물자원으로 관심의 대상이 되고 있다. 망간각에 함유되어 있는 코발트 품위는 망간단괴보다 3~4배 높은 함유량을 보이지만 니켈과 구리의 함량은 단괴보다 낮다. 백금이 1톤에 1g정도 함유되어 있다.
일반적으로 망간각은 철-망간 수산화물로 각질을 이루고 있어서 철-망간각으로 불리며 대양저 전체를 통털어서 암석기질 위에서 생성되는 유일한 광물자원이다. 망간각은 수백만년동안 간헐적으로 퇴적물이 씻겨나가는 암석이 있는 해저산, 해저산맥, 심해언덕 등의 경사면과 정상부에서 만들어진다. 망간각은 암석의 쇄설물이 드러난 곳이나 노출된 암반 위에 25cm 이상 덮여 있다. 망간각은 차가운 저층수로부터 직접 침전되거나(수성기원) 해저확장축, 화산아크나 열점 위에 있는 화산의 해저열수분출이 있는 지역에서는 수성기원과 열수침전이 복합적으로 이루어져 형성되기도 한다. 망간각은 물론 철과 망간이 함유되어 있으며 특히, 망간, 코발트, 납, 텔루루(Te), 비스무트(Bi)와 백금이 암석권이나 해수 중에 함유되어 있는 양보다 많이 함유되어 있다. 자원개발 관점에서는 망간각 내의 코발트와 망간, 니켈, 백금과 타이타늄, 희유금속 등에 개발 가치가 있으며, 지질학적으로는 과거 6천만년 동안 해양과 기후 역사를 간직하고 있는 지구의 불랙박스로서 망간각의 중요성을 높게 생각하고 있다.
10. 심화학습하고 싶은 내용
망가니즈 단괴에 붙어있는 생물체들에게 피해를 주지 않고, 로봇과 인공지능 없이 체광할 수 있는 방법이 없는지 알아본다. 망가니즈 단괴 채광은 기술력이 매우 좋은 것으로 유명한 모 대기업에서도, 해양생물에게 피해를 주지 않고 채광하는 방법을 몰라 ‘망가니즈 단괴를 채광하지 않겠다’고 선언한 바 있다.
전기차에 꼭 필요한 바닷속 보물 '망간단괴'...삼성SDI가 '손절'한 이유
https://www.newsquest.co.kr/news/articleView.html?idxno=83111

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수천 미터 아래 깊은 바닷속에는 여러 가지 심해 생물체와 함께 바닥에 깔린 광물들이 존재합니다.

수심 4000m 이하의 바다 밑바닥에 있는 망간 단괴는 이름처럼 망간을 포함해 철, 니켈, 코발트, 구리 등 경제적 가치가 높은 광물이 풍부한 감자 크기의 금속 덩어리입니다.

따라서 망간 단괴는 오래전부터 미래 자원의 보고로 소개되어 왔습니다. 여기저기에서 채굴에 필요한 연구를 진행하고 시험 채취도 진행했기 때문에 상업 채굴이 멀지 않았을 것 같은 느낌이 들지만, 현실은 아직도 상업 채굴에 성공하지 못하고 있습니다. 경제성과 더불어 환경 오염 문제가 제기되었기 때문입니다.

과거 과학자들은 엄청나게 수압이 높고 햇빛도 닿지 않는 깊은 바닷속에는 생명체가 별로 없을 것으로 생각했습니다. 하지만 심해를 직접 탐사한 결과 예상과는 반대로 심해에도 수많은 생명체가 살고 있다는 사실을 알게 됐습니다. 이 심해 생명체들은 바다 위에서 떨어지는 유기물을 먹이로 삼아 오랜 세월 인간의 눈에 띄지 않고 자신만의 세상에서 살아가고 있었습니다.

그런데 망간 단괴는 사실 모래 위에 채취하기 쉽게 올라와 있는 것이 아니라 마치 감자처럼 반쯤 파묻혀 있거나 혹은 완전히 모래와 진흙 아래 숨어 있습니다. 따라서 트랙터로 농작물을 수확하듯이 기계로 이를 끌어서 채취하는 경우 상당한 에너지가 들어갈 뿐 아니라 거기 있는 생명체가 모두 죽을 수밖에 없습니다. 더 나쁜 것은 엄청난 모래와 흙이 날리면서 물이 혼탁해지면서 직접 채취하는 장소가 아니라 근처에 있던 심해 생물도 죽게 된다는 것입니다.

결국 견인식 장치로 심해 망간 단괴를 채취하는 방식은 경제성도 떨어질 뿐 아니라 심각한 환경 오염의 문제가 있어 당분간 대규모 상업 채취가 어려울 수밖에 없습니다. 그러나 망간 단괴에 포함된 금속들이 지상에서 고갈되고 있고 그 양이 엄청나기 때문에 가능한 주변 환경에 영향을 미치지 않고 이를 채취하는 방법이 연구되고 있습니다.

망간 단괴 스타트업인 임파서블 메탈(Impossible Metal)은 마치 SF 영화에 나오는 로봇 같은 외형의 채취 로봇과 인공지능을 이용한 대안을 제시했습니다. 인공지능 카메라가 심해에서 망간 단괴를 인식하면 로봇 팔이 이 망간 단괴만 쏙 빼내 수집하는 방식입니다.

물론 이 경우에도 일부 심해 생물이 영향을 받을 수 있고 물이 혼탁해질 수 있으나 밭을 가는 기구 같은 견인식 장치와는 비교할 수 없을 정도로 악영향이 적습니다. 또 에너지 소모량도 훨씬 적을 것으로 예상됩니다. 다만 6㎞ 깊이의 심해에서 고장 나지 않고 작동할 수 있는 로봇을 만드는 일은 쉽지 않은 과제입니다.

제조사 측은 우선 프로토타입 축소 로봇인 유레카 1을 수심 25m 정도의 얕은 바다에서 테스트했습니다. 인공지능 인식 시스템과 로봇 팔은 정확하게 망간 단괴와 비슷한 크기와 외형의 암석을 수집해 담았습니다.

초기 테스트 결과는 긍정적이지만, 실제로 엄청난 수압이 존재하는 심해에서 안정적으로 작업할 수 있을지, 그리고 과연 경제성이 있을지는 좀 더 검증이 필요합니다. 인공 지능은 최근 제조업은 물론 농업, 서비스 산업 등에서 새로운 해결사로 등장하고 있습니다. 인공 지능이 광산업에서도 혁신을 일으킬 수 있을지 미래가 주목됩니다.

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

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[고든 정의 TECH+] 쉽게 캐내기 힘든 심해 망간 단괴...로봇과 인공지능으로 쏙

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수천 미터 아래 깊은 바닷속에는 여러 가지 심해 생물체와 함께 바닥에 깔린 광물들이 존재합니다. 수심 4000m 이하의 바다 밑바닥에 있는 망간 단괴는 이름처럼 망간을 포함해 철, 니켈, 코발트, 구리 등 경제적 가치가 높은 광물이 풍부한 감자 크기의 금속 덩어리입니다. 따라서 망간 단괴는 오래전부터 미래 자원의 보고로 소개되어 왔습니다.

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1. https://www.aladin.co.kr/shop/wproduct.aspx?ItemId=275218683
2. 31215 양다영
3. 발표 제목
호광철광층과 기후 변화
4. 지구과학 목차
II. 지구 구성 물질과 자원 - 3. 광상의 형성
5. 도서명-저자
지구 격동의 이력서 암석 25 (도널드 R. 프로세로)
6. 교과 내용 핵심 키워드
지각, 광상, 호상 철광층, 밀란코비치 사이클, 지구, 기후,
7. 알고 싶은 것
산소의 영향을 받는 호광철광층과 기후 변화로 얻을 수 있는 것
8. 교과 내용 연관 도서 설명
호광 철광층은 지구상의 가장 오래된 암석들에서 발견된다. 37억년 된 그린란드의 암석인 이수아 지표암 지대도 그 중 하나이며 세계의 호상철광층은 대부분 시생대에 만들어졌다. 당시 지구는 대기 중에 산소가 없었을 뿐 아니라, 지구 표면의 작은 원시 대륙들이 코마티아이트라는 이상한 용암으로 이루어진 원시대양에 둘러싸여 있었다. 26억~24억년 전엔 가장 규모가 큰 BIF들이 퇴적되었다. 이런 퇴적층으로는 오스트레일리아의 해머즐리 산맥과 슈피리어호 주변의 아이언레인지가 있으며, 브라질, 러시아, 우크라이나, 남아프리카에도 비슷한 퇴적층이 형성되었다.
9. 새롭게 알게 된 것
캐나다 몬트리올 퀘벡대박 지구대기과학 교수 데이비스 조슈아 박사 등이 참여한 연구팀에서 약 25억년 전 지구와 달이 현재보다 약 6만km 더 가까웠으며, 하루는 17시간밖에 되지 않았다는 결과를 미국 국립 과학원 회보에 발표하였다. '더 컨버세이션'에 실린 조슈아 교수의 기고문에 따르면 연구팀은 지난 25억년의 지층이 드러나 있는 호주 서부 카리지니국립공원의 조프리 폭포 절벽을 활용했다. 호상철광층이 지구 기후변화를 가져온 '밀란코비치 사이클'과 관련되어 있는 점을 규명하고 이를 토대로 지구와 달의 거리까지 역산한 것이다. 밀란코비치 사이클은 지구 공전궤도와 지축의 경사, 세차 운동 등 세 가지 요소가 지구 표면에서 받는 태양 에너지량에 변화를 줘 기후에도 영향을 준다. 과거 극단적인 추위나 온난화, 건기, 우기 등이 이런 주기의 결과인 것으로 분석돼 있는데, 연구팀은 이런 기후변화는 퇴적층에도 영향을 줘서 이를 분석하면 밀란코비치 사이클을 구할 수 있는 것으로 설명했다.
10. 추가 학습하고 싶은 내용

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1. 칼럼추가: http://www.astronomer.rocks/news/articleView.html?idxno=87007
https://newspeppermint.com/2014/04/17/methanehydrates/

2. 학번이름: 31210 김지민

3. 발표 제목: 메탄 하이드레이트의 양면성: 에너지 구원자 vs 환경 파괴자

4. 지구과학 목차: II. 지구 구성 물질과 자원_05. 해양 자원

5. 도서명-저자: 극지과학자가 들려주는 불타는 얼음 이야기-진영근

6. 교과 내용 핵심 키워드: 가스 하이드레이트, 메탄 하이드레이트, 가스수화물, 메테인, 열수주입법, 감압법, 지구온난화

7. 알고 싶은 것: 메탄 하이드레이트의 화학적 특성, 메탄 하이드레이트의 기원, 메탄 하이드레이트의 생산 방법, 메탄 하이드레이트의 이점과 경제성 및 위험성(양면적 특성)에 대해 알고 싶다.
이 중에서도 메탄 하이드레이트의 화학적 특성(수화물의 특성) 및 양면성(이점과 위험성)이 특히 궁금하다.

8. 교과 내용 연관 도서 설명: 메탄하이드레이트는 어느 공간에서든 온도와 압력 조건이 맞으면 만들어질 수 있어 지구상에 막대한 양이 매장되어 있다. 자신의 부피의 약 160배에 달하는 메탄을 품고 있어 차세대 에너지원으로써 주목받고 있으나 지구 온난화에 따라 메탄이 방출된다면 지구온난화를 가속시키는 시한폭탄이 될 수도 있는 상황이다. 이 책은 메탄하이드레이트가 어떤 물질이고, 어떻게 처음 발견되었으며, 그 위험성과 장점(양면적 특성)을 설명한다.

9. 새롭게 알게 된 것
1) 메탄 하이드레이트의 화학적 특성: '하이드레이트'(수화물)란 결정 내에 일정 비율의 물 분자가 중심 원소와 결합하거나 결정화된 것을 일컫는다. 일반적으로 (무수물의 화학식)·nH2O 식으로 나타내는데, 이는 단위 무수물 1개 당 n개의 물 분자가 있다는 의미이다. 메탄 하이드레이트는 메테인이 물 분자들로 둘러싸여 있는 상태의 물질이다. 메탄 하이드레이트의 결정 구조는 대략 100여 개의 종류가 알려져 있는데, 각 구조에 따라 물과 가스 분자의 수가 각기 다르게 나타난다. 순수한 메탄 수화물은 물분자 46개에 87개의 메탄 분자가 포획되어 있는 결합체로써 그 분자식은 CH4·5.75H2O이다.
기체 입자는 운동 에너지가 크므로 매우 커다란 부피를 차지하는데, 기체가 고체로 변할 땐 약 200배 정도로 압축된다. 즉, 1리터의 메탄 하이드레이트 속에 기체 약 200리터 분량의 메테인이 들어있다.
해저에서 가스 수화물이 안정하게 얼음과도 같은 상태로 존재하기 위해서는 저온, 고압의 조건이 이루어져야 한다. 섭씨 0도에서는 26기압, 섭씨 10도에서는 78기압이 필요하므로, 해저의 온도가 0도일 때는 260m 이상의 수심이, 섭씨 10도일 때는 780m 이상의 수심이 필요하다. 또한 지층 심도가 2000m를 넘어서면 지온의 증가로 인해 수화물이 만들어지는 것으로 알려져 있다. 따라서 가스수화물이 존재하기 적합한 지역은 영구 동토 지역이나 심해 하부 퇴적층이다.
2) 메탄 하이드레이트의 기원: 메탄 하이드레이트의 기원은 두 가지로 설명할 수 있다. 첫째는 해저 미생물의 발효에 의해 발생되는 '생물 분해 기원', 둘째는 가스와 생물의 유해가 지층 속에서 열과 압력을 받아 생성되는 '열분해 기원'이다. 전세계적으로 얻은 심해 시추 자료를 분석한 결과 대부분은 생물 분해에 의해 만들어진 것이다.
3) 메탄 하이드레이트의 생산 방법
(1) 열수주입법: 메탄 하이드레이트가 매장된 지반 층에 섭씨 90도 열수를 직접 주입하여 온도를 올리는 방식으로 생산한다. 녹은 하이드레이트에서 배출된 메탄 가스로 인해 지반 내 압력이 높아져 지반이 붕괴될 가능성이 있으므로 현재는 연구가 활발히 이루어지지 않고 있다.
(2) 감압법: 메탄 하이드레이드 층과 인접한 공극의 압력을 감소시키는 방식이다. 이 또한 지반을 붕괴시킬 위험성이 있다.
(3) 치환법: 메탄 자리에 CO2, N2 등의 기체를 밀어 넣는 방식이다. 물이 얼 때 수소 결합으로 인하여 육각형의 공간이 생기는데, 이 공간에 기체를 밀어넣는 것이다. 그 공간은 큰 공간과 작은 공간으로 나뉘는데, 크기가 큰 CO2는 큰 공간에만 들어갈 수 있어 작은 공간의 메탄은 치환되지 못한다. 이때 크기가 작은 N2를 함께 사용하면 더 많은 가스 생산이 가능하다.
* 선진국의 채굴 사례: 관 5개를 넣는다. 1,2번 관은 퇴적층까지만 넣고 CO2를 주입한다. 5번 관으로 CO2와 N2를 주입하고 동시에 3번 관으로 열수를 주입한다. 4번 관으로 생산된 메탄 가스를 뽑아낸다. 이 방법은 온실 가스인 CO2를 처리할 수 있다는 장점이 있다.
4) 메탄 하이드레이트의 이점, 경제성: 메탄 하이드레이트가 주목을 받는 것은 차세대 에너지원으로 개발 가능성이 매우 높기 때문이다. 지금까지 인류의 주요 에너지 자원은 목재, 석탄, 석유로 변천되어 왔지만 앞으로는 천연가스가 주종을 이룰 것으로 생각된다. 천연가스는 석유나 석탄에 비해 탄소를 포함한 성분 비율이 낮아서 연소할 때 이산화탄소 배출량이 적고 유해 물질도 많이 배출되지 않는 장점이 있으나, 매장량에는 한계가 있어 2060년에는 고갈될 것으로 예측된다. 이에 비해 메탄 하이드레이트는 같은 양의 에너지를 만드는 데 석유의 70%, 석탄의 50% 수준에 불과한 이산화탄소를 발생시키며, 그 매장량이 현재 세계에서 사용하는 에너지의 200~500년에 달할 정도로 충분해 주목받고 있다. 더불어 석유 자원의 매장 가능성에 대한 표시물이기도 해 매우 중요시되고 있다.
5) 메탄 하이드레이트의 위험성: 온도 및 압력 조건이 달라진다면 메탄 하이드레이트가 녹아 메탄 가스가 분출된다. 이는 특히 지구 온난화 상황에서 심각성을 더하는데, 메탄은 이산화 탄소에 비해 약 72배 강력한 온실가스이다. 즉 지구 온난화로 인해 메탄 하이드레이트가 녹고, 이로 인해 대기 중으로 방출된 메탄은 다시 지구 온난화를 강화시키는, 양성 피드백 과정(지구 온난화의 가속화)이 나타날 수 있다. 이 가설은 일명 '하이드레이트 총 가설'로 알려져 있다. 현재도 시베리아 바다가 들끓고 있는 것처럼 보일 정도로 메탄 가스가 방출되고 있다는 것이 밝혀져 우려가 높아지고 있다. 더불어 멕시코 만 석유 유출사태의 원인이 메탄 하이드레이트 때문이라는 주장도 존재하는 등 그 위험성이 무시할 수 없을 정도이다.

10. 추가 학습하고 싶은 내용: https://n.news.naver.com/article/001/0013519258?sid=102
중위도, 저위도 지역의 메탄 하이드레이트에서 발생하는 메테인은 지구 온난화에 영향을 미치지 않는 것으로 연구 결과가 밝혀졌는데, 이에 대해 추가 학습하고 싶다.

11. 나만의 지구과학2 학습 노력:
나만의 지구과학2 학습 노력은 크게 두 가지가 있다.
1) 타 교과와의 연계, 융합: 지구과학2에는 타 교과와 연계된 내용이 많다. 이렇게 타 교과와 연계된 내용을 공부할 때에는, 지구과학2에서 다루는 내용에 한정되지 않고, 타 교과의 관련 내용에 대해서 추가적인 학습을 하였다. 이처럼 여러 교과의 내용을 연계하고 융합하여 공부한 것이 나만의 차별화된 학습 방법이다.
2) 실제 사례에의 적용을 통한 학습: 학습 내용의 실제 사례를 많이 찾아보고 또 학습한 내용을 적용하면서 공부한 점 역시 나만의 차별화된 학습 노력이다. 예를 들어 편광 현미경과 간섭색, 소광 등에 대해 배운 뒤에는 실제로 광물의 편광 현미경 영상을 찾아보며 간섭색과 소광에 대한 이해를 높였으며, 지질도와 주향, 경사에 대해 학습한 뒤에는 실제 관측 자료(클리노미터를 이용한 관측 자료)를 찾아서 관측 자료를 스스로 주향과 경사를 기호로 나타내보기도 하였다.

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정동주 부산대 교수팀, 네이처 지오사이언스 게재

(서울=연합뉴스) 문다영 기자 = 국내 연구진이 중·저위도 해양 가스 수화물(gas hydrate)에서 발생하는 메테인(methane)은 대기에 영향을 미치지 않는다는 연구 결과를 냈다.

이는 지구온난화의 원인으로 꼽히는 메테인이 해저 가스 수화물에서 용출된 뒤 대기로 유입돼 지구온난화를 가속한다는 기존 가설을 뒤집는 것이어서 주목된다.

정동주 부산대 해양학과 교수(화학해양학 전공)는 국제 학술지 '네이처 지오사이언스(Nature Geoscience)'에 이런 연구 결과를 게재했다고 20일 밝혔다.

메테인은 이산화탄소보다 약 80배 이상 높은 온실효과가 있고, 상당량이 깊은 바닷속 최소 6만 년 전에 형성된 가스 수화물에 보관된 것으로 알려졌다.

정 교수 연구팀은 북태평양과 북대서양 주변부 중위도 지역 해수에서 방사성 탄소동위원소(Carbon-14, C-14)를 분석해 메테인 발생지를 규명했다.

그 결과 해수 표층과 대기에서는 수심 430±90ｍ 이하의 깊은 바다에서 기원한 메테인이 거의 검출되지 않는 것으로 나타났다.

깊은 바다라면 가스 수화물뿐 아니라 기름 등이 흘러나오는 자연발생적 유출지(natural seeps)에서 비롯된 메테인도 해수 표층에서 발견되지 않았다고 정 교수는 설명했다.

정 교수는 연합뉴스와 통화에서 "깊은 곳에서 메테인 방울이 올라오는 도중에 산화되거나 심해저 해류 등을 따라서 움직이는 것으로 보인다"며 "모델 예측으로 방울이 표층까지 도달할 수 없다는 결론이 나온다"고 설명했다.

이어 "얕은 해저에서 발생하는 메탄은 해수 표층이나 대기로 유입됨을 확인했다"고 덧붙였다.

북동 태평양 연구지역 및 해저에 존재하는 자연발생적 메탄 유출지 (natural seeps)

이 발견은 중·저위도 지역 해저에 존재하는 가스 수화물이 메테인과 지구온난화 사이의 '양성 피드백 고리'(positive feedback loop)와 관계가 없다는 것을 실험적으로 밝힌 최초의 연구라고 정 교수는 설명했다.

양성 피드백 고리란 현재 진행 중인 지구온난화가 해수 온도를 높이며 해저의 가스 수화물이 붕괴하면서 메테인이 대기로 유출되고, 그 결과 다시 지구온난화가 가속화되는 것을 말한다.

정 교수는 "(해저 가스 수화물에 대해) 사람들이 막연한 두려움을 가지고 있었다"며 "다른 지역에 대한 연구가 이뤄져야겠지만, 중·저위도의 가스 수화물은 대기 중 메테인 증가 원인으로 고려할 만하지 않다"고 말했다.

다만 그는 "간접적으로 해수 내 이산화탄소량을 늘리고 궁극적으로는 해양의 이산화탄소 흡수능력을 줄임으로 기후변화에 영향을 줄 수 있다"며 "앞으로 극 지역과 동해 등에서 연구가 진행된다면 해양 메탄의 대기 유입에 대해 더 정확한 정보를 얻을 수 있을 것"이라고 기대했다.

이 연구는 미국 로체스터대학의 존 케슬러, 토마스 웨버(John D. Kessler, Thomas Weber) 교수, 미국지질조사국 캐럴린 러펠(Carolyn Ruppel) 박사 등과 함께 국제 공동연구로 수행됐다.

zero@yna.co.kr

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"중·저위도 해양 메탄가스 수화물, 지구온난화에 영향 없어"

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정동주 부산대 교수팀, 네이처 지오사이언스 게재 (서울=연합뉴스) 문다영 기자 = 국내 연구진이 중·저위도 해양 가스 수화물(gas hydrate)에서 발생하는 메테인(methane)은 대기에 영향을 미치지 않는다는 연구 결과를 냈다. 이는 지구온난화의 원인으로 꼽히는 메테인이 해저 가스 수화물에서 용출된 뒤 대기로 유입돼 지구온난화를 가속한다는 기존 가설을 뒤집는 것이어서 주목된다.

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지구과학 수행평가

1.칼럼

[정서현의 의료/심리 칼럼] 눈에 보이지만 없는 색 -정서현 기자

https://www.goeonair.com/mobile/article.html?no=22865

2.학번,이름

31208김연아

3.발표제목

광물의 색과 조흔색이 다른 이유 - 구조색과 화학색

4.지구과학 목차

2-(1)단원 광물의 성질

5.도서명-저자

색의 과학- 전창림

7.알고 싶은 것

광물의 색과 조흔색이 다른 이유

8.교과내용연관도서설명

색채를 위한 과학의 기초, 빛과 색, 색을 구현하는 방법 등 미술과 색채에 관한 과학적인 이야기를 알기 쉽게 전달해주고있다. 이 중에서 색을 구현하는 방법에서 색이 나타나는 매커니즘에 두가지가 있는데, 화학적 방법과 물리적 방법을 소개하고 있다. 이 두가지가 각각 어떠한 과정과 원인으로 인해 색이 달라지는지에 대해서 설명하고있다.

9.새롭게 알게 된 것

(1) 광물 색의 구조색, 조흔색의 화학색

겉보기 색은 광물의 고체 구조에 의해 빛이 반사되는 빛의 색이다.

광물은 분자와 분자 사이의 결정 구조 사이의 간격이 균일하고, 그 간격에 의해 나타나는 성질이다.

반면 조흔색은 가루이며, 난반사에 의해 관찰된다. 조흔색의 색은 화학색이라고 볼 수 있다.

(2) 화학색

사람이 색을 인식하기 위해서는 빛이 필요하다. 빛은 아주 넓은 영역대의 전자기파의 형태인데, 그중 사람의 눈으로 인식할 수 있는 빛은 가시광선 영역이다. 가시광선이 어떤 물질에 도달하게 되면 물질은 그 물질 고유의 특성에 해당하는 특정 파장을 흡수하게 되고, 이때 미처 흡수되지 못한 가시광선 영역이 우리 눈에 들어올 때 우리는 그것을 색으로 인식한다.

화학색(chemical color)은 우리가 흔히 아는 색으로 색소나 염료로 인해 만들어지게 된다. 어떤 색을 흡수하고 어떤 색을 반사하느냐에 따라 우리 눈에 보이는 색이 결정된다. 화학색은 색소의 크기나 모양과는 관계가 없고, 어느 각도에서보아도 동일한 색이다. 어떤 색을 흡수하고 어떤 색을 반사하느냐에 따라 우리 눈에 보이는 색이 결정된다.

이러한 과정을 통해 발현되는 색을 화학색이라고 부른다.

(3) 구조 색

구조 색(structural color)은 화학색의 반대 개념이라는 뜻, 또는 빛에 영향을 끼쳐 색이 만들어지기 때문에 물리색이라고도 불리는데, 표면의 기하학적인 미세구조로 인해 빛이 반사, 산란, 간섭, 회절 되면서 나타나는 색이다.

즉, 물체의 미세구조와 빛이 상호작용에 의해 나타나는 색이며 색소 없이 물체의 구조 때문에 색이 나타난다는 것이다.

(3-1)모르포 나비와 카멜레온

구조 색의 예시로는 모르포나비의 파란색 날개와 카멜레온의 피부가 있다.

모르포 나비의 날개는 영롱한 파란색을 띠고 있다. 하지만 나비의 날개를 미세현미경으로 들여다보면 나비의 날개는 무색이며 복잡한 구조 형상을 하고 있는 것을 볼 수 있다. 이는 나비 날개의 복잡한 구조가 가시광선의 특정 파장을 반사하고, 반사된 가시광선이 우리의 눈에 들어와 나비의 색으로 인식하게 되는 것이다.

알록달록한 생명체인 카멜레온의 피부 단면을 미세 현미경으로 관찰해 보면 피부층이 비접촉형 격자구조를 이루고 있는것을 알 수 있다. 적의 공격을 받아 카멜레온이 흥분하는 경우 카멜레온은 피부층의 격자 간격을 늘리게 되고 이에 따라 피부의 구조가 가시광선 장파장 영역을 반사하여 카멜레온의 피부색을 변화시킨다. 이처럼 구조 색을 통해서라면, 한가지 소재를 가지고도 다양한 색감을 만들어 낼 수 있다.

(4) 하지만 모르포나비의 날개는 파란색 한 가지로 고정되어 있는 반면, 카멜레온의 피부색은 한 가지로 고정되어 있지 않고스스로가 피부색을 자유자재로 변화시킬 수 있다. 이것의 이유는 색의 변동성 때문인데, 모르포나비의 날개는 색의 가변성, 즉 변동성이 낮고, 카멜레온의 피부색은 색의 변동성이 높다.

모르포나비도, 카멜레온도 똑같은 구조 색인데 색의 변동성은 왜 이렇게 극단적으로 차이 나는 걸까? 그 이유는 카멜레온은 본인 피부에 있는 광 결정의 간격을 스스로 조절할 수 있기 때문이다. 즉, 광 구조의 간격 혹은 두께를 변화시킬 수 있느냐 없느냐에 따라 모르포 나비처럼 한가지 색만 내기도 하고 카멜레온처엄 여러가지 색을 자유자재로 낼 수 있기도 하다.

10.추가학습하고싶은내용

카멜레온의 광 결정 구조 간격 조절의 원리를 이용한 기술들을 살펴보고자 하였다.

카멜레온은 피부색을 바꾸기 위해, 피부 속 광 결정 구조의 간격을 조절한다. 광 결정은 특정 파장의 빛만 반사 시키는데, 광 결정 구조의 간격에 따라 반사시킨 빛의 색깔이 다르게 나타난다. 최근 이런 광 결정 기반 색 변화를 모사하려는 연구가 많은 관심을 받고 있다.

기존 기술로는 광 결정 구조를 변화시키려면 액체 물질이어야만 가능했다. 단단한 껍질 속에 액체를 넣어주는 방식으로개발할 수는 있겠지만, 이경우 자유자재로 구부러지는 플랙서블 형태로 제조하기가 쉽지 않았고, 외부의 충격이나 환경변화에 취약한 한계가 있었다.

박정열 기계공학과 교수 연구팀이 이 단점을 해결하고 전기 자극을 통해 능동적으로 실시간 색이 변하는 ‘고체 유연 소재’를 개발했다. 먼저 나노미터 단위의 고분자로 만든 유연성 구동장치를 제작한 다음 이를 고체물질 속에 섞어 넣어 전기 자극을 가했다. 초소형 구동장치가 물질 내부에서 광 결정 구조 간격을 조절, 고체물질 내부에서도 바꿀 수 있도록 만들었다. 이렇게 만든 소재는 빨간색부터 청록색까지 다양한 색상 변화가 가능했다. 한 번 색이 바뀌면 원래의 상태로 되돌아가지 않으려는 히스테리시스 현상이 적어 시시각각 색을 바꾸는 데에 유리했다. 연구진은 이 소재를 유연한 고체 필름 형태로 만드는데도 성공했다. 이 필름을 입히면 다양한 형태의 물체도 색을 자유자재로 바꾼다.

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1. 칼럼
https://www.bizhankook.com/bk/article/23627
2. 31206 김가빈

3. 발표 제목

우주의 중심은 어디인가?

4. 지구과학 목차

VII 우리은하와 우주의 구조 – 6. 은하의 공간 분포

5. 도서명-저자

무엇이 우주를 삼키고 있는가 – 폴 데이비스

6. 교과 내용 핵심 키워드

빅뱅, 우리은하, 은하, 공간, 팽창

7. 알고 싶은 것

우주가 팽창하고 있다는 것은 모두가 알고 있는 사실이다. 여기서 우주는 어디를 중심으로, 어디를 향해 팽창하는지 이 책을 통해 알고 싶다.

8. 교과 내용 연관 도서 설명

‘빅뱅이 어디에서 발생했는가’에 대한 답은 모든 곳이다. 우주배경복사의 진원지는 없다. 우주배경복사는 공간상의 특정한 점으로부터 뻗어나온 것이 아니다. 은하들 사이의 공간 자체가 커지고 있는 것이며 이로 인해 적색이동에 접근 방식을 가질 수 있다. 먼 은하에서 오는 빛의 파동은 팽창하는 공간을 통과해서 우리에게 오는데, 이때 은하와 우리 사이에 있는 공간이 늘어나면 그 사이를 지나오는 빛의 파동도 함께 늘어나게 된다. 이것은 파동의 파장이 길어지는 반편 진동수는 줄어들게 되어 푸른색의 빛이 붉게 변하게 되는 것이다. 관측 가능한 가장 오래된 은하의 경우, 빛의 파장은 빛이 은하에서 나온 직후보다 지구에 도달했을 때 11배나 길어지게 된다. 우리가 더 먼 우주를 관측할수록 신축인자(지구에서 관측한 파장을 광원에서 방출된 직후의 파장으로 나눈 값)이 거리가 멀어질수록 증가하므로 적색이동은 더욱 강하게 일어난다. 이론적으로 신축인자는 특정한 임계 거리에서 값이 무한해진다. 단순화한 우주 모형에서 보면 그 특정한 임계 거리는 빛이 빅뱅 이후로 가장 멀리 이동할 수 있는 거리와 같다.
만약 어떤 한 은하가 우리 은하와 100억 광년만큼 떨어져 있다면 우리에게 현재 보이는 그 은하는 그 은하가 100억년 전에 있었던 곳을 보는 것이 된다. 그 세월동안 그 은하와 우리 사이의 거리는 훨씬 더 멀어졌을 것이다. 즉, 우주 지평선은 현재 470억 광년만큼 떨어져 있는데 우리는 지금 당장 그 위치가 아닌 470억 광년이라는 한참 과거의 모습을 보게 되는 것이다.

9. 새롭게 알게 된 것

‘신축인자’라는 개념을 이 책을 읽으면서 처음 접하게 되었다. 또 보통 빅뱅에 대한 이미지를 떠올리면 어떤 한 점에서 폭발이 일어나는 이미지를 떠올리게 되는데 ‘그 점’이라는 것도 공간상 특정 위치에서 일어나는 것이 아니라 공간 자체가 없다가 생기게 되는 것이라 상상하기 어렵고 신기했다.

10. 추가 학습하고 싶은 내용
우주팽창 속도를 빛이 따라가지 못하여 '빛 지평선'이 존재하고, 우리는 '관측가능한 우주'라는 표현을 사용하는데 이러한 빛 지평선과 관련된 연구들에 대해 찾아보고 싶다.

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[비즈한국] 최근 연이어서 천문학자들이 발견한 역대 가장 먼 거리에 놓인 별과 은하의 놀라운 이야기를 소개했다. 그런데 많은 분들이 이런 질문을 남겨주었다. "우주 팽창의 중심은 대체 어디인가요?" 같은 조심스러운 질문부터 "거짓말하지 마라! 빅뱅 이론이 사실이라면 그 폭발의 중심이 어디인지나 먼저 찾아라!"와 같은 격한 반응까지. 스타일은 다르지만 공통적으로 묻고 있다. 그래서 대체 우주 팽창의 중심, 빅뱅이 일어난 포인트는 대체 어디에 있단 말인가!

빅뱅 이론을 처음 접할 때 당연히 자연스럽게 가질 수 있는 의문이다. 하지만 천문학은 여러분이 기대한 것과 전혀 다른 답을 제시한다. 애초에 우주 팽창엔 중심이 없다는 것이다. 안타깝게도 이 의미를 제대로 이해하지 못한 채 빅뱅 이론 자체가 허구라고까지 주장하는 사람들도 있다. 하지만 우주 팽창에 중심이 없다는 것은 오히려 빅뱅 이론의 가장 정확한 설명이다.

우주 팽창엔 중심이 없다. 이 말은 빅뱅 이론에 위배되지 않는다. 가장 정확한 설명이다.

풍선을 부는 모습을 생각해보자. 풍선을 불수록 풍선은 더 커지고 풍선 표면도 점점 넓어진다. (간단한 비교를 위해 풍선 표면 전체가 모두 같은 비율로 늘어난다고 생각하자.) 자! 여기서 질문을 해보겠다. 면적이 늘어나고 있는 풍선 표면의 팽창 중심이 어디인지를 풍선 표면 위에서 정의할 수 있는가? 풍선 표면에서 특정한 점을 딱 찝어서 거기가 바로 팽창하는 풍선 표면의 정중앙이라고 이야기할 수 있는가? 애초에 그런 정의가 불가능하다. 풍선 표면에서 어느 곳을 찍어도 모두 그곳을 중심으로 주변의 풍선 표면이 팽창하는 것처럼 보일 것이다. 왜냐면 팽창하는 풍선 표면은 특정한 중심 없이 그저 그 표면 자체가 균일하게 팽창하는 것이기 때문이다.

이제 실제 우주와 비슷한 상황을 생각해보자. 여기 우주 속 은하들의 분포 지도를 간단하게 표현한 그림 두 개가 있다. 왼쪽은 아직 팽창을 덜 했을 때 우주 전체 규모가 작았을 때의 모습이다. 오른쪽은 팽창이 조금 진행된 후 우주 전체 규모가 좀 더 커졌을 때의 모습이다. 왼쪽의 작은 그림을 통째로 살짝 늘리면 오른쪽 그림이 된다. 왼쪽 그림에서 오른쪽 그림으로 그림이 늘어날 때 그 팽창의 중심은 과연 이 그림에서 어디가 되어야 할까?​

임의로 한 점(은하)을 선택하고, 왼쪽과 오른쪽 두 그림에서 같은 점이 겹치도록 그림을 포개보자. 그러면 마치 그 점을 중심으로 사방의 다른 모든 점이 멀어지는 것처럼 보인다. 이 점이 팽창의 중심인 것처럼. 이번엔 다른 점을 선택해서 똑같이 그 점이 겹치도록 두 그림을 포개보자. 이번엔 또 새로 정의한 점을 중심으로 사방의 다른 점들이 모두 멀어지는 것처럼 보인다. 또 다른 점을 선택해서 똑같은 작업을 해봐도 마찬가지다. 그림 위에 찍은 어떤 점을 기준으로 비교해도 선택한 점을 중심으로 사방의 다른 모든 점들이 멀어지는 것처럼 보인다. 그러면 팽창의 중심이 하나가 아니라 수없이 많아야 한다는 건가? 전혀 그렇지 않다. 애초에 특정한 포인트를 딱 짚어서 그곳이 팽창의 중심이라고 이야기하는 것 자체가 불가능하다. 왼쪽 그림에서 오른쪽 그림으로 넓어지는 팽창 과정에서 팽창의 중심이란 건 애초에 존재하지 않는다. 그냥 더 작았던 왼쪽 그림 자체가 통째로 균일하게 늘어나서 오른쪽 그림이 되었을 뿐이다.

우리 우주도 마찬가지다. 우주의 시공간 자체가 특정한 팽창 중심점 없이 균일하게 팽창하고 있을 뿐이다. 앞서 보여준 늘어나는 풍선 표면처럼, 늘어나는 그림처럼 말이다. 여전히 많은 사람들은 빅뱅과 함께 출발한 우주의 팽창을 마치 폭탄이 터지는 모습처럼 착각한다. 그리고 바로 가장 큰 오해가 여기에서 시작된다. 분명 폭탄은 폭발 지점을 중심으로 파편이 사방으로 날아간다. 당연히 그 폭발 지점을 파편이 날아가는 중심점으로 정의할 수 있다. 하지만 우주 팽창은 폭탄이 터지는 것과는 완전히 다르다. 우리 주변 사방에 멀리 떨어진 대부분의 은하들이 우리에게서 멀어지는 것은 폭탄의 파편처럼 폭발의 여파로 밀려 날아가는 것이 아니다. 단지 그 은하들이 박혀 있는 시공간 자체가 팽창하며 각 은하 사이 거리가 점점 벌어지고 있을 뿐이다.

그렇다면 우리 우주가 중심점 없이 통째로 균일하게 팽창하고 있다는 걸 어떻게 확신할 수 있을까? 그건 멀리 떨어진 은하들까지의 거리와 각 은하가 우리에게서 멀어지고 있는 후퇴 속도가 정확히 비례한다는 사실, 바로 허블-르메트르의 법칙을 통해 정확하게 이야기할 수 있다.

간단한 그림과 함께 다시 비교해보자. 수평선으로 표현한 간단한 cm 스케일 우주 모형이 있다. 위에 있는 수평선은 팽창을 하기 전, 우주가 작았을 때의 상황이다. 아래에 있는 수평선은 우주가 두 배 팽창한 뒤의 상황이다. 계산을 간단하게 하기 위해 1초 만에 위에서 아래쪽 상황으로 변했다고 해보자. 우주가 팽창하면서 은하들끼리 간격도 두 배로 벌어졌다. 이제 수평선 위에 있는 은하들 중 가장 왼쪽에 있는 은하 A를 기준으로 주변의 다른 은하들까지의 거리와 그 은하들이 이동한 후퇴 속도를 함께 비교해보자.

원래 B, C, D 세 은하는 각각 기준 A은하로부터 1cm, 3cm, 4cm 떨어져 있었다. 그런데 1초 뒤 이 작은 미니 우주가 통째로 두 배 늘어났다. 그래서 팽창한 뒤에는 B, C, D 세 은하가 각각 A로부터 2cm, 6cm, 8cm 떨어져 있다. B는 1초 만에 A로부터 1cm 거리에서 2cm 거리로 1cm 더 멀어졌으니 A 기준 B의 후퇴 속도는 1cm/s다. 같은 방식으로 C는 1초 만에 A로부터 3cm 거리에서 6cm 거리로 3cm 더 이동했으니 A 기준 C의 후퇴 속도는 3cm/s다. 마찬가지로 D는 1초 만에 A로부터 4cm 거리에 있다가 8cm 거리로 4cm 더 멀리 이동했으니 A 기준 D의 후퇴 속도는 4cm/s다.

이제 이 미니 우주의 A은하에 살고 있는 미니 에드윈 허블이 자신이 관측한 세 은하 B, C, D의 거리와 후퇴 속도를 비교한다고 생각해보자. 가로축은 자신이 살고 있는 A은하로부터 각 은하까지의 거리로, 세로축은 각 은하가 자신에게서 멀어지고 있는 후퇴 속도로 한 그래프를 그린다. 점을 찍어보면 완벽하게 비례하는 같은 일직선 상에 세 점이 찍힌다! 우리 우주의 허블과 르메트르가 발견했던 것과 정확히 같은 그래프다. 물론 이러한 비교는 A은하에 살고 있는 미니 에드윈 허블 말고 B은하, C은하에 살고 있는 미니 우주의 외계인 천문학자를 기준으로 해봐도 똑같은 결과를 확인할 수 있다. 이처럼 거리가 더 먼 은하일수록 그 거리에 비례해서 더 빠른 속도로 멀어지고 있다는 건 우주가 통째로 아무런 팽창 중심 없이 균일하게 팽창하고 있음을 가장 확실하게 보여준다.

이는 앞서 보여준 우주 지도 그림으로도 다시 확인할 수 있다. 아무 은하를 기준으로 두 장의 그림을 포개어서 비교하면, 기준이 되는 은하를 중심으로 사방으로 더 멀리 떨어진 은하가 더 빠른 속도로 멀어지는 경향을 보이는 것을 쉽게 확인할 수 있다.

비로소 우주 팽창에는 특정한 중심점이란게 존재하지 않으며, 이 우주 자체가 통째로 균일하게 팽창하고 있다는 사실을 받아들이고 나면 더욱 놀라운 사실을 하나 더 깨달을 수 있다. 현재 벌어지고 있는 우주의 팽창을 머나먼 과거까지 쭉 거슬러 올라가면 결국 우주의 모든 것들이 원자보다 작은 한 점에 모여 있던 태초의 순간에 다다른다. 나와 당신, 이 세상에 있는 모든 존재가 머나먼 과거 원자 수준으로 잘게 부서진 채 작은 한 점으로 모여 있었다. 그리고 그 작은 점 자체가 팽창해서 지금의 세계가 된 것이다.

따라서 다른 관점에서 보면 나와 당신, 이 세상 모든 사람이 서 있는 바로 그 자리가 빅뱅이 벌어진 지점이라고도 할 수 있다. 앞서 보여주었듯이 결국 누구를 기준으로 하건 모든 관측자에겐 자신을 중심으로 나머지 모든 우주가 사방으로 팽창하며 멀어지는 것처럼 보이기 때문이다. 내 눈엔 나를 중심으로 우주가 팽창하듯 느껴지고, 당신의 눈엔 당신을 중심으로 나머지 모든 세상이 팽창하는 듯 보일 수밖에 없기 때문이다. (물론 이는 우리가 실제 우주의 중심에 살고 있어서가 아니다. 단지 한 특정한 관측자가 볼 수 있는 관측 가능한 우주 자체가 그 관측자를 중심으로 사방으로 둥글게 정의될 수밖에 없기 때문이다.)

결국, 그토록 찾아달라 이야기한 우주 팽창의 중심, 빅뱅이 벌어진 지점은 바로 각자가 서 있는 그 자리다. 그곳이 바로 우주의 시작점이기 때문이다. 어디를 걷는지, 어디에 서 있는지 상관없이 매순간 우리는 우주의 역사가 처음 시작된 역사적 지점을 딛고 서 있는 것이다.

이는 태초에 작은 한 점에 모여 있던 작은 우주가 사방으로 균일하게 팽창하면서 벌어지는 놀라운 사실이다. 우주 팽창의 중심이 어디에 있는지 제시하지 못한다는 건 빅뱅 이론을 부정하는 근거가 전혀 되지 못한다. 애초에 빅뱅 이론은 우리 우주의 팽창의 중심이란 것 자체가 정의되지도 존재하지도 않는다는 당연한 사실을 이야기하기 때문이다.

필자 지웅배 는? 고양이와 우주를 사랑한다. 어린 시절 '은하철도 999'를 보고 우주의 아름다움을 알리겠다는 꿈을 갖게 되었다. 현재 연세대학교 은하진화연구센터 및 근우주론연구실에서 은하들의 상호작용을 통한 진화를 연구하며, 강연과 집필 등 다양한 과학 커뮤니케이션 활동을 하고 있다. '썸 타는 천문대', '하루 종일 우주 생각', '별, 빛의 과학' 등의 책을 썼다.​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​

지웅배 과학칼럼니스트 galaxy.wb.zi@gmail.com​​

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[사이언스] 우주 팽창엔 '중심'이 존재하지 않는다

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비즈한국] 최근 연이어서 천문학자들이 발견한 역대 가장 먼 거리에 놓인 별과 은하의 놀라운 이야기를 소개했다. 그런데 많은 분들이 이런 질문을 남겨주었다. "우주 팽창의 중심은 대체 어디인가요?" 같은 조심스러운 질문부터 "거짓말하지 마라! 빅뱅 이론이 사실이라면 그 폭발의 중심이 어디인지나 먼저 찾아라!"와 같은 격한 반응까지. 스타일은 다르지만 공통적으로 묻고 있다.

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신축인자 stretching factor-지구에서 관측한 파장을 광원에서 방출된 직후의 파장으로 나눈 값

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https://www.ytn.co.kr/_ln/0108_202304300006035219https://www.ytn.co.kr/_ln/0108_202304300006035219주제: 백두산 폭발 예측이 계속 빗나가는 이유가 무엇일까

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[앵커]
백두산이 2년 뒤인 2025년에 폭발한다는 괴담성 주장이 SNS를 통해 번지고 있습니다.

100년마다 백두산이 분화했다는 주기설이 그 배경인데, 기상청은 가능성이 희박하다는 공식 의견을 내놨습니다.

정혜윤 기자가 보도합니다.

[기자]
백두산은 살아있는 활화산입니다.

지각 아래 마그마가 자리 잡고 있고, 작은 지진과 온천이 솟고 있습니다.

백두산이 2025년 분화한다는 괴담은 100년 주기설을 바탕으로 합니다.

백두산은 946년 대폭발 이후 지난 1,000년 동안 세기마다 최소 1번 이상 분화했습니다.

마지막 백두산 분화 기록이 1925년이기 때문에, 2025년에 폭발한다는 겁니다.

하지만 1925년 분화 기록은 근거가 희박합니다.

화산 연기가 보였다는 러시아 기록이 유일합니다.

공식적인 백두산의 마지막 분화 기록은 1903년으로 오히려 주기설과 어긋납니다.

2018년부터 백두산을 집중 감시하고 있는 기상청도 2025년 폭발설이 가능성이 희박하다는 공식 입장을 내놨습니다.

[우진규 / 기상청 통보관 : 화산 활동이 본격화하면 주변 지각이나 온도에 변화가 나타나기 시작합니다. 그런데 백두산의 마그마는 최근 오히려 안정화 상태를 보이고 있습니다.]

하지만 활화산인 백두산이 언젠가 분화하고 그 폭발 규모에 따라 주변국에 막대한 피해를 준다는 것은 분명해 보입니다.

[이윤수 / 전 포항공대 환경과학부 교수 : 백두산 화산 분화가 굉장히 큰 규모로 일어날 가능성이 있고, 천지를 중심으로 50km 반경에 든 생명체들이 질식사의 위험을 받습니다. 불과 한 시간입니다.]

엄청난 화산재가 풍향에 따라 우리나라까지 영향을 줄 가능성도 있습니다.

2025년 폭발설은 괴담이지만, 백두산의 움직임을 주의 깊게 관찰하고 만일의 사태에 대비해야 하는 이유입니다.

YTN 정혜윤입니다.

그래픽 : 박유동

YTN 정혜윤 (jdkim@ytn.co.kr)

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백두산이 2025년 폭발한다고?...기상청 "가능성 희박"

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앵커]백두산이 2년 뒤인 2025년에 폭발한다는 괴담성 주장이 SNS를 통해 번지고 있습니다.100년마다 백두산이 분화했다는 주기설이 그 배경인데, 기상청은 가능성이 희박...

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1. http://www.tynewspaper.co.kr/news/articleView.html?idxno=26262

2. 31225 현지원

3. 골디락스 존

4. 우리은하와 우주의 구조

5.  지식보관소의 외계행성 이야기_지식보관소

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[연재] 바다는 우리의 미래 (4)
-김제홍 경상남도 해양수산국장

5월31일은 바다의 날이다. 생명에게는 바다가 어머니다. 한자의 바다 해(海)자에는 어머니를 뜻하는 모(母)자가 들어있다. 어머니의 혈청으로 만들어지는 양수(羊水)의 미네랄 비율은 해수와 성분과 비슷하며 아기가 자라는 데 필요한 빌리루빈, 알부민, 레시틴 등이 들어있다. 양수 속에서 성장한 인간의 태아는 10개월 10일간 35억 년에 걸친 생명의 진화를 체험하며 태어난다.

우주에서 생명체 거주 가능 영역을 '골디락스 존(Goldilocks zone)'이라고 부른다. 항성을 도는 행성이 지표에 액체 상태의 물이 고일 정도의 온도와 적당한 대기를 갖춘 상태를 지칭한다. 물은 1기압 압력일 경우 0℃~100℃의 온도에서 액체상태로 존재한다. 지구의 물 중 98%가 바닷물(약 13억7000만㎦)이며 나머지 2%는 육지와 대기 중의 물이다. 태양계에서 골디락스 존은 0.95AU에서 1.15AU 사이다. (AU는 지구에서 태양까지의 거리이다.)

현재 지구상의 모든 생명은 탄소(C), 수소(H), 질소(N), 산소(O), 인(P), 유황(S)등 CHNOPS원소로 구성되어있다. 생명은 이러한 원자로 이루어진 유기물이고 유전정보를 가지고 스스로를 복제할 수 있다. 또 세포막에 싸여 막을 통해 에너지나 물질을 받고 몸을 유지하기 위한 복잡한 대사반응으로 노폐물을 밖으로 버리기도 하는데 이러한 모든 활동에 반드시 필요한 것이 물이다.

생명은 물의 특이한 성질을 잘 이용하고 있다. 먼저 물은 분자량이 같은 다른 액체에 비해서 끓는 점이 높다. 또한, 물은 온도를 1℃ 올리는 데 필요한 열인 매우 커서 온도 변화가 매우 적다. 이 성질 때문에 생명체는 내부 온도가 외부 환경의 변화에 따라 급격하게 변하지 않게 유지할 수 있다.

그리고 물은 열을 잘 전달해 주기 때문에 물을 담은 곳의 어느 한 부분만 갑자기 온도가 변하는 현상을 막고 온도 변화가 천천히 일어나게 한다. 물의 이러한 성질은 생명체의 특정 부위가 갑자기 뜨거워지거나 차가워져서 손상을 입지 않도록 해 준다.

물 분자는 음이나 양의 전기적 성질을 띠는 물질들과 잘 어울리므로 다른 물질을 잘 녹인다. 음식을 통해 우리 몸에 들어온 영양분들은 몸속에 있는 물에 녹아 몸 구석구석으로 이동되어 필요한 곳으로 전달된다.

또한, 물은 다른 액체에 비해서 표면 장력이 크다. 이 강력한 힘 때문에 모세관 현상이 일어난다. 이 모세관 현상을 이용해 식물은 물을 줄기와 잎으로 보낸다.

그리고 물은 기체로 변할 때 필요한 기화열이 크다. 물 분자들 사이의 수소 결합을 끊어야 하므로 다른 액체들에 비해 열이 더 많이 필요하다. 땀을 흘리는 동물들은 이 기화열을 이용하여 몸에서 열을 빼앗아 효율적으로 체온을 낮춘다.

바닷물 속의 성분은 생명유지에 꼭 필요하다. 멧돼지가 민가까지 와서 피해를 주는 이유는 몸속의 절대적인 염분 부족을 해소하기 위해서이다. 야생염소들은 목숨을 걸고 거의 90도 각도의 수직 암벽을 기어오르는 것도 바위 절벽에 붙어 있는 소금을 핥아 먹기 위해서이다.

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5월31일은 바다의 날이다. 생명에게는 바다가 어머니다. 한자의 바다 해(海)자에는 어머니를 뜻하는 모(母)자가 들어있다. 어머니의 혈청으로 만들어지는 양수(羊水)의 미네랄 비율은 해수와 성분과 비슷하며 아기가 자라는 데 필요한 빌리루빈, 알부민, 레시틴 등이 들어있다. 양수 속에서 성장한 인간의 태아는 10개월 10일간 35억 년에 걸친 생명의 진화를 체험하며 태어난다.우주에서 생명체 거주 가능 영역을 '골디락스 존(Goldilocks zone)'이라고 부른다.

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31211 김채현 교과연계도서발표

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31211 김채현 교과연계도서발표

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2. 31211 김채현
3. 깊은 바닷속에 빠진 잠수정은 왜 찾기 어려울까?
4. 2-1 해수의 운동과 순환
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6. 음파, 해양
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[이데일리 김혜선 기자] 대서양에 가라앉은 타이타닉호를 보기 위해 떠난 관광 잠수정 '타이탄'이 실종된 지 3일차인 지난 20일(현지시간) 캐나다 공군 해상초계기가 바닷속 소음을 감지했다. 캐나다가 이번 수색을 위해 파견한 해상초계기는 P-3 기체를 기반으로 하는 'CP-140 오로라'다.

CP-140 오로라는 바다 아래 숨어 있는 잠수함을 탐지할 수 있는 '잠수함 킬러'로, 대잠탐지 기능 외에도 수색과 정찰임무를 수행할 수 있는 군용기다. 깊은 바다에서 울리는 미세한 소리까지 잡아낼 수 있는 음파탐지장치(소노부이)도 탑재돼 있다. 소노부이는 바다에 떨어트려 음파를 발생시키고, 되돌아오는 파장을 이용해 정확한 위치를 찾을 수 있는 최첨단 장비다.

캐나다 공군은 수색 초반부터 소노부이를 해상에 떨어트리고 수색에 활용하고 있었다. 이번에 감지된 '해저 소음'은 30분 간격으로 두드리는 듯한 소리가 났으며, 소노부이를 떨어트린 지 4시간 만에 다시 소음이 들렸다고 한다.

미국은 록히드 C-130 허큘러스 두 대와 미 항공 기동 사령부의 C-17 글로브마스터를 통해 수색 작전을 펴고 있다. C-130 허큘러스는 비포장된 활주로에서도 이착륙이 가능하고 항속거리도 길어 각종 특수작전에 많이 투입돼왔다. C-17 글로브마스터는 전시 물자를 수송하는 대형 수송기다.

바다에서는 선박과 수중탐사로봇(ROV)이 활동하고 있다. 실종된 잠수함 타이탄을 관광 지점 해상까지 견인했던 연구선 '폴라 프린스'는 실종 현장에 남아있는 상태다. 해저 케이블을 설치하는 심해 부설선 '딥 에너지'도 타이탄 실종 초반부터 현장에서 수색 작업을 돕고 있다. 이 밖에 캐나다 해안경비대의 '애틀랜틱 멀린', 노르웨이 상선 '스칸디 빈랜드', 프랑스 연구선 '르 아틀란테'는 수중탐사로봇(ROV)이 탑재된 선박으로 수색에 참여하고 있다.
현존 해저지도 전체의 23.4%...인간은 바다를 모른다
실종된 타이탄을 찾기 위해 여러 나라에서 최첨단 장비를 총동원하고 있지만 해저에서 실종된 잠수정을 찾기란 '사막에서 바늘 찾기'와 같다. 미 국립해양대기청에 따르면, 지난해 여름까지 밝혀진 해저 지도는 전체의 23.4%에 불과하다. 지구에서 멀리 떨어진 달이나 화성 표면보다 우리가 살고 있는 지구의 바다 속을 더 모르고 있는 셈이다.

기적적으로 캐나다 해상초계기가 바다 속에서 '수상한 소음'을 탐지해냈지만, 미국 해안경비대가 소음 원인을 찾기 위해 배치한 수중탐사로봇(ROV)도 실종 잠수정 찾기 작전에 실패했다. 바다는 심해로 내려갈수록 빛이 닿지 않아 어둡고, 수압으로 인해 접근이 어려워 탐사가 어렵다.

미 해안경비대 제1지구 사령관 존 마우거 소장은 미 CBS와의 인터뷰에서 "소음이 발생한 지역에 수중 탐지로봇 2대와 음파 탐지기능이 있는 선박 1척의 우선 순위를 설정했다"며 "이 주변에는 많은 금속과 다른 물체가 있다. 소음 뒤에 숨은 과학을 이해하고 그 원인이 무엇인지 정보를 분류하는 전문가를 고용하는 것이 매우 중요하다"고 말했다.

타이탄은 지난 16일 캐나다 동부에서 출항해 18일 오전 미국 매사추세츠주 케이프코드 해안에서 약 1450km 떨어진 지점에 도착, 잠수를 시작했다. 그러나 잠수 1시간 45분만에 통신이 두절돼 현재까지 실종된 상태다. 이 잠수정에는 96시간 가량 사용할 수 있는 산소가 있는 것으로 알려졌다.

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해저 지도 단 23%, '잠수함 킬러'는 어떻게 실종 잠수정을 찾을까

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대서양에 가라앉은 타이타닉호를 보기 위해 떠난 관광 잠수정 '타이탄'이 실종된 지 3일차인 지난 20일(현지시간) 캐나다 공군 해상초계기가 바닷속 소음을 감지했다. 캐나다가 이번 수색을 위해 파견한 해상초계기는 P-3 기체를 기반으로 하는 'CP-140 오로라'다.(...

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1.  칼럼추가 :

2.  학번이름 적기 : 31221 차보미

3.  발표 제목 : 한반도의 공룡 화석

4.  지구과학 한반도의 지질

5.  도서명-저자

6.  교과 내용 핵심 키워드

7.  알고 싶은 것

8.  교과 내용 연관 도서 설명

9.  새롭게 알게 된 것

10.  추가 학습하고 싶은 내용 (직접 작성 또 는 신문기사, 도서 내용 추가)

11.  지구과학2 교과를 학습하면서 자신만의 노력과 학습방법을 구체적으로 적어주세요.

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1. 칼럼추가 : http://www.bizhankook.com/bk/article/25622

2. 학번이름 적기 : 31219 이현지

3. 발표 제목 : 지구 내부 에너지

4. 지구과학2 1. 지구의 형성과 역장

5. 도서명-저자

6. 교과 내용 핵심 키워드

7. 알고 싶은 것

8. 교과 내용 연관 도서 설명

9. 새롭게 알게 된 것

10. 추가 학습하고 싶은 내용 (직접 작성 또 는 신문기사, 도서 내용 추가)

11. 지구과학2 교과를 학습하면서 자신만의 노력과 학습방법을 구체적으로 적어주세요.

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[비즈한국] 우주에 있는 모든 것은 영원하지 않다. 우리 지구도, 태양도 결국 사라진다. 얼핏보면 태양은 영원히 지금의 모습 그대로 계속 빛날 것 같지만 서서히 연료가 고갈되고 있다. 더 이상 빛을 낼 수 없을 정도로 연료가 모두 떨어지고 나면 결국 태양은 비대하게 부풀어오르면서 태양계 가장 안쪽부터 순서대로 수성, 금성, 지구까지 집어삼킬 것이다. 그런 뒤 외곽 가스 껍질 층을 밝게 토해내며 어둠 속으로 사라질 것이다.

물론 지금 당장 최후의 날을 걱정할 필요는 없다. 앞으로 약 50억 년 뒤에나 찾아올 미래이기 때문이다. 그런데 최근 천문학자들이 그 현장을 발견했다. 태양과 비슷한 또 다른 별이 죽음을 앞두고 곁을 도는 행성을 실제로 집어삼키는 장면을 관측했다. 지구의 50억 년 뒤 모습이 우주 어딘가에서 지금 벌어지고 있다.

50억 년 뒤 지구에게 찾아올 최후의 날을 소개한다.

#태양이 죽기 직전 적색 거성으로 부푸는 이유는?

모든 별은 중심의 가벼운 원자핵을 융합해 무거운 원자핵을 만드는 핵융합 반응을 통해 막대한 에너지를 만들어낸다. 그 에너지로 별은 오랜 세월 빛난다. 태양의 지름은 지구의 100배. 그 질량만 약 2×10^30kg에 달한다. 어마어마한 크기지만 어쨌든 별도 유한한 재료를 갖고 있다. 결국 수억, 수십억 년의 긴 시간이 흐르면 별이 품고 있던 핵융합 재료도 서서히 소진된다.

엔진이 멈추면 별이 차갑게 식으면서 맥없이 쪼그라들어야 하는 게 아닐까? 오히려 별들은 진화 막바지에 크기가 서서히 부풀어오른다. 왜 태양과 같은 별들은 나이를 먹으면서 더 크게 팽창하는 걸까?

우주의 모든 별에선 크게 두 가지 힘의 겨루기가 벌어진다. 별 자체의 육중한 중력으로 별을 중심으로 붕괴시키려고 하는 중력이 있다. 반대로 별 내부의 핵융합 엔진이 만들어내는 뜨거운 온도로 인해 별을 바깥으로 팽창시키려고 하는 열에 의한 압력이 있다. 이 두 가지 힘이 절묘하게 균형을 이루면서, 별은 더 수축하지도 팽창하지도 않고 일정한 크기를 유지하는 정역학 평형 상태를 유지한다. 얼핏 보면 태양은 아주 평화롭게 그 크기를 계속 유지하는 것처럼 보이지만, 사실은 자신의 중력과 뜨거운 열 압력, 두 힘이 서로 끈질기게 힘 겨루기를 하는 아주 치열한 하루하루를 살아가고 있는 것이다.

원자핵은 모두 +의 전하를 띠는 양성자로 이루어져 있다. 같은 +를 띠는 양성자, 원자핵끼리는 원래 서로 밀어내기만 한다. 그래서 단순히 원자핵 여러 개를 모아놓으면 융합되지 않고 그대로 튕겨 날아간다. 하지만 별의 중심으로 가면 상황이 달라진다. 천만 도를 넘는 뜨거운 온도에 원자핵들이 아주 높은 밀도로 바글바글 채워져 있다. 뜨겁게 달궈진 원자핵들이 아주 빠르게 움직이며, 높은 밀도로 인해 수시로 부딪히는 일이 잦아진다(흡사 9호선 지옥철과 같은 상황). 그래서 평소라면 서로 융합하지 않았을 원자핵들이 빠르게 맞부딪히면서 전기적 척력의 벽을 뚫고 더 큰 원자핵으로 융합하는 마법이 벌어진다.

특히 태양과 같은 별은 대부분 수소로 이루어져 있다. 태양의 중심은 온도가 1500만 도 수준에 이른다. 이런 엄청난 온도와 높은 밀도 덕분에 태양 중심 핵에서는 가벼운 수소 원자핵 4개가 반죽되어 더 큰 헬륨 원자핵으로 융합하는 수소 핵융합이 활발하게 벌어진다. 다만 재밌게도 따로 노는 수소 원자핵 4개의 질량을 합한 것에 비해, 이들을 모아 하나로 뭉친 헬륨 원자핵 하나의 질량은 아주 살짝 가벼워진다. 이 가벼워진 질량 손실이 에너지로 전환되는데, 이때 바로 그 유명한 아인슈타인의 공식 E=mc^2이 적용된다. 광속 c는 30만 km/s다. 이 엄청나게 큰 값을 줄어든 질량 차이에 한 번도 아니고, 두 번 제곱한 만큼이 별을 빛나게 하는 에너지로 전환된다. 그렇기에 별은 오랜 세월 엄청난 에너지로 밝게 빛나게 된다.

하지만 태양 중심을 벗어난 바깥 층의 수소들은 처음에는 핵융합에 쓰이지 않는다. 정중앙에서 외곽으로 벗어나면서 태양 내부의 온도가 빠르게 미지근해지기 때문이다. 그만큼 핵융합의 효율도 줄어든다. 재밌게도 사실 태양 중심에서 실제 수소 핵융합에 쓰이는 수소 핵의 부피는 태양 전체 부피에 비하면 1%밖에 안된다. 아주 좁은 부피를 차지한다. 하지만 워낙 중심의 밀도가 높다보니, 이 작은 크기의 핵이 차지하는 질량은 태양 전체 질량의 약 35%까지 커진다.

태양이 나이를 먹어가면서, 중심의 높은 밀도로 뭉쳐 있던 수소 땔감들은 빠르게 헬륨 찌꺼기로 대체된다. 그리고 태양 중심에는 서서히 수소 핵이 아닌 헬륨 핵이 쌓이기 시작한다. 그런데 헬륨 원자핵은 더 많은 수의 양성자로 이루어져 있다. 그만큼 헬륨 원자핵끼리 서로 밀어내는 정도는 수소 원자핵보다 훨씬 강하다. 이 붙임성 없는 헬륨 원자핵을 다시 융합하려면 수소 핵융합 때보다 훨씬 뜨거운 온도가 필요하다. 천만 도 수준의 온도로는 부족하다. 결국 한동안 수소 땔감이 고갈되어가는 태양 중심에는 '타지 않는 쓰레기' 헬륨 핵만 차곡차곡 덩치를 키워갈 뿐이다.

그러다가 태양 중심에 헬륨 핵이 너무 지나치게 커지고, 중심에 태울 만한 수소 재료가 모두 고갈되면 태양의 수소 핵융합 엔진의 불씨는 서서히 꺼지기 시작한다. 이전까지는 핵융합 엔진이 만들어낸 뜨거운 열 덕분에 별 자체를 붕괴시키려고 하는 중력에 대항해서 별이 크기를 유지할 수 있었다. 그런데 엔진이 꺼지면? 이제 더 이상 중력에 대항해 버틸 압력이 없다. 정역학 평형이 깨진다. 결국 더 강해진 중력에 의해 엔진이 꺼져버린 태양 중심의 헬륨 찌꺼기 핵은 다시 수축하기 시작한다.

그런데 수축은 곧 온도 상승으로 이어진다. 부피가 작아지면서 넓은 공간에 퍼져 있던 열이 좁은 공간에 집중되어 온도가 빠르게 올라간다. 그러면서 중심 헬륨 핵 주변의 온도를 다시 뜨겁게 올린다. 핵융합 엔진이 잠시 꺼지면서 천만 도 아래로 식어버렸던 태양 중심부 온도는 다시 천만 도 이상으로 달궈진다. 이 온도를 넘기면 수소 원자핵들을 모아서 헬륨 원자핵을 만드는 핵융합을 재개할 수 있다.

다만 이번엔 수소 핵융합이 벌어지는 영역이 이전과 다르다. 처음에는 단순히 태양 중심 1% 부피밖에 안 되는 비좁은 정중앙 핵에서만 수소 핵융합이 벌어졌다. 하지만 이젠 그 사이 중심에 더 이상 태울 수 없는 헬륨 찌꺼기 핵이 쌓였다. 대신 이제 태양은 그 헬륨 핵을 감싸고 있는 바깥 수소 껍질 층 속의 수소를 다시 핵융합 엔진의 땔감으로 사용한다.

헬륨 핵을 감싸고 있는 수소 껍질 층은 가장 처음에 있었던 비좁은 수소 핵에 비해 훨씬 부피가 크다. 그만큼 수소 껍질 층이 만들어내는 열은 더 증가한다. 잠시 멈췄던 핵융합 엔진으로 인해, 중력에 의해 태양 중심 핵이 잠시 쭈그러들었지만, 이번엔 원래보다 오히려 더 막대한 열 압력이 바깥으로 별을 밀어내며 별을 팽창시킨다. 그 결과 태양은 원래보다 더 크게 부풀어오른다. 별의 부피가 팽창하면서 동시에 표면 온도는 미지근하게 식게 된다. 그래서 크게 부푼 미래의 태양은 비교적 미지근한 표면온도를 갖는 붉은 빛의 별이 된다.

현재 우리 태양의 질량을 봤을 때 앞으로 약 50억~70억 년 뒤엔 지구와 화성 궤도 사이까지 크게 부풀어오를 것으로 추정된다. 그때가 되면 차례대로 수성, 금성, 지구까지 크게 부푼 태양의 표면 속에 호로록 집어삼켜져 죽기 직전 태양의 일부가 될 것이다.

이번에 새로 발견된, 지구의 50억 년 뒤 미래가 똑같이 벌어지고 있는 종말의 현장은 어떻게 발견했을까? 어떤 모습일까?

천문학자들은 미국 캘리포니아 팔로마 천문대에 있는 망원경 ZTF(Zwicky Transient Facility)를 통해 하늘에서 수시간 사이에 빠르게 벌어지는 급격한 현상을 모니터링하고 있었다. 예를 들면 태양과 같은 별이 죽기 직전, 곁에 있는 또 다른 별에게 물질을 빼앗아 먹으면서 잠시 밝아지며 터졌다가 빠르게 어두워지는 신성과 같은 현상을 찾았다. 그러다 독수리자리 방향으로 약 1만 광년 떨어진 별 ZTF SLRN-2020​​이 갑자기 밝아졌다가 사라지는 것을 포착했다.

처음엔 흔하게 관측되는 평범한 신성 정도로 생각했다. 그런데 이상한 점이 있었다. 보통 곁에 있는 다른 별에게서 백색왜성이 물질을 빼앗아먹으면서 밝게 터지는 신성은 원래 밝기의 1만~10만 배 이상 아주 밝은 섬광을 남긴다. 그런데 이 신성은 고작 200배 정도만 살짝 밝아졌다 빠르게 어두워졌다. 평범한 신성이라기엔 다소 약한 섬광이었다.

그래서 천문학자들은 빠르게 다른 망원경들의 관측 데이터를 뒤졌다. 우선 가장 거대한 지상 망원경 중 하나인 켁 망원경의 관측 데이터를 확인했다. 보통 평범한 밝은 신성의 경우, 곁에 있는 다른 별에게서 빼앗아온 뜨거운 가스 물질이 폭발 후 남은 백색왜성을 감싸고 있다. 따라서 곁에 있는 별에게서 빼앗아온 뜨거운 가스 물질 성분도 함께 확인된다. 그런데 켁 망원경 관측에 따르면, 이 희미한 신성에서는 일반적인 뜨거운 가스 구름의 흔적이 보이지 않았다. 대신 훨씬 미지근한 가스 먼지 구름이 별을 에워싼 것처럼 보였다. 대체 이건 무엇일까?

더 정확히 분석하기 위해 천문학자들은 적외선 우주 망원경 WISE를 활용했다. (2009년에 발사된 이 망원경의 원래 이름은 WISE였으나, 이후 지구를 위협하는 소행성을 감시하는 새로운 미션을 함께 수행하게되면서 NEOWISE라는 이름으로 불리게 되었다.) 적외선은 비교적 낮은 온도로 미지근하게 달궈진 먼지 구름이 방출하는 빛이다. 실제로 이 별은 유독 적외선 영역에서 조금 더 밝게 빛났다. 별을 에워싼 것이 뜨거운 가스 구름이 아닌 미지근한 먼지 구름이라는 얘기다.

이곳에서 벌어진 일은 다음과 같다. 별 곁에 목성 정도의 덩치 큰 가스 행성이 맴돌고 있었다. 이 행성은 태양에서 수성까지보다 훨씬 짧은 거리에서 별 곁에 바짝 붙어 궤도를 돌았다. 공전 주기는 약 10일로 추정된다. 그런데 중심의 별도 서서히 핵융합 재료가 소진되면서 크기가 부풀었다. 별의 크기는 서서히 그 곁을 도는 행성의 궤도까지 다다랐다. 별 외곽의 가스 입자들이 곁을 도는 행성 궤도를 가로막으면서 마찰로 인해 행성은 조금씩 속도가 느려지고, 행성의 궤도도 별 표면을 향해 안쪽으로 작아졌다. 결국 행성은 빠르게 나선을 그리며 별 표면에 삼켜졌다.

한편 행성은 별 표면 쪽으로 끌려가면서, 동시에 행성의 중력으로 인해 거대하게 부푼 별 표면 외곽의 가스 물질을 별 바깥으로 잡아당기기도 한다. 그렇게 끌려나온 별 표면의 가스 물질들은 우주 공간에서 빠르게 식으면서 더 미지근한 먼지 입자로 굳는다. 행성이 나선을 그리면서 별 표면으로 끌려가는 동안, 행성의 중력에 의해 바깥으로 빨려나온 먼지 입자들의 띠 역시 나선을 그리며 별 곁에 퍼진다. 이렇게 퍼져나온 먼지 입자들은 행성과 마찰을 일으키며 행성의 속도를 더 늦추고, 행성은 더 빠르게 별 표면으로 빨려들어간다. 그렇게 행성은 별 바로 앞에서 막대한 중력으로 인해 으스러지며 별의 일부가 되어버렸다.

이 행성이 별에 잡아먹히면서 별 자체의 크기도 네 배 더 부푼 것으로 보인다. 별이 살짝 더 커지면서 동시에 별 자체의 밝기도 약 100~200배 더 밝아졌다. 천문학자들이 바로 그 순간을 포착했던 것이다. 말 그대로 행성이 거대한 별의 뱃속으로 쏙 들어가는 순간이다.

지구로부터 약 1만 광년 떨어진 별 ZTF SLRN-2020​​. 지금으로부터 약 만 년 전 이곳에서 또 하나의 세상이 사라졌다. 그리고 앞으로 50억 년 뒤 그와 비슷한 순간이 지구에도 찾아올 것이다. 중심 별이 서서히 부풀어오르면서 우리에게 찾아올 최후의 순간을 겸허히 받아들이고 기다릴 수밖에 없는 순간이 올 것이다. 부디 만 년 전의 그 별 곁에 아무도 없었길, 그리고 50억 년 뒤의 인류도 이미 더 아름다운 곳으로 떠나 있길 바랄 뿐이다.

필자 지웅배 는? 고양이와 우주를 사랑한다. 어린 시절 '은하철도 999'를 보고 우주의 아름다움을 알리겠다는 꿈을 갖게 되었다. 현재 연세대학교 은하진화연구센터 및 근우주론연구실에서 은하들의 상호작용을 통한 진화를 연구하며, 강연과 집필 등 다양한 과학 커뮤니케이션 활동을 하고 있다. '썸 타는 천문대', '하루 종일 우주 생각', '별, 빛의 과학' 등의 책을 썼다.​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​

지웅배 과학칼럼니스트 writer@bizhankook.com

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[사이언스] 50억 년 뒤 '지구 최후의 날'을 미리 보다

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1만 광년 떨어진 별과 행성의 마지막 순간 관측...거대하게 부푼 별에 행성이 흡수

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1. 칼럼
https://www.sciencetimes.co.kr/news/%eb%b6%81%ea%b7%b9%ed%95%b4-%ec%8b%9d%eb%ac%bc%ed%94%8c%eb%9e%91%ed%81%ac%ed%86%a4-ipcc-%ec%98%88%ec%83%81%ec%b9%98%eb%b3%b4%eb%8b%a4-%ec%b5%9c%eb%8c%80-3%eb%b0%b0-%ea%b0%90%ec%86%8c/?cat=133
2. 31207 김서연
3. 발표 제목
4. 지구과학 목차
5. 도서명- 저자
6. 교과 내용 핵심 키워드
7. 알고 싶은 것
8. 교과 내용 연관 도서 설명
9. 새롭게 알게 된 것
10. 추가 학습하고 싶은 내용 (직접 작성 또는 신문기사, 도서 내용 추가)
11. 지구과학2 교과를 학습하면서 자신만의 노력과 학습방법을 구체적으로 적어주세요.

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과학기술

"북극해 식물플랑크톤, IPCC 예상치보다 최대 3배 감소"
극지연구소·포항공대·美스크립스해양연구소 공동연구

북극해 식물플랑크톤이 유엔 '기후변화에 관한 정부 간 협의체'(IPCC)의 예상치보다 최대 3배 감소할 것이라는 연구 결과가 나왔다고 극지연구소가 24일 밝혔다.

포항공과대학교 국종성 교수 연구팀, 극지연구소 양은진 박사, 미국 스크립스 해양연구소 임형규 박사 등으로 구성된 국제공동연구팀은 쇄빙연구선 아라온호 탐사를 포함한 다양한 북극해 현장 탐사에서 획득한 데이터를 활용해 북극해 식물플랑크톤의 농도 예측기법을 개발했다.

이를 적용한 결과 이산화탄소 배출 시나리오에 따라 차이는 있었지만, 2100년 식물플랑크톤의 농도는 기존 IPCC 5차, 6차 보고서의 예측과 비교할 때 감소 폭이 최대 3배로 늘었다.

이는 식물플랑크톤 성장에 필수요소인 질산염의 농도 차이에 따른 것으로 분석됐다.

질산염의 농도가 계절에 따라 크게 변하는 것을 기존 IPCC 모델은 반영하지 못했다고 연구팀은 설명했다.

북극해 식물플랑크톤의 감소가 장기적인 관점에서 기후변화에 긍정적일지, 부정적일지 여부는 아직 규명되지 않았다.

식물플랑크톤이 대기 중 이산화탄소를 머금어 기후변화 속도를 늦추기도 하지만, 대기 중의 열을 흡수해 북극해를 덮고 있는 얼음, 해빙을 녹여서 기후변화를 부추길 수도 있기 때문이다.

다만 이번 연구 결과대로 식물플랑크톤이 예상보다 빠르게 감소한다면 기존 예측보다 심각한 변화를 불러올 수 있다.

이번 연구는 해양 질산염 농도의 불확실성과 북극해 식물플랑크톤의 미래 변화 예측 사이에 연관성이 있음을 밝힌 첫 번째 연구 결과다.

연구 결과는 국제 저명학술지인 '어스 퓨처'(Earth's Future)에 4월 게재됐다.

한편 연구팀은 오는 8월 북극 동시베리아해와 축치(Chukchi)해 등에서 북극해양 환경과 해빙의 변화 등을 탐사할 계획이다.

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국내외 과학기술동향, 정책, 문화 등 과기계 이슈 정보 제공. 매주 금요일 뉴스레터 발송

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1. https://www.smarttoday.co.kr/news/articleView.html?idxno=29657

2. 31218이윤하

3. 각광받는 광물 자원

4. II.지구 구성 물질과 자원_04.광물과 암석의 이용

5. 희토류전쟁 - 데이비드 S. 에이브러햄

6. 교과 내용 핵심 키워드
희토류, 광물자원, 희소광물

7. 알고 싶은 것
희토류가 정확히 무엇인지, 어떤 기술에 쓰이는지 궁금해서 탐구를 진행하게 되었다.

8. 스마트폰, 가전제품, 자동차 등 우리가  일상생활에서 자주 사용하는 첨단기기에는 대부분 희토류가 들어 있다. 2010년, 불법 어선 활동을 둘러싼 중국과 일본의 갈등을 한 방에 정리한 것은 바로 한 줌도 안 되는 희귀 금속, 희토류였다. 그만큼 희토류는 아주 중요한 광물이다.  이 책에서는 첨단 기술, 최신 무기, 녹색 경제의 기본 바탕이 되는 21세기 최고의 전략 자원인 희금속에 대한 모든 것을 설명한다.

9. 새롭게 알게 된 것
희토류란 주기율표의 17개 화학 원소의 통칭으로, 스칸듐(Sc)과 이트륨(Y), 그리고 란타넘(La)부터 루테튬(Lu)까지의 란타넘족 15개 원소를 말한다. 이들을 묶어 희토류로 통칭하는 이유는 서로 화학적 성질이 유사하고 광물 속에 그룹으로 함께 존재하기 때문이다.
이러한 희토류는 화학적·전기적·자성적·발광적 특징과 함께 탁월한 방사선 차폐 효과를 가지고 있어 첨단제품의 핵심소재로 쓰이고 있다.
희토류 자석은 곧 연비(에너지 효율)와 제품의 성능을 결정짓는다. 전기차뿐 아니라 수소차, 로봇, 퍼스널 모빌리티, 풍력발전기와 같은 신재생에너지 기술 제품 등 ‘모터’가 들어가는 거의 모든 첨단 제품에는 희토류 자석이 필요하다. 희토류의 활용 범위는 전기차, 신재생에너지 등 미래 기술로까지 확대되고 있어 전세계에서 각광받고 있다.

10. 추가로 알고 싶은 것
희토류를 채굴하는 과정은 경제성이 떨어지고 환경오염에 대한 부담이 크다고 한다. 이러한 상황에서 희토류의 수요가 증가하면서 세계 각국은 희토류를 안정적으로 확보함과 동시에 희토류 사용량을 줄이고. 대체제를 개발하기 위한 연구를 진행하고 있다.그중에서도 희토류를 확보하는 방안으로 주목받는 기술이 있다. 바로 ‘유용자원 회수 기술’ 즉, 폐자원에서 희토류를 회수해 다시 자원화하는 기술로 지속가능한 친환경 자원선순환 기술이다.

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* 2021년(그래프 위쪽) 대비 2040년 수요(그래프 아래쪽) 예측. 그림=WEF via EITI

저탄소 시대를 여는 데는 여러 전제조건이 있다. 에너지 부문에서는 석탄이나 원유, 천연가스 등 화석연료 사용을 거의 제로 수준으로 끌어 내려야 한다. 특히 석탄과 원유는 전력 발전이나 석유화학 공업 부문에서 축출되어야 한다. 풍력과 태양광 발전이 대체 수단으로 각광받는 이유다.

제조업에서 공장을 가동하는 동력은 전기 에너지다. 부대 장비로 냉난방 등 공조 시스템이 가동된다. 에너지가 그린 또는 재생으로 바뀌면 공장과 건물의 탄소 중립이 실현된다.

저탄소 사회는 결국 스마트시티의 궁극적인 목표와도 맥을 같이 한다. 스마트시티가 밀집한 국가들이 탈 탄소를 서두르는 것도 탄소 중립이 필요충분 조건이기 때문이다.

에너지와 인프라 부문에서 탄소제로에 접근하면 다음 단계는 제조업을 통해 만들어지는 상품에서의 탄소 제로 이슈가 대두된다. 화석연료를 가장 많이 사용하는 소비재는 자동차다. 그래서 몇 년 전부터 전기자동차(EV) 붐이 일었다.

테슬라가 선구자 역할을 맡아 오늘날의 최고 기업으로 발돋움했다. 테슬라의 일론 머스크 CEO는 현시점에서 세계 2위의 부자다. 지금은 거의 모든 완성차 제조업체들이 전기차를 개발하고 있다. 나아가 중국을 중심으로 신흥 전기차 제조업체들도 우후죽순 생겨났다. 샤오펑, 니오, 지리자동차 등이 주인공이다. 머지 않아 화석연료 자동차 시대는 마감될 것이다. 교통 수단 전반의 탄소 중립이 실현될 날이 머지 않았다.

철강 등 생산재를 만드는 광물 가공산업도 변신을 거듭하고 있다. 석탄을 태워 철광석을 녹이는 시대에서 녹색 수소를 활용해 강철을 만드는 전기로 시대가 열렸다. 전 세계 대형 철강업체 모두가 녹색 철강 시대에 대응한 투자를 시행하고 있다.

이렇게 되면서 1차 산물인 광산업에서도 희비가 크게 엇갈리고 있다. 탄소 배출의 주역으로 꼽히는 자원은 배척되거나 사양길이다. 대신 전기차 배터리 등 차세대 탄소중립 시대를 열어주는 산업군의 광물을 채취하는 부문은 각광받고 있다. 최악은 석탄과 석유다. 에너지 발전 부문이나 화학 산업에 활용되면서 공해를 일으키고 있기 때문이다.

자본재용 광물은 꾸준한 수요가 이어지게 된다. 예컨대 철광석은 제조 기법에서 탈 탄소를 노려야 한다. 철광석을 녹여 철을 뽑아내 가공하는 것은 강철 생산 과정에서의 문제다. 철광석 자체에 대한 수요는 철을 사용하는 산업 자체의 변화 없이는 크게 변동되지 않는다. 금과 같은 귀금속 광물도 가격의 등락은 있지만 내재 가치는 지속된다.

그렇다면 탈 탄소 시대에 가장 각광받는 대표적인 광물은 무엇일까. 집작하겠지만 배터리용으로 폭 넓게 사용되는 리튬이나 니켈, 코발트 등이 최고의 광물이다. 또 하나를 꼽는다면 그라파이트다. 부드러운 질로 인해 윤활제 등에도 사용되지만, 판상 형태의 분자 배열로 인해 높은 전도성을 갖기 때문에 전극, 배터리 및 태양광 패널 등의 전자제품에 활용된다. 이들 광물은 모두 에너지 전환에 필요한 것들이라는 공통점을 갖고 있다.

광산업투명성기구인 EITI(Extractive Industries Transparency Initiative)가 최근 발표하고 세계경제포럼(WEF)이 홈페이지에서 인용한 '에너지 전환에 필요한 광물 수요 예측'에 따르면 이들 4가지 광물의 수요는 2021년에 비해 오는 2040년까지 최대 10배까지 늘어날 것으로 예상된다.

WEF 게시글에 따르면 리튬의 경우 지난 2021년 전 세계적으로 10만 톤이 쓰였으나 오는 2040년에는 90만 4000톤으로 무러 904%, 즉 10배나 늘어날 것으로 보인다. 또 그라파이트는 같은 기간 동안 100만 톤에서 384만 9000톤으로 385% 증가할 것으로 예상됐다. 주요 소재로 최근 특히 각광받고 있는 코발트는 17만 톤에서 45만 5000톤으로 268%, 일반인에게 인지도가 가장 높은 니켈은 이 기간 동안 270만 톤에서 380만 4000톤으로 141% 늘어날 것으로 추정됐다.

한편 WEF는 광산 부문에서의 붐을 예상하면서 이 부문에서의 정치적 부패와 환경 파괴를 우려했다. 채굴권을 받아야만 광물 채취가 가능하다는 점 때문에 지역사회에 허가권을 둘러싼 비리가 만연할 수 있다는 우려다. 동시에 허가권이 동시다발적으로 남발될 위험성도 높다는 지적이다. EU(유럽연합)의 새로운 중요 원자재법의 경우 국가 허가 절차를 간소화하는 것도 목표의 하나로 설정하고 있다.

환경에 대한 해악의 위험 또한 넘어갈 수 없는 현안으로 대두되고 있다. 이들 4가지 광물의 약 80%는 원주민 또는 사람들의 사적 영토에 위치하고 있고, 그 중에서도 약 절반 가량은 보존 영역과 겹친다. 인허가가 남발되면 사람과 환경을 해칠 가능성이 대단히 높다.

지속가능한 광물 채취 환경과 여건을 조성하는 것이 탄소제로와 스마트시티 구현을 위한 전제조건이라는 WEF의 제언이다.

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스마트 시대 여는 리튬 등 저탄소 4대 광물 '수요 폭증'

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단위=천 톤저탄소 시대를 여는 데는 여러 전제조건이 있다. 에너지 부문에서는 석탄이나 원유, 천연가스 등 화석연료 사용을 거의 제로 수준으로 끌어 내려야 한다. 특히 석탄과 원유는 전력 발전이나 석유화학 공업 부문에서 축출되어야 한다. 풍력과 태양광 발전이 대체 수단으로 각광받는 이유다.제조업에서 공장을 가동하는 동력은 전기 에너지다. 부대 장비로 냉난방 등 공조 시스템이 가동된다.

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31203강연수_교과연계도서발표

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31203강연수_교과연계도서발표

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1. 칼럼
https://h21.hani.co.kr/arti/special/special_general/44487.html
-> 기반암의 깊이가 지진 위험도에 영향을 끼치는 것을 깨닫게 됨.

2. 31203 강연수

3. 발표 제목
기반암 심도에 따른 우리나라 지진의 위험도와 건축물에 끼치는 영향

4. 지구과학 목차
1. 지구의 형성과 역장_03. 지구 내부 구조
2. 지구 구성 물질과 자원

5. 상식과 지식으로 버무린 내진설계철학 - 김장훈

6. 교과 내용 핵심 키워드
지진, 지진파, 기반암, 기반암 심도, 단주기파, 장주기파

7. 알고 싶은 것
건축물을 설계할 때 건물의 하중에 의한 지반의 지내력을 알아내기 위해 지반(지질)조사한다는 것은 평소에 건축에 관심이 있었기에 알고 있었다. 이러한 지반(지질)조사를 하는 이유 중 하나가 기반암의 위치를 파악하기 위해서일 정도로 기반암이 건축을 할 때 매우 중요하다고 하는데, 기반암을 고려하여 지진에 대한 어떤 정보를 얻는지, 기반암이 내진설계에 어떤 영향을 끼치는 지 궁금하였다.

8. 교과 내용 연관 도서 설명
내가 알고자 하는 정보인 하중이 모이는 지반에 대한 정보를 얻을 수 있었고, 추가 내용 탐구할 때 건축 재료에 따른 내진설계를 알 수 있었으며, 여러 건축물의 특성에 따른 지진의 세기에 대해 정리 할 수 있었다.

9. 새롭게 알게 된 것
지진은 최초 발생한 위치, 지진이 발생한 기반암에서 건물까지 지진파를 전달하는 물질인 매질, 건물의 형식과 구조, 층고 등에 따라 모두 다르게 느껴짐.
기반암 : 연암층, 퇴적층 또는 토층의 아래에 위치하는 전단파속도가 760m/s 이상이 단단한 암석층(보통암 등)
-전단파 속도 : 지반에 구멍을 내고 수신기를 구멍에 삽입한 후 지상에서 p파와 s파를 발생시켜 깊이에 따른 응답을 구하므로써 전단파 속도를 측정할 수 있음.
지반의 심도가 증가할수록 지반의 강도가 증가하며, 상부 30m에 대한 평균 전단파 속도를 '토층의 평균전단파속도'라고 함.
기반암의 깊이와 토층 평균 전단파속도를 기준으로 우리나라 지반을 분류하며 지반의 등급에 따라 구조 설계 시 내진 설계를 하도록 되어 있음.
<기반암 심도에 따라 지진 위험도를 파악할 수 있음>
[논문]공간 분석 기반 지진 위험도 정보를 활용한 우리나라 지진 취약 지역 평가 (2019, 자원환경지질, 이선영)
전체적으로 큰 규모의 국가 하천을 따라 깊은 기반암 심도가 나타나는 경향이 있으며 특히 하천의 하류에서 충적층(유수에 의해 운반되어 퇴적된 흙. 토양물질이 물에 의해 운반 및 퇴적된 토양층)이 넓게 분포하여 두꺼운 토사층이 예측됨. 한강 본류의 남부유역과 금강 하류 유역은 전체적으로 동고서저의 지형을 이루고 있어 수계의 대부분이 서해로 유입됨. 이 수계들을 따라 한강 남부유역과 충청남도 남서부 지역에는 미고결된 퇴적층 및 넓은 충적층이 발달되어 깊은 기반암 심도를 나타냈다. 낙동강 하구 주변은 토사퇴적으로 인해 삼각주 지형이 형성되고 점차 두꺼운 충적층이 발달되었기 때문에 두꺼운 토사층으로 나타남. 또한 국내의 경우 일반적으로 내륙지역은 기반암 상부 토사층이 얇게 분포하지만, 해안 주변 지역에서는 매립토층이 두껍게 분포함. 대표적으로 깊은 기반암 심도를 나타내는 해안 지역인 포항시는 2017년 포항 지진 당시 액상화 현상(지진 같은 진동으로 땅속의 물이 빠지지 않고 고여 흙이 마치 액체처럼 반응하는 현상)이 발생하였을 뿐만 아니라 경상북도 동해안에 대규모 충적 평야 지대가 위치해 있어 두꺼운 토사층에 의한 지진 위험도가 높다고 할 수 있음. 즉, 우리나라 남동부(경주, 포항 등)에서 기반암 심도 영향이 크게 나타나 지진 위험도가 높았고, 인천광역시와 경기 남부 주변도 깊은 기반암 심도 분포가 나타났으며, 강원도와 경상북도 북부를 포함하는 우리나라 북동부 일대는 기반암 심도 분포가 낮아 지진 위험도도 낮은 것으로 나타났음.
<기반암으로 인해 지진이 느껴지는 것이 다름>
지진은 맨틀 위 위치한 단단한 암반, 즉 기반암에서 발생함. 이 암반과 지표 사이에 여러 토양층이 있는데 이 땅이 단단하면 단주기파가 전달되고, 무르면 장주기파가 전달됨. 단주기파는 쉽게 말하면 ‘부르르’ 떨리는 것, 장주기파는 ‘출렁’하는 것을 말함. 즉, 기반암과 건축물이 가까운 지역은 단주기파, 멀고 토양층이 무른 지역에서는 장주기파가 전달됨.

10. 추가 학습하고 싶은 내용
추가로 기반암이 아닌, 건물 자체의 구조와 형식에 따라 달라지는 지진 감도에 대해서 알아봄. 벽이 많은 건물은 구조가 단단하고 무겁기 때문에 잘 안 흔들리며 주로 단주기파가 영향을 미치는 반면 일반 상업 건물처럼 철골 기둥으로 되어 있거나 철근콘크리트 구조여도 벽이 별로 없이 기둥과 보로 이뤄진 건물은 비교적 유연함. 유연하기 때문에 벽구조 건물보다는 잘 흔들리며 장주기파에 반응함. 또한 저층건물은 단주기파, 고층건물은 장주기파에 더 반응함. 똑같이 단단한 땅 위에 지어졌다면 저층건물이, 무른 땅 위에 지어졌다면 고층건물이 지진을 더 잘 느낄 수 있음.
[기사]우리집은 ‘부르르’ 친구집은 ‘출렁’…지진 느낌 왜 다르지?(세계일보, 김희원 기자, 2023.01.15)

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2017년 11월15일 경북 포항에서 규모 5.4의 지진이 발생했다. 건물 등에서 피해가 속속 나타나고 일대의 주민들이 불안과 공포에 떨고 있다. 언론 보도에서는 '우리나라는 동서 방향으로 압축응력을 받고 있는데 양산단층대를 따라 지진이 일어났다'고 지적하는데, 전문가가 아니라면 도대체 무슨 말인지 알 수 없을 것이다.

이번 지진은 어떻게, 무엇 때문에 발생한 것일까? 지난해 경주 지진과는 무슨 관계가 있을까? 언제 또 이런 지진이 되풀이될까? 의문이 꼬리에 꼬리를 물고 나타난다. 일반 독자들의 지진에 대한 이해를 도우려면, 지루할지 모르지만, 지질학의 기초 지식이 필요하다.

우리가 딛고 사는 암반 지각은 시간적·공간적으로 엄청난 힘을 받고 있다는 것이 판구조론으로 확인된 바 있다. 힘을 단위면적으로 정량화한 것을 스트레스라고 부른다. 지각이 스트레스를 받는 주원인은 지구 내부의 뜨거운 열이다. 지각 하부에는 1200여km 두께의 맨틀이 있다. 이곳에서 발생하는 뜨거운 열을 식히기 위해 안쪽에서 바깥쪽으로 열을 내보낸다. 바로 맨틀의 열대류다.

열대류가 지각을 향해 솟구치는 곳에서 지각이 들어올려진다. 빵처럼 부풀어오른 지각은 표면적이 넓어지고, 이내 갈라지고 만다. 바다 아래에는 갈라지며 부풀어오른 곳이 산맥처럼 늘어서 있다. 이곳이 바닷속 산맥, 즉 해령이다. 이 현상은 동아프리카지구대나 아이슬란드와 같은 육지에서도 볼 수 있다. 해령의 틈 아래쪽에선 압력이 급격히 낮아지면서, 맨틀이 부분적으로 녹아 끊임없이 틈을 비집고 올라온다. 이 과정에서 지각을 해령 양쪽으로 밀어낸다. 해령을 중심으로 새로운 해양판이 계속해서 만들어진다. 해령은 해저가 확장되는 현장이다.

독자 중에는 "지구의 크기는 유한하니까, 해령에서 확장되어 밀려난 해양판은 지구 어느 곳에선 땅속으로 파고드는 곳도 있어야 할 텐데"라고 의문을 가지는 이도 있을 것이다. 그렇다. 지질학자들은 그곳을 '섭입대'라고 부른다. 일본열도 아래로 태평양판이 들어가는 일본해구, 마리아나해구 등이 바로 판과 판이 만나는 섭입대다. 90% 이상의 지진이 섭입대에서 발생한다.

유라시아판과 북미판이 만나는 일본열도는 유라시아판의 판경계부에 속한다. 일본열도 아래로 더 큰 질량을 가진 태평양판이 연간 약 10cm 속도로 섭입하고 있다. 일본열도에는 두 판 사이의 마찰로 크고 작은 지진이 빈번히 발생한다. 2011년 동일본 대지진도 이 때문에 발생한 것이다.

지진 피해라 하면, 2008년 7만여 명의 인명 피해를 냈던 규모 8.0의 쓰촨 대지진이 발생한 이웃 중국을 빼놓을 수 없다. 남쪽에서 북상하는 인도판과 유라시아판의 충돌로 중국 대륙은 남북 방향으로 압축력을 받는다. 두 대륙의 밀도가 비슷하기 때문에 지상에서 제일 높고 험한 히말라야산맥을 만든다. 히말라야산맥에서 남북 방향의 압축력은 말랑말랑한 정구공의 위아래를 누르면 옆으로 튀어나오듯이, 한국이 속한 땅덩어리에 동쪽 방향으로 힘을 가한다. 이 힘이 한국을 파고드는 태평양판에 힘을 가한다. 이와 동시에 그 반작용으로 인한 힘이 한국에 작용한다. 인도판에서 '작용'과 태평양판에서 '반작용'의 법칙이 한반도에 작용하는 것이다.

지구조적으로 유라시아대륙판 경계부에서 살짝 벗어난 한국은 확실히 경계부에 속하는 일본열도와 중국에 비해 지진의 빈도와 규모가 훨씬 작은 것도 사실이다. 그렇지만 이는 한국이 지진의 안전지대라는 말은 아니다. 지난해 경주 지진과 올해 포항 지진으로 이런 사실이 더욱 실감나게 다가온다. 한국 동남부에 영덕~포항~경주~양산~부산을 지나는 골짜기가 있다. 이 골짜기 양옆으로 지질 분포가 수십km 어긋나 있는 단층 계곡, 즉 양산단층이 있다. 양산단층을 따라 비교적 나란하게 밀양단층, 모량단층, 동래단층 등 여러 개의 단층이 발달했는데, 서로 유사한 진화사를 가져 이들을 총칭해 양산단층계 혹은 양산단층대라고 부른다.

영덕~경주~울산을 이어보자. 동쪽에 다이아몬드 모양의 지형이 보인다. 이곳은 신생대 퇴적암 지층과 화산암 지층으로 덮여 있다. 이 지역의 암석은 특이하게도 약 1730만 년을 기준으로 해, 이보다 오래된 지층들은 무려 40~50도나 시계방향으로 돌아가 있는 데 반해 젊은 지층들은 돌지 않은 채 있다. 이 사실은 이 지역 암석의 고지자기(지질시대에 생성된 암석에 획득된 잔류자기) 연구로 밝혀졌다. 이는 양산단층이 1730만 년 전에 우수향 주향이동단층(단층 오른쪽 지반이 남쪽으로 이동하는 수평 운동)으로 수십km나 움직이면서, 다이아몬드 안에 있는 신생대분지를 시계방향으로 회전시킨 것으로 해석할 수 있다. 이후에도 양산단층대는 동해가 닫힌 지구조 환경에서 진화를 거듭해 오늘날처럼 인도판과 태평양판의 영향으로 동서 압축력 아래 놓여 있으면서 움직이는 활성단층으로 남아 있게 됐다.

덧붙여, 며칠 전 포항에서 지진이 일어난 곳은 1730만~1200만 년 전 바다에서 쌓인 퇴적층이 1200만 년께 동해가 닫히면서 양산단층대를 따라 융기한 퇴적분지로서 주로 연약한 이암(진흙이 굳어져 생긴 암석)층으로 돼 있다.

양산단층계는 북북동-남남서의 방향으로 동해가 확장되면서 우수향 주향이동단층운동을 일으킨 바 있다. 해양 물리탐사로 잘 알려졌듯이, 주향이동단층은 깊은 곳에 발달한 커다란 단층이 지표 수km 가까이 오면서 다수의 단층으로 나뉘는 꽃 구조를 갖는다. 밀양단층 등 이웃한 단층들이 하부로 가면 하나의 큰 단층으로 연결돼 있을 것으로 판단된다. 그래서 양산단층 주변에 나타나는 여러 단층들은 통칭해 양산단층대라고 불러도 무방하다.

양산단층에 동서에서 압축하는 힘이 작용하면 단층은 기하학적 특성상 우수향주향운동(옆으로 흔들리는 수평 방향의 지진) 혹은 역단층운동(위아래로 흔들리는 수직 방향의 지진)을 하게 된다. 그러나 양산단층대에서 계기에 기록된 지진의 초동파(지진 발생시 처음 기록지에 나타나는 지진파)를 이용해 진원 메커니즘을 분석한 결과, 순수하게 우수향 주향이동단층이나 역단층이 일어나는 경우는 드물다. 이곳에선 보통 두 성분이 섞여서 나타난다. 포항 지진의 경우 역단층이 주이고 우수향 주향이동단층이 부수적으로 나타난 반면(포항 지진이 수직 방향의 지진이었다는 의미), 경주 지진은 주향이동단층이 주이고 역단층이 부수적으로 나타났다. 한편 산업화와 도시화의 일환으로 매립이 이뤄진 부산, 서울의 석촌호수 등은 역단층운동에 취약한데, 이는 1995년 일본 고베 지진처럼 매립토가 수직 운동을 받을 때 진흙층에서 액상화가 일어나 지반을 무너뜨리기 때문이다.

한편, 진앙지에서 지역에 따라 유난히 피해 정도가 다른 것을 알 수 있다. 특히 암반의 종류가 중요한데, 포항 지진이 경주 지진보다 작은 규모의 지진이지만 피해가 더 컸던 것은, 앞서 설명한 바와 같이 포항 지역의 기반암이 약한 이암층으로 구성돼 있기 때문인 것으로 판단된다.

그렇다면 앞으로 지진에 어떻게 대비해야 할까. 인류가 지진 계측을 처음 시작한 것은 1889년 독일지구과학센터가 일본열도 인근에서 발생한 지진을 기록한 것이다. 한국의 경우 1978년 충남 홍성 지진 이후 지진 계측을 시작했을 정도로 역사가 매우 짧다. 일부 지진학자들이 역사서에서 귀중한 지진 기록을 찾아냈지만, 어느 곳에 어떤 규모의 지진이 일어날지, 판단 자료가 부족하다. 예를 들어 역사 기록에 따르면 서울 인근에 많은 지진이 있었지만, 지금껏 관측된 사례는 미미하다.

지진은 단층면상 임의의 부분에 잠겨 있던 응력(힘)이 더 이상 지탱하지 못할 정도로 커질 때, 지각변동과 함께 응력이 갑자기 풀리며 해소되는 현상이다. 한 곳의 응력이 풀리면, 주변을 자극해 도미노처럼 지진이 발생할 수 있다. 일련의 지진에서 가장 큰 것이 본진이고, 본진 이전 것들은 전진, 이후 것들은 여진이라고 부른다. 규모 5.4의 포항 지진 이후 작은 지진들이 계속 일어나고 있는데, 언제까지 지진이 계속될지, 더 큰 지진이 올지 땅속의 응력 분포 관측 자료가 없기 때문에 아직 예단할 수 없다.

포항 지진은 연약한 이암 지대에서 발생해 피해가 커졌다. 이 점을 교훈 삼아, 한국에서 주요 구조물의 기반 지질의 특성과 상태, 기반암의 깊이 등을 차분히 조사할 필요가 있다. 지진에 대한 지질 조사와 지구 물리탐사에는 비용이 많이 들지만, 전문가가 많지 않아 시간도 많이 걸린다. 이 때문에 중요한 곳부터 우선권을 두어야 하는데, 지질학자들이 활성단층으로 판명한 수도권을 지나는 추가령단층과 원자력발전소와 주요 산업시설들이 밀집한 양산단층의 연구가 중요하다고 판단된다.

한국의 지진 연구는 주로 지진 관측 연구에 집중돼 있다. 소 잃고 외양간 고치는 셈이다. 유감이지만, 한국은 소를 잃지 않기 위한 연구, 즉 지진 예측 연구의 불모지다. 전문가와 지원 예산이 거의 없는 실정이다. 한국에서 규모 7이 넘는 큰 지진이 발생할 가능성은 매우 낮지만, 역사 지진학자에 따르면 서기 779년 경주 지진은 규모 7에 가까운 큰 규모였다고 한다. 한국은 오늘날 산업화와 도시화로 인구 편중이 심각해, 이들 지역에 대형 지진이 일어나면 인명과 재산 피해는 치명적일 수 있다. 만일 대형 지진을 한 번이라도 예측한다면 수십만 명의 소중한 생명을 구할 수 있으며, 이는 지구물리학자로서 매우 가치 있는 기여라고 생각한다.

지구상에 지진에 안전한 국가는 없다. 다행히도 한국은 일본보다 지체 구조적으로 안정한 지괴에 자리잡아, 지진의 규모도 작고 빈도도 적다. 2007년 규모 6.8 일본 니가타 지진의 예에서 보듯, 규모 7에 가까운 대형 지진으로 원전이 큰 타격을 입었지만 방사능 유출은 없었다. 인간의 힘으로 내진설계를 해 어느 정도 안전을 보장받을 수 있음을 보여준 것이다. 한국도 내진설계 기준을 구조물마다 차등 적용하고 있다. 기준을 한 등급 높일 때마다 막대한 비용이 들기 때문에, 절대적으로 사회적인 소통과 합의가 필요하다.

이윤수 한국지질자원연구원 국토지질연구본부 책임연구원

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지진은 왜 포항과 경주에서 발생할까

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2017년 11월15일 경북 포항에서 규모 5.4의 지진이 발생했다. 건물 등에서 피해가 속속 나타나고 일대의 주민들이 불안과 공포에 떨고 있다. 언론 보도에서는 '우리나라는 동서 방향으로 압축응력을 받고 있는데 양산단층대를 따라 지진이 일어났다'고 지적하는데, 전문가가 아니라면 도대체 무슨 말인지 알 수 없을 것이다. 이번 지진은 어떻게, 무엇 때문에 발생한 것일까?

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주제: 해양자원 망간의 중력이상값을 통한

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해양자원 망간단괴의 분포 지역의 중력 이상 측정

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해양자원 망간단괴의 분포 지역의 중력 이상 측정

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이론 조사 과정에서 중력이상값을 산출해내기 위해선 그 지역에 맞는 중력보정값이 필요함을 알게됨. 그리고 이를 망간단괴 분포 지역에 적용하여 지하구성물질을 파악하고 그에 대한 활용 방안을 모색하기로 함.
논문 <동해 지역의 프리에어 이상으로부터 완전부우게 이상의 계산, 2010>에서 DNSC08 해상중력모델이 프리에어(free air)중력 이상을 측정할 수 있음을 알게됨.
<북동태평양 한국 KODOS 연구지역 중 KR1 지역 망간단괴의 지역적인 특성 변화>를 읽어 대략 북위 9~17도 , 서경 125~136도 범위에 속함을 알게 됨.
외에도 완전부우게 이상의 분포를 분석하여 동해지역의 정밀한 지구물리, 지질 및 측 지학적 해석을 위한 해상중력이상 모델의 활용성을 제시할 수 있음.

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북동태평양 한국 KODOS 연구지역 중 KR1 지역 망간단괴의 지역적인

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1.
https://koreascience.kr/article/JAKO201030853091893.pdf

2.
https://www.dbpia.co.kr/pdf/pdfView.do?nodeId=NODE06357555&googleIPSandBox=false&mark=0&ipRange=false&accessgl=Y&language=ko_KR&hasTopBanner=true