자신이 관심 있거나 진로와 관련된 지구과학 분야의 주제를 선정함.

2.보고서 작성(패들렛에 작성)

-다음 내용을 항목 별로 칸을 만들어 패들렛에 작성함.

1) 주제

2) 주제 선정 이유(8줄 이상)

3) 주제 탐구 및 조사 내용(15줄 이상)

4) 활동 소감(8줄 이상)

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

6) 진로 희망

7) 발표 피피티 업로드

8) 발표 여부(O/X)

9) 발표 영상

3. 발표

-기말고사 이후 발표 진행

-발표한 사람과 안하는 사람의 생기부는 분명히 차이가 있음!!!!

4 발표 일정

• 12/

• 12/

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• 12/

• 12/

(DAC : Direct Air Capture, 직접 공기 포집)

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

5. 활동을 통해 성장한 점

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

6. 진로희망

스포츠의학

7. 위에 첨부하겠습니다.

8. 발표O

9. X

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

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

3. 탐구내용

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

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

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

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

태양계 내에서 생명체가 살 수 있는 행성

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

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

태양계 외에서 생명체가 살 수 있는 행성

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

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

프록시마 센타우리 b (Proxima Centauri b):

세차운동에 따른 북극성의 변화

2.주제 선정 이유

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

3.주제 탐구 및 조사 내용

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

4.활동 소감

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

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

조사내용

고대에 연주시차를 관측하지 못한 이유

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

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

   
   

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

   
   

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

연주시차가 미발견이 과학사에 미친 영향

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

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

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

활동 소감

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

지속 가능한 스포츠 환경 조성 방안

2.보고서 작성(패들렛에 작성)

1) 지속 가능한 스포츠 환경 조성 방안

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

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

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

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

6) 스포츠 교육

7) 발표 피피티 업로드 없음

8) 발표 여부(X)

9) 발표 영상 없음

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

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

5.성장한점

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

6.진로희망: 방사선사

7.발표 자료

8.발표0

9.발표영상

고기후와 산소동위원소비 분석: 과거 기후 변화를 이해하는 열쇠

2. 주제 선정 배경 및 필요성

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

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

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

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

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

3. 주제 탐구 및 조사 내용

1) 고기후 연구의 중요성

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

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

2) 산소 동위원소비(δ¹⁸O)의 개념과 활용

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

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

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

3) 산소 동위원소비와 기후 변화의 연관성

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

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

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

4) 주요 사례 연구

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

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

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

4. 활동 소감

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

5. 활동을 통해 성장한 점

1) 과학적 사고력 함양

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

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

2) 진로에 대한 구체화

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

3) 협업과 발표 능력 향상

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

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

6. 결론 및 향후 과제

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

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

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

2) 병합 후 초대질량 블랙홀의 활동적 은하핵 형성

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

3) 최신 관측 기술과 시뮬레이션을 이용한 병합 은하 연구

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

2. 보고서 작성

1)주제: 외계 행성의 기후 확인 방식과 외계 생명체 존재 가능성

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

3)조사 내용

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

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

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

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

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

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

4,5)활동 소감 및 성정한 점

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

6)진로 희망

건축공학

8) 발표 여부 O

6) 진로희망: 화학공학자

7)ppt 첨부완료

8)발표완료

9)발표영상 업로드 완료

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

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

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

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

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

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