​
관련 기
사:https://www.breaknews.com/893428

최초의 지구에 테이아가 충돌해 달이 생겨난 지구의 유아기, 최초의 지각이 형성되고 행성 전체가 대양으로 파랗게 물든 지구의 유년기, 대륙이 떠올라 이동하고 서로 충돌해 산맥을 만들고 대양을 열어온 지구의 청년기, 생명이 탄생해 변화의 속도가 급속히 빨라지면서 육지를 붉게 물들인 산소급증사건, 따분하게 ‘정체’와 ‘평형’을 유지한 것처럼 보이지만 코를 찌르는 황화합물 냄새 속에서 광물 혁명을 준비했던 ‘지루한 10억 년’의 중원생대, 눈덩이와 온실을 오가던 지구의 모습, 육상 생물이 생겨나 지구가 드디어 ‘푸른 행성’이란 이름에 걸맞은 외양을 갖추게 된 최근의 5억 년까지의 역사에 대한 이야기를 흥미롭게 풀어내고 있다.

6.관련기사:
https://n.news.naver.com/article/032/0003063984

7.학습한 내용
생명체 출현 이전에는 산화환원 반응이 비교적 느긋한 속도로 진행되었다고 한다. 하지만 최초의 미생물들이 전자를 더 빠른 속도로 뒤섞는 법을 배웠고, 많은 곳(원시 해안선, 표면 근처 수역, 대양저 퇴적물)에서 살아 있는 세포들이 이러한 반응의 중재자가 되었다. 미생물 공동체들은 암석의 반응 속도를 높이는 것으로 생계를 꾸렸다. 그 과정에서 생명체는 몹시 천천히 지구의 표면 환경을 바꾸기 시작했다. 미생물은 명왕이언과 시생이언 대양에 환원된 철 형태로 녹아 있어서 쉽게 구할 수 있었던 풍부한 에너지를 개발했다. 철을 산화시켜 붉게 녹슨 적철석을 형성한 것이다. 이 화학적 변형은 전체 생태계를 부양하기에 충분한 에너지를 방출할 수 있다. 

이러한 생명체의 출현과 동시에 지구의 산소량 또한 급증하게 되었다. 우라늄, 니켈, 구리, 망간, 수은의 수백 가지 새로운 화합물 또한 생명체가 산소를 생산하는 묘기를 배운 뒤에야 비로소 생겨났다. 박물관에 있는 가장 아름다운 결정 표본들 가운데 많은 것(청록빛 구리 광물들, 자줏빛 코발트 종들, 노랑 내지 주황빛 우라늄 광석들 등등)이 생기 넘치는, 살아 있는 세계를 강력히 증언한다. 이 따끈따끈한 광물들이 무산소 환경에서 형성되었을 법하지는 않으므로, 지구의 4,500종에 달하는 알려진 광물들 대부분에 대해 생명이 직접적으로든 간접적으로든 책임이 있는 것같이 보인다

   

또한 마그마가 솟아오른 것에 뒤이어 화산들이 격렬하게 활동하면서 부석/화산재를 이 지역 전체에 뿌렸다. 잦은 화산 분화에서 흘러나온 용암류가 굳어 생긴 암석질 산등성이들이 이곳 자연 경관을 가로지르며 뻗어갔다. 발이 민첩한 호미닌들은 이런 산등성이를 넘을 수 있었겠지만, 이 지형과 동아프리카 지구대 내의 가파른 벼랑은 사냥감들에게는 넘기 힘든 장벽이었을 것이다. 호미닌들의 이족보행은 숲에서 진화한 것이지만, 이러한 이점은 그들이 협업을 하며 사냥감을 가파른 지형으로 몰아 사냥을 할 수 있게 했을 것으로 추측된다. 다양하고 거친 지형은 인간의 번성을 크게 도왔을 것이다. 
- 호미닌의 지능의 진화 배경
지능은 자연 선택이 신체를 적응시키는 것보다 더 빨리 일어나는 환경 변화에 대처하기 위해 내놓은 해결책이다. 따라서 호미닌의 지능의 짧은 시간에 큰 진화적 압력을 받아서 일어났을 것이다. 이심률의 변화와 세차 운동의 주기가 빨라지는 것도 기후에 엄청난 영향을 끼쳤다. 하지만 이러한 기후의 영향은 ‘증폭기 호수’라는 것으로 인해 그 효과가 극대화됐다. 동아프리카 지구대는 거대한 지각 덩어리가 내려앉아서 편평한 골짜기 바닥과 그 양쪽으로 늘어선 산등성이들로 이루어져 있고, 그 사이사이에 호수들이 있다. 동아프리카 지구대의 많은 호수들은 물이 산을 타고 호수로 흘러들어오는 과정에서 증발이 쉽게 일어날 수 있기 때문에, 기후가 아주 조금만 변하더라도 호수 수위가 아주 크게 그리고 빠르게 변할 수 있다. 그래서 이 호수들을 ‘증폭기 호수’라고 한다. 지난 수백만 년 동안 동아프리카의 환경은 전반적으로 매우 건조했지만, 이러한 요소들 때문에 강수량이 많았다가 다시 건조한 상태로 되돌아가는 일이 반복되며 기후 변동이 아주 심한 시기들이 80만 년에 한번씩 있었다. 놀라운 일은 인간의 뇌 용량과 지능이 갑자기 발달한 시기들이 이 80만 년 주기와 잘 맞아떨어진다는 것이다. 

기사:
https://www.hani.co.kr/arti/science/science_general/1047640.html
이 책에는 공통 모계 조상을 알아낼 수 있는 미토콘드리아와 공통 부계 조상을 알아낼 수 있는 Y염색체를 분석하여 인류의 공통 조상은 아프리카에서 나왔다는 말을 한다. 또 현재 인류의 유전자 조사를 통해서 아프리카에 살지 않는 모든 인간의 공통 인류는 수천명 밖에 되지 않으며, 이 때문에 인류의 (아프리카에 살지 않는 인간들은 특히나 더) 유전적 다양성은 놀랍도록 낮다는 이야기를 한다. 책을 인용하자면, "지구 정반대편에 살고 있는 두 인간 집단 사이의 유전적 다양성보다 중앙아프리카의 어느 강 양쪽에 살고 있는 두 침팬지 집단 사이의 유전적 다양성이 더 크다." 나는 이 사실을 듣고 2학년 영어 시간에 조사했던 파나마 병이 생각났다. 파나마 병은 바나나 나무를 휩쓸고 있는 병으로, 예전에 당시 식용 바나나의 대부분을 이루고 있던 그로스 미셸이라는 바나나를 멸종시킨 전적이 있고, 현재 기르고 있는 캐번디시 바나나도 멸종할 위기에 처하게 하고 있다. 바나나들이 이렇게나 이 곰팡이에 약한 이유는 우리가 기르는 재배 바나나에 유전적 다양성이 없기 때문이다. 만약 인간에 유전적 다양성이 적다면 인간 역시 한 가지 질병으로 인해 멸종될 위기가 높은 것 아닐까? 이것이 이번 코로나19처럼, 지금까지 여러 번 질병으로 인간이 큰 고통을 받은 이유 중 하나일까? 나는 이 질문의 답을 찾기 위해 인터넷을 검색하던 중 이 기사를 맞닥뜨렸다. 
 이 기사에는 한 가지 바이러스가 인간을 계속 감염시킬 수 있는 것은 "물이 흐르는 것처럼 자연스러운 현상"이라고 한다. 일단 건너온 신종 바이러스는 집단 면역이 전무한 상태에서 폭발적으로 전파되고, 천문학적 수가 복제되며 발생하는 돌연변이로 엄청난 다양성이 만들어지고, 그 중 가장 잘 전파되는 것이 다시 선택된다고 한다. 또한 이것이 우한에서 시작된 코로나 19가 오미크론 같은 우려변이로 계속 재등장하게 되는 과정이라고 한다. 
바이러스 영역에는 고등 생물과는 비교가 안 될 만큼 압도적인 다양성이 존재한다고 한다. 과거 문명의 발전 이전에는 바이러스와 숙주의 다양성 균형이 종간 장벽에 의해 맞춰졌지만, 인간이 지배 단일종이 된 지금으로서는 공격하는 바이러스의 다양성은 그대로인데, 방어하는 고등생물의 다양성이 줄어든 상황이라 인간이 불리한 것은 명백한 사실이라 한다.

4. 교과 내용 연관 도서 설명
이 책은 지구과학II 교과목에서 학습한 태양계의 기원에 관하여 서술되어 있다. 운석의 동위원소비를 측정하면 태양계가 46억 년 전에 만들어지기 시작했다는 것을 알 수 있다. 지구과학II에서 학습한 내용과 같이 이 책에서는 거대한 성운이 수축하면서 회전하기 시작하였고, 태양과 원시 행성들이 형성되었다고 설명한다. 특히, 이 책에서는 태양계 형성 과정에서의 근지구천체의 형성에 관하여 세세하게 설명하는데, 목성의 질량이 폭풍성장하여 자신의 궤도 안쪽을 도는 미행성들을 역학적으로 교란시켜 미행성들의 상대 속도가 빨라지게 되고, 이에 소행성대에 속한 소행성들이 독립적인 행성으로 자라나지 못하게 되었으나 만약 이러한 소행성들이 행성으로 성장했다면 근지구소행성의 숫자는 매우 적었을 것이라 설명한다. 또한, 원시미행성 대부분은 태양계 형성과정에서 살아남지 못했으며, 이들은 행성이 만들어지는 데 쓰이거나 거대 행성, 특히 목성의 중력에 교란되어 태양으로 곤두박질치거나 태양계 밖으로 완전히 튕겨져 나갔고, 극히 일부만이 살아남았다고 근지구천체에 관하여 설명함으로써 태양계 형성 과정을 근지구천체 측면으로 바라본다. 이 뿐만 아니라 이 책에서는 근지구천체의 탐사 사례들과 충돌에 관한 과학적 사실에 관하여 깊이 있게 저술되어 있다.

5. 관련 기사 : https://m.science.ytn.co.kr/view.php?s_mcd=0082&s_hcd=0032&key=202204281601427970

6. 학습한 내용 
현재 근지구천체의 크기 분포를 들여다보면 1킬로미터보다 큰 소행성이 1,000개가량 있는데 6,500만 년 전 이 중 하나가 지구와 충돌하여 육지와 해양에 사는 큰 척추동물 대부분과 많은 동식물들을 죽였고, 거의 모든 종을 멸종시켰다는 것이다. 이러한 근지구천체가 충돌하면 전지구적인 화재와 심한 산성비를 비롯해 그을음과 충돌 잔해물로 하늘을 뒤덮으며, TNT 5,000만 메가톤과 맞먹는 상상하기 어려운 규모의 충격이 발생함을 알게 되어 과거 중생대 말 공룡 대멸종의 원인인 운석 충돌 과정에 관하여 깊이 이해하게 되었다. 현재 미국항공우주국(NASA)에서는 이러한 충돌을 대비하기 위해 규모가 큰 근지구소행성과 근지구혜성의 대부분을 발견하고 추적하고 있다는 내용을 통해 우리나라에서는 어떠한 대책을 진행하고 있는지 궁금증이 생겨 추가적으로 찾아보기도 하였다. 이를 통해 우리나라에서도 최근 소행성 ‘아포피스’를 탐사할 계획을 추진하고 있으나 예산 문제로 무산될 위기에 처했음을 알게 되어 아쉬움을 느끼기도 하였다. 또한, 이 책을 통해 태양계 형성 과정 중에 일어나는 행성이주, 니스모형, 야르콥스키 효과와 요프 효과라는 새로운 과학적 이론을 알게 되어 근지구천체 형성 및 운동에 대하여 깊이 학습하는 계기가 되었다. 이 외에도 이 책을 통해 지구와 근지구천체의 충돌로 인해 발생한 현상과 근지구천체의 발견 과정에 관한 연구 사례들을 살펴봄으로써 근지구천체 관측 과정 및 충돌 영향에 관한 전문 지식을 학습하였다.

: I. 지구의 형성과 역장, V. 대기의 운동과 순환

2. 도서명-저자

: 우리는 결국 지구를 위한 답을 찾을 것이다-김백민

3. 교과 내용 핵심 키워드 

: 기후, 환경, 기후변화, 복사에너지

4. 교과 내용 연관 도서 설명

:지금부터 약 45억년 전, 우주에 있던 먼지구름이 중력에 의해 뭉쳐지고 엄청난 압력에 의해 뜨거워지면서 태양이 탄생했다. 태양이 생성된 후 오래지 않아 태양에서 떨어져 나온 잔해와 주변의 우주먼지가 중력에 의해 뭉치는 과정에서 지구가 탄생했는데, 초기에는 불안정한 태양에서 떨어져나온 뜨거운 혜성들이 지구와 1000번 이상 충돌했기 때문에 그 시절 지구는 우리가 현재 아는 지구와 달리 붉은색을 띠었다. 5~6억 년이 지나서야 지금과 비슷한 수십 도 수준까지 내려갔고, 지각이 형성된 후 바닷속에서 나타난 대륙들이 한 곳으로 뭉치면서 지구에 거대한 단일 대륙이 출현하였다. 이렇게 책의 도입부에서는 태양과 지구의 탄생을 소개하고 있다. 또한 인도의 따뜻하고 습한 기후에서의 고온 건조한 공기 덩어리가 구름을 만들고, 이는 엄청난 양의 비를 만들어 온도가 낮아지면서 지구의 냉각화를 진행한다는 내용도 담고 있다. 이 외에도 북반구 여름철 일사량을 조절하는 이심률, 자전축 기울기, 세차 운동 이 세 가지 천문학적 요인들을 들어 깊이 서술하고 있으며, 방사성 탄소 연대 측정법으로 얼음의 나이를 밝히고, 해양의 컨베이어 벨트로 급격한 기후변화를 설명하며, 후반부에는 기후변화를 막기 위해 신재생에너지 설비 증량 위주 정책에서 탈피해 전기 인프라 확충에 힘쓰고, 전기를 저장하는 데 유용한 수소 연료전지 등 저장 인프라를 확대하고, 전방위로 에너지 정책을 검토해야 한다며 해결책을 제시하며 마무리를 짓고 있다.

5. 관련 기사

1. 교보문고/김백민 교수 인터뷰-책에 대해 더 깊은 내용을 알 수 있었다.

2. 강현진, 이동은, 이은영, 김재희, 허유진, 백해도.(2021).한반도 주변 해수면 극단 변동에 나타나는 기후변화의 징후.한국기상학회 학술대회 논문집,(),323-323.

-기후변화에 따른 한반도가 받는 영향에 대해 저술한 논문이다.

6. 학습한 내용

: 히말라야산맥과 지구 냉각화가 관련이 있다는 것을 알게 되었다. 인도의 여름은 매우 후덥지근한데, 여름이 되면 인접한 인도양에서 따뜻하고 매우 습한 공기가 바람을 타고 인도 전역을 덮치는데 이것은 바로 ‘인도 몬순’이라는 현상이다. 이 습한 공기 덩어리는 중국까지 넘어가지 못하고 히말라야라는 거대한 장벽을 만나 급상승하게 되고, 갑작스럽게 상승한 공기는 엄청난 양의 비를 뿌리게 된다. 이 비는 산 사면에 뿌렸고 이는 이산화탄소를 흡수해 굳혀나갔다. 따라서 대기 중 이산화탄소는 점점 감소하고, 이는 지구를 냉각화했다고 볼 수 있다. 

기후 변화의 원인이 인간 때문임을 여러 단서를 통해 밝혔는데, 산업혁명 이후 이산화탄소 농도의 빠른 증가 속도라는 점, 이러한 이산화탄소 농도 증가가 인류의 화석연료 때문임을 밝히는 단서인 바닷속 산호의 탄소 동위 원소를 분석한 결과 등을 토대로 지구의 온도가 오른 결과를 인간이 화석연료를 사용하고 고도화된 문명을 무기로 지구를 지배했기 때문임을 알게되었다. 이를 통해 인간의 화석연료 사용량이 내가 생각했던 것보다 훨씬 심각하고, 이에 따른 신속한 대처와 해결책이 시급하다고 느꼈다.

이 책은 전체적으로 이상 기후 변화에 대한 설명 후, 그로 인해 발생하는 문제점들에 대해서 경고 해주고 있다. 예를 들면, 전세계적으로 태풍을 비롯한 열대성 저기압은 연평균 90개 정도 발생한다. 온난화가 지속될 경우 강한 태풍이 늘어난다는 데는 학계의 의견이 상당히 일치한다. 또한, 카테고리 4(풍속 58~69m/s)~ 카테고리 5(풍속 69m/s 초과) 등급의 강력한 허리케인은 온난화로 지구 평균 기온이 1도 상승할 때마다 그것의 강도가 최고 30% 정도 늘어나는 것으로 나타났다. 중심 부근 최대 풍속이 초속 67미터 이상인 태풍(슈퍼 태풍) 정도의 허리케인이 늘어나고 있다는 것이다. 엘니뇨와 라니냐도 지금 같은 추세로 온난화가 지속될 경우 지금보다 2배나 더 많이 발생할 것으로 예상하고 있다. 이와 같은 기후변화가 팬데믹을 부를 수 있다는 주장도 설득력을 얻어가고 있고, 예부터 지금까지 관련 연구도 진행되고 있다. 

   

<관련 기사>

과학자들의 경고, “기후변화가 전염병 확산을 부른다”

이 기사에 따르면 전염병학, 차단 방역 및 공중보건 전문가들의 견해에 따르면, 기후변화로 인해 산불, 가뭄, 수몰 등 극단적인 기상 현상이 빈번하게 발생할 수 있으며, 서식지를 잃은 야생동물이 사람이 거주하는 지역이나 목축지로 이동하게 되어 사람들이 바이러스에 감염될 가능성이 더 높아졌다. 실제로 뇌염의 신종 바이러스 니파(Nipah virus)는 1998~1999년 말레이시아에서 발생하여 100여 명의 사망자를 냈다. 말레이시아 병리 학회 간행물에 소개된 연구에 따르면, 니파 바이러스의 숙주로 알려진 과일박쥐가 산불과 엘니뇨로 인한 가뭄으로 서식지에서 쫓겨나게 되자 먹이를 찾으러 양돈 농장에 드나들면서 돼지가 박쥐의 바이러스에 감염되었고, 이후 사람들에게까지 전파되었다.

   

2015~2016년 엘니뇨는 전염병 창궐도 낳았다

이 기사에 따르면, 엘니뇨는 치쿤구니아, 한타바이러스, 리프트밸리열, 콜레라, 페스트, 지카 등 전염병 발병이나 확산에 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 2015~2016년 엘니뇨로 인한 강수량과 지표면 온도, 초목의 변화가 질병의 전파에 알맞는 조건들을 만들어 냈고, 이로 말미암아 미국 남서부 콜로라도와 뉴멕시코에서 페스트와 한타바이러스, 탄자니아에서 콜레라, 브라질과 동남아시아 등지에서 뎅기열이 많이 발생했다고 밝혔다. 

   

<학습한 내용(간단하게 기록하기): 주제와 관련하여 학습한 내용>

2000년 이후 발생한 감염병을 보면 2002~2003년에 사스가 발생했고, 2009년에는 신종플루, 2014년에는 에볼라바이러스, 2015년에는 메르스, 2016년에는 지카바이러스, 2019년에는 코로나19가 발생했다. 1991년 예일대학교 Robert Shope 교수는 기후변화로 서식지의 온도나 습도, 생태가 변하고 그로 인해 병원체나 병을 옮기는 매개체, 사람, 그리고 숙주에 영향을 미쳐서 결과적으로 직접 또는 간접적으로 전염병 위험을 증폭시킬 수 있다고 주장한 바 있다. 이후에도 많은 학자들이 급속한 도시화와 기후변화에 따른 서식지의 변화가 전염병 위험을 증폭시킨다는 연구결과를 발표하기도 했다. 또한, 전염병들에 대해서 조사하면서 모기나 야생동물을 통해 전파되는 전염병들이 기후변화에 많은 영향을 받는 것을 알 수 있었다. 실제로, 한국에서는 더 이상 환자가 나오지 않을 것으로 예상하고 있던 말라리아 환자와 뎅기열 환자가 여름철 최고기온 평균치가 32.2 정도로 매우 높았던 1990년대 말에서 2000년대 초에 다시 발생하기도 하였다.

   

지구의 일생 – 최덕근

맨틀과 핵의 분리, 지각의 형성, 해양과 대기의 탄생, 생명의 등장

교과 내용 연관 도서 설명 - 지구의 성장을 인간의 성장에 빗대어 표현하면서 지구의 탄생부터 현대에 이르기까지 교과서에서는 간단하게 배울 수 있던 내용들을 내용과 관련된 사진들을 활용하여 자세하게 설명해주고 있다. 설명하는 특정 지역이나 시기를 자세히 서술하여 지구의 성장 과정의 흐름을 잘 파악할 수 있도록 해준다.

학습한 내용 - 지구과학 2를 공부하면서 지구과학 1에서 배웠던 내용들에 대해 더 자세히 알 수 있어서 매우 흥미로웠는데 이 책을 통해 지구의 탄생부터 맨틀과 핵의 분화, 지각의 형성 등에 대해 좀 더 세부적인 내용을 학습할 수 있었다. 내용과 관련된 사진들을 책에서 적절히 제시하여 지구가 이 단계에 있었을 때는 어떤 모습이였는지 상상하면서 내용을 익힐 수 있어서 수업 시간에 배웠던 내용들은 더 제대로 이해하고, 책에서 제시하는 상세한 내용들은 편하게 공부할 수 있었다. 이 책에서는 각 지질 시대에 따른 생명체와 지질 구조를 탄생과 형성 과정에 상세한 년도들을 함께 서술해주어서 지질 시대의 전체적인 흐름을 이해할 수 있었다.

관련 기사 - 지구의 산소는 어떻게 생성됐나? – Sciencetimes

6. 학습한 내용 : 앞서 언급한 지구 온난화로 인한 빙하의 감소가 중력 이상을 초래할 수 있다는 점을 배웠으며 해빙된 빙하로 인해  많은 양의 민물이 바다로 흘러가 해양의 표층수의 밀도가 감소하여, 바다 깊은 곳으로 침강하는 해류의 흐름을 막아 해류의 속도를 저하시킨다는 점을 배웠다.또한, 학계는 이러한 효과(침강 해류 속도 감소)가 미래의 이야기가 아닌 당장 현실에 영향을 끼치고 있다고 시사한다는 점을 알았다.
또한, 기사를 통해 지구 온난화로 인한 실질적 피해에 대해 조사해보았는데, 지구 온난화로 인해 인도나 스페인 남부 등은 낮 기온이 벌써 40~50도에 육박하면서 올 여름 전 세계 전력난이 일어날지 모른다는 우려가 나오고 있고, 추운 지역으로 유명한 시베리아에서도 폭염과 가뭄으로 인한 산불 문제가 발생하고 있다고 한다.

6.관련 기사 : 녹아내리는 영구동토층, 방사능 물질 '라돈' 누출 우려 < 지구 보고서 < 글로벌,지금 < 기사본문 - 뉴스펭귄 (newspenguin.com)
코로나에 몰두하는 사이 심상찮은 지구 기후..."북극권 빙하·영구동토층 위기" : 동아사이언스 (dongascience.com)


7. 학습한 내용 : 어떤 상황이 처음에는 미미하게 진행되다가 특정 순간 갑자기 모든 것이 급격하게 변하기 시작하는 극적인 순간으로 임계점과 유사한 의미를 갖는 티핑포인트는 기후위기를 경고하는데, 지구 온도 상승으로 인한 빙상의 돌이킬 수 없는 손실이 발생할 경우 해수면이 2~7m가량 상승할 위험이 존재한다. 또한 탄소가 다량 포함된 얼어있던 영구동토층이 지구온난화로 인해 녹게 되면 이산화탄소 및 메탄이 급격히 방출됨에 따라 다시 지구온난화를 증폭시키는 악순환을 초래한다. 즉 온난화로 극지방의 온도가 올라가 영구동토가 녹게 되면 그 속에 들어 있는 동식물의 사체 등 다양한 유기물들이 부패하게 된다. 그 과정을 통해 이산화탄소와 메탄이 대량으로 대기 중으로 빠져나온다. 북반구의 1/4가량을 덮고 있는 영구동토층에 갇혀 있는 것으로 추정되는 1672억톤에 이르는 유기물 형태의 탄소는 지구의 기후변화를 되돌리기 어려운 시한폭탄이라 여겨진다. 영구동토층 내부에는 무색, 무취, 무미의 기체로 물, 토양, 건축자재 등에서 발견되는 자연방사능물질인 라돈 가스를 비롯해 가종 오염물질, 미생물, 방사성 물질 등이 포함되어있는데, 최근 지구온난화로 인해 해빙 속도가 가속화되면서 누출 가능성이 제기되고 있다. 또한 영구동토층 침식으로 지반이 가라앉으면서 수도관이 파열되고 거주지가 불안정해지고 있다는 분석과 실제 러시아의 한도시에서는 건물 80%가 영구동토층 침식에 피해를 입었다. 이러한 사례를 통해 기후변화에 민감하게 반응하고 기후변화를 막기위한 방안과 그에 대한 실천이 시급하다는 것을 깨닫게 되었다. 

인류가 사용하는 각종 자원 (석탄과 석유) 그리고 목재와 인류와 함께 생명의 역사를 쓴 각종 가축들 (소와 돼지, 개와 낙타 그리고 닭), 인류의 식생활 그 자체인 밀과 벼 그리고 감자와 고구마 등의 작물과 각종 향신료가 왜 어떤 작물은 동남아시아에서만 재배되고 어떤 작물은 왜 중동과 인도에서만 재배되는지에 대해서도 이 책은 판 구조론에 입각한 지각활동으로 설명한다. 이 책은 새롭게 생성된 지형으로 일어난 기후변화와 태양의 영향력 등으로 생겨난 해수면의 변화 그리고 어디는 사막이 되고 어디는 정글이 되는 지형에 거주하는 사람들이 만들어낸 모든 것이 문명의 시대를 이끌었다고 계속해서 말한다.

관련기사: 지구의 그늘 아래 일군 역사, <오리진> 루이스 다트넬 지음, 흐름출판

 과학 저널리스트가 현생인류가 탄생해 이동하고, 문명과 역사를 이루는 과정을 지구의 장구한 변화와 함께 살핀 독특한 책이다. 역사책은 흔히 권력을 지닌 집단 사이의 역학관계를 중심으로 서술된다. 역사의 큰 방향을 결정한 중대한 물줄기는 오롯이 인류의 의지와 의도, 결정에 따른 결과로 묘사된다. 실제로는 기후나 지형, 해류 등 거시적인 지구 환경이 역사의 주요 국면에 큰 영향을 미쳤지만, 이에 대해 강조하는 의견은 인류의 주체적인 의지와 노력을 평가절하하고 인간을 환경에 종속된 존재로 폄하한다는 비판에 부딪히곤 했다.

 

하지만 실제로 인류는 태생부터 거시적인 환경에 큰 영향을 받았다. 동아프리카에서 인류가 태어날 때에는 동아프리카에서 천천히 형성되고 있는 새로운 대륙이 큰 역할을 했다. 판의 이동에 따라 동아프리카 땅이 천천히 찢기고, 그에 따라 건조해진 지역이 초원으로 변하면서 두 발로 걷는 인류가 태어났다는 가설이 현재 가장 유력하다. 30만 년 전 아프리카에서 태어난 것으로 추정되는 현생인류는 수만 년 주기로 변화하는 지구 자전축의 변화와 그에 따른 기후 및 식생 변화에 따라 처음 태어난 지역을 벗어나 다른 지역을 찾았다. 빙하기에 낮아진 해수면 덕분에 육지가 된 홍해를 건너 유라시아 대륙에 진출했고, 각 지역에 퍼져 나갔다. 

 

문명과 역사 시대 이후에도 비슷하다. 판의 이동으로 형성된 극적인 고지대는 퇴적물을 내려 보내 아래에 비옥한 저지대를 형성했다. 이곳은 나중에 인류가 문명을 이룩한 주요한 거점이 됐고 도시와 국가를 탄생시킨 기반이 됐다. 북해 연안의 저지대 평원은 개간 과정에서 풍차와 제방 건설을 필요로 했고, 그 과정에서 자금 확보를 위해 신용대출시장이 활성화되는 결과를 낳았다. 이는 네덜란드 등 북유럽의 금융산업을 태동시켰다.

 

‘오리진’은 이렇게 인류가 태어나 진화하고 현재의 문명을 일구는 데 영향을 미친 지구 기후와 대기, 지질 환경이 미친 영향을 다양한 사례를 통해 제시하는 책이다. 책을 읽으면 인류가 스스로 결정하고 이뤘다 생각한 많은 일이 실제로는 지구가 이미 정해 놓은 큰 틀 안에서 이뤄졌다는 생각을 하게 된다. 물론 인류도 지구에 영향을 미치고 있다. 온실가스를 내뿜어 기후변화를 일으키고 프랑스 전체 면적에 육박하는 육지를 시멘트와 콘크리트로 포장해 도시화했다. 하지만 결국 궁극적으로 인류의 역사를 결정하는 것은 지구다. 티핑포인트를 넘어선 순간, 인류는 막강한 지구의 역습을 손 쓸 방도 없이 바라만 보게 될 것이다.

https://www.dongascience.com/news.php?idx=40259 

학습한 내용: 나는 지금까지 내 진로인 생명공학에서 중요한 부분인 유전과 진화를 그저 생물들 사이의 관계와 개체 내에서의 시스템에 의해 이루어져 왔다고 생각했다. 그러나 이 책을 읽으면서 우리의 진화가 생물들 사이에서 뿐만 아니라 지형과 기후라는 생태계와 생물이 서로 상호작용 하며 나타났다는 사실을 알게 되었다. 물론 초기 지구의 형성과정이 유전과 진화에 많은 영향을 끼쳤을 것이라는 것은 알고 있었다. 하지만 이러한 관점에서 다양하게 발생된 지형이 인류에게 끼친 영향을 알아볼 수 있었고, 석유와 석탄 같은 지하 자원이 생성되고 이로인해 우리가 진화하게 되는 이야기도 알 수 있었다. 에너지, 햇빛 등 비생물적 요인이 나의 진로와 관련된 우리 인류의 진화와 유전에 미치는 영향에 대하여 학습할 수 있었다.

   

[도서명,저자] 지구이야기 : 광물과 생물의 공진화로 푸는 지구의 역사 (로버트 M. 헤이즌)

   

[교과내용 핵심 키워드] 광물, 진화

   

[교과내용 연관 도서 내용]

이 책은 지구의 45억년 전 이야기와 앞으로의 50억년의 미래에 대해 이야기한다. 저자는 수십억 년 전에는 우주 어디에도 광물은 없었고, 최신의 연구에 따르면 수많은 암석들이 생명에서 발생할 뿐만 아니라 생명 자체가 암석에서 발생했을 수도 있다는 것을 말한다. 또한 우리가 아는 대략 4,500종의 광물 가운데 무려 3분의 2가 산소급증사건 이전에는 형성될 수 없었고, 지구의 풍부한 광물 다양성 가운데 대부분이 아마도 무생물 세계에서는 일어날 수 없었을 것이므로 지구의 역사는 원소, 광물, 암석, 생물이 함께 엮어내는 수십억 년 공진화의 역사인 것이라고 주장한다.

   

[관련 기사]

   

[학습한 내용/추가학습]

-생물이 광물에 미친 영향에 대해 알아볼 수 있었다. 원시생물이 탄생하고 바다에 조말이 번창하면서 광합성 작용으로 산소가 배출됐고, 대기중에 자유산소(O₂)는 금속산화물의 출현을 촉진했다. 조개류가 죽고나서 쌓이며 생긴 석회 광물도 지구에 흔하게 됐으며, 미생물의 신진대사를 통해 생긴 점토 광물도 지구에서만 볼 수 있는 광물로 자리잡았다. 금속 산화물과 방해석(탄산칼슘 광물), 점토 광물은 생명체 없는 행성들에선 찾기 힘든 광물들이라는 점이 이를 뒷받침한다. 이러한 연구들을 통해 지구 생명체는 광물이라는 무대와 틀에서 생겨나고 진화했지만 동시에 지구생명체가 광물의 진화에 영향을 주었다는 점이 흥미로웠다.

   

-지구의 광물과 지구생명체의 공진화에 대해 탐구하면서 1학년 통합과학 시간에 지구와 화성의 지권 차이에 대해 탐구했던 것이 생각났다. 화성은 지구와 달리 판구조가 원시적 단계에 있어 원시지구에 해당하는 시간의 암석이 남아있다는 것을 떠올렸고, 지구광물의 분석으로 약 20억년 전 지구에 생명활동으로 인한 충분한 산소가 만들어졌다는 것을 발견한 점을 통해 원시지구 형태의 화성 암석에서 생명체의 기원에 대해 연구할 수 있지 않을까 호기심을 가졌다.

이에 대해 추가탐구를 진행한 결과, 최초의 생명체 유전 물질일 가능성이 있는 리보핵산이 현무암 유리에서 자발적으로 형성되는데 약 43억년 전 지구에 풍부했던 고대의 유사한 현무암이 오늘날 화성에 남아있다는 것을 알게 되었다. 풍부한 화산활동과 충돌로 현무암 유리의 근원인 녹은 현무암이 형성됐고, 충돌로 인한 물의 증발이 RNA가 형성될 수 있는 대수층을 제공했다. 또한 유리를 형성한 것과 동일한 충격은 대기를 일시적으로 감소시키는데, 이 과정에서도 RNA가 발생한다. 만약 생명이 이 단순한 경로를 통해 지구에 나타났다면 화성에서도 나타났을 것이라는 가설을 세울 수 있다.

지구과학 목차: 1.지구의 형성과 역장-1.지구의 탄생과 진화

도서명-저자:지구의 일생-최덕근

교과 내용 핵심 키워드: 원시 지구, 마그마 바다, 원시 바다, 대기

교과 내용 연관 도서 설명: 이 책은 미행성체의 충돌로 형성된 지구의 마그마 바다와 대기와 해양의 형성 과정이 어떻게 이루어졌는지 설명하고 있다. 

관련 기사:  

https://www.sciencetimes.co.kr/news/%ED%83%9C%EC%96%91%EA%B3%BC-%EC%A7%80%EA%B5%AC-%EA%B7%B8%EB%A6%AC%EA%B3%A0-%EB%8B%AC%EC%9D%98-%ED%83%84%EC%83%9D/

학습한 내용: 지구와 달의 형성과정은 밀접하게 연결되어 있으며 따라서 지구와 달의 탄생 과정은 함께 생각해야 한다. 달의 형성과정을 가장 잘 설명하는 이론으로 받아들여지고 있는 이론은 거대충돌설로, 원시지구가 만들어졌을 무렵 테이아라는 이름의 미행성이 원시지구와 충돌하였고 그 후 두 천체를 이루고 있던 물질 대부분이 합쳐져 지구의 모태를 이루었고 충돌 시 부서진 암석 파편이 원반 모양을 이루며 지구 주위를 돌게되고 이후 자기들끼리 모여 달을 형성하였다는 내용이다.테이아 충돌 당시 발생한 엄청난 열 에너지로 지구의 겉부분은 모두 녹은 상태였으며 계속된 암석덩어리와의 충돌로 지구와 달의 겉부분은 한동안 녹은 상태를 유지하였고 이를 마그마 바다라고 부른다. 원시지구의 마그마바다에서 뿜어져 나온 휘발 성분을 2차 대기라고 하는데 과거 마그마바다에서는 화산활동이 활발했기 때문에 오늘날의 해양과 대기의 근원으로 2차 대기가 중요한 역할을 하였을 것이다.시간이 지나면서 충돌하는 미행성체의 수가 줄어들자 지표면의 온도는 점점 낮아졌고 마그마 바다는 굳기 시작했다. 대기압이 높은 상태에서 수증기가 응결할 수 있는 온도가 낮아지면서 비가 내리고 비가 증발해 다시 수증기가 되는 과정이 반복되면서 지표면이 빠르게 식어갔고 내린 비가 모여 바다를 형성했다. 

사람들은 지구온난화로 인한 기후변화를 직접 겪으며 살면서도 심각성을 체감하지 못하고 있다. 이 책은 살인적인 폭염부터 반복되는 팬데믹에 이르기까지 지금 당장 닥쳐올 12가지 기후재난의 실제와 미래에 대해 생각해보는 시간을 갖게 한다.

이 책을 보면 21세기에 벌어질 전 지구적 기후재난 시나리오 도표가 눈에 띈다. 최신 연구 자료와 통계적 근거를 바탕으로 믿을만한 시나리오를 제시한다, 우리의 일상을 파괴할 지구 온난화로 인해 2050년에는 기후난민의 수가 최대 10억명 돌파, 여름철 최고 기온이 평균 35도이상인 도시가 970개까지 증가, 폭염으로 전 세계에서 25만 5천명이 사망, 개발도상국의 1억 5천만 명이 단백질 결핍 증상 호소, 전 세계적으로 50억 명 이상이 물 부족 위기에 직면, 라틴 아메리카 커피 재배 농장의 최대 90% 소멸 등이 발생할 것이라고 본다. 이러한 상황은 겨우 30년 뒤의 일이다.

이미 이산화탄소 한계치를 넘어섰고, 글제목이 자연재해가 아닌 대량학살의 위기로 표현되듯이 상황은 훨씬 더 심각함을 이야기 해준다. 사람들은 지구 온난화가 오래전 산업혁명의 영향이 컸다고 생각하지만, 대기 중에 떠도는 탄소 중 절반 이상은 불과 지난 30년 사이에 배출된 것이다. 기후변화는 논쟁의 대상이 아니라 전 지구적으로 변화된 환경에서 인류가 어떻게 살아남아야 할지 방법을 강구해야 할 생존 프로젝트인 것이다.

이 책을 통해 기후 변화 문제를 환경오염 감소를 위한 환경운동 차원에서 다룰 것이 아니라 인류의 생존을 위협하는 재앙이라고 여기고 경각심을 갖어야 하고, 세계 각국은 서로 협조하여 생존 프로젝트를 마련해야 한다는 사실을 뼈저리게 느끼게 되었다. 이 책은 기후재난 대응 매뉴얼이자 미래보고서를 보게 해주는 느낌이다. 지구온도 2도 상승시 북극 빙상 붕괴시작, 적도 주요 도시들이 거주불능 지역으로 바뀌고, 옥수수 농장 악영향 사태로 식량부족 위기 등 이제 머지않아 동식물이 살아갈 수 없는 죽음의 행성이 될 거라는 사실은 더 이상 소설이 아니다. 적어도 우리는 당장 탄소 배출량을 줄이기 위한 작은 생활습관부터 바꿔나가야 할 것이다.

다양한 해양 자원 

2. 지구과학 목차 

II.지구 구성 물질과 자원 - 5. 해양자원

3. 도서명 - 저자 

우리를 둘러싼 바다 - 레이첼 카슨

4.교과 내용 핵심 키워드 

해양 자원(해양 에너지 자원, 해양 물질 자원)

5.교과 내용 연관 도서 설명 

이 책에는 주로 해양 물질 자원을 중심으로 나와있다. 

1) 소금 

소금은 바닷물 전체 염의 77.8%를 차지하며, 고대 그리스, 로마, 이집트 사람들도 인간이나 동물의 생존에 없어서는 안될 소금을 수확했다.  사람의 능력으로 얻을 수 있는 것보다 훨씬 더 큰 규모로 바닷물을 증발시켜 소금을 생산하는 천연분지도 있다. 

2) 금

바다에는 세상 모든 사람을 백만장자로 만들고도 남을 만큼 많은 금이 들어있다. 독일 화학자 프리츠 하버는 1차 세계대전 이후 독일의 전쟁 배상금을 갚기 위해 바다에서 충분한 양의 금을 추출하려 했고, 독일남대서양탐험대를 이끌고 메테오르호로 대서양을 두차례 횡단했다. 금이 달라붙는 특수 수지흡착제로 금을 추출하는 데에는 성공했지만, 금을 추출하는 데 드는 용이 추출하여 얻은 금의 가치보다 훨씬 컸다.

3) 요오드 

바닷물에 들어있는 희귀한 비금속 원소 중 하나로 발견하기 어려우나 조직의 화학 작용을 도와 거의 모든 바다 동식물에서 볼 수 있다. 인간 역시 갑상선에 축적되는 요오드는 신체의 기초대사를 조절하는 역할을 하기에 요오드에 의존하고 있다. 

4) 브로민

브로민은 프랑스의 A. J. 발라르가 지중해의 해초에서 처음 추출한 물질로 전세계의 브로민의 99&가 바다에 농축되어있다. 미국 해안에 들어선 큰 공장에서는 해수를 원료로 직접 브로민을 추철하기도 한다. 브로민은 진정제, 소화물질, 사진용 약품, 염료, 화학 무기 제조 등에 널리 쓰인다. 

5) 마그네슘 

인간이 상당량의 바닷물을 모아 화학 물질로 처리해 얻는 광물의 대표적 예이다. 1941년 직접 추출법을 개발한 이래 항공기에 많이 쓰이며 항공업이 성장하였다. 경량 금속을 필요로 하는 그 밖의 산업에서도 많이 쓰이며 절연 물질, 인쇄용잉크, 약품, 치약 등에도 쓰인다. 

6) 석유

고대 바다의 유산 중 가장 값진 것은 석유인데, 석유는 풍부하고 다양한 생명체가 바다에 번성한 이래 계속된 지구 과정의 산물이다. 최근 석유지질학자들은 바다 밑에 주목하고 있다. 육지의 석유 자원을 다 발견한 것은 아니지만, 현재 사용하고 있는 석유는 옛 바다의 산물이기에 오늘날의 바다에도 집중하는 것이다. 하지만 해저 유전에서 석유를 얻는 것은 어려운 일이다. 석유 탐사는 잠재적 매장지 후보를 확보하고, 시추로 실제 석유 매장을 확인하며 이루어지는데 바람, 폭풍해일, 바닷물의 금속 구조물의 부식 등 여러 난관들이 있다.

6) 그 외

바다의 생물들은 극히 미량 들어있는 원소를 찾아내 사용한다. 그 예로는 해삼의 피에 들어있는 바나듐, 바다가재와 홍합이 흡수하는 코발트, 연체동물이 이용하는 니켈, 바다가재의 호흡색소에 관여하여 혈액 생성에 도움을 주는 구리가 있다.

6. 관련 기사 

7. 주제와 관련하여 학습한 내용 간략히 

바닷속 할로젠(17족) 원소에 대해 더 조사했다. 

브로민은 바다로부터 추출한 최초의 원소이며 현재 이스라엘의 사해에서 전기분해를 통해 추출, 생산하고 있다.  20세기초중반에는 화합물 제조, 살충제, 소독제, 진정제, 정신병 치료제, 소화기 등에 널리 사용되었지만, 환경오염을 일으키고오존층을 파괴한다는 사실이 밝혀지면서 사용이 금지되었다. 최근에는 우리 몸에 아주 적게나마 반드시 필요한 원소라는사실이 밝혀져 브로민을 이용한 치료제 개발에 관심이 집중되고 있다. 

요오드는 태아 발달 및 DNA 시냅스에 가장 중요한 미네랄 요소로 갑상선에 힘을 주는 연료가 되어 신체의 모든 대사 활동이 가능하게 한다. 인간의 면역 체계 향상에도 유용하며 요오드 결핍 증세는 신체 전반에 영향을 끼칠 수 있다. 하지만요오드를 과다 섭취해서도 안된다. 

지형과 화강암, 석영, 광상과 금속, 암염에 관한 이야기와 함께 저자가 지질 탐사를 하면서 경험한 내용과 20세기에 이루어진 지질학에 관련한 업적들에 관한 내용으로 구성했다. 

관련 기사

https://n.news.naver.com/mnews/article/584/0000019045?sid=105

학습한 내용
산과 산맥이 어떻게 만들어 졌는지와 여러가지 암석들, 남극의 지하자원, 북극 다산기지 일대의 지형과 기질, 20세기에이루어진 지질학에 관련한 업적들에 대해서 알게 되었다

Ⅱ 지구 구성 물질과 자원 – 5 해양 자원

- 도서

시화호 조력발전소 - 송우복

- 교과 내용 핵심 키워드 

조력 발전, 조류 발전, 파력 발전

- 교과 내용 연관 도서 설명

이 책은 조력 발전을 처음 제안하였으며, 시화호 조력발전소 건설과정을 시작부터 끝까지 지켜보았던 필자가 조력 발전에 대해 설명해주는 내용이 담긴 책이다. 시화호를 건설하게 된 이유 뿐만 아니라 해양 에너지의 소개, 외국과의 비교, 발전소의 건설과정 등이 잘 나와있다.

- 관련 기사

- 학습한 내용

해양 에너지는 해양의 조수, 파도, 해류, 온도차 등을 변환시켜 전기 또는 열을 생산하는 기술로써 전기를 생산하는 방식은 조력발전, 파력발전, 조류발전, 온도차 발전 등이 있다.

조력 발전은 조석을 동력원으로 하여 해수면의 상승하강운동을 이용하여 전기를 생산하는 발전기술이다. 파력발전은 입사하는 파랑에너지를 터어빈 같은 원동기의 원동기의 구동력으로 변환하여 발전하는 기술이다. 조류발전은 조류의 자연적인 흐름으로 수차 발전기를 회전시켜 전기를 생산하는 방식이다. 온도차발전은 해양 표면층의 온수와 심해 500~1000m정도의 냉수와의 온도차를 이용하여 열 에너지를 기계적 에너지로 변환시켜 발전하는 기술이다.

   

1. 지구의 탄생과 지구 내부 구조

01. 지구의 형성

발표제목 : 46억 지구의 역사

도서명 : 지구의 짧은 역사/앤드루 H.놀

교과 내용 핵심 키워드 :  역사, 지구, 태양계

교과내용 연관 도서 설명: 지구과학2의 지구의 형성이라는 부분과 관련해 빅뱅에서부터 태양계가 만들어지고 그 중 우리 지구가 만들어지는 과정, 몇 번의 빙하기와 생물 대멸종의 시기, 이루 말할 수 없이 많은 화산폭발, 지진과 같은 지각변동 등을 겪어내면서 지금에 이른 지구라는 행성이 만들어 진것에 대한 설명을 하고있는 책이다.
관련기사 : https://www.sciencetimes.co.kr/news/%ea%b3%bc%ea%b8%b0%ec%a0%95%ed%86%b5%eb%b6%80-%eb%8f%99%ec%9c%a0%eb%9f%bd-4%ea%b0%9c%ea%b5%ad-%ed%98%91%eb%a0%a5%ea%b8%b0%ea%b5%ac%ec%99%80-%ec%97%b0%ea%b5%ac%ed%98%91%eb%a0%a5-%ec%96%91%ed%95%b4/?cat=16936

학습한 내용: 불과 얼마 전까지 과학자들도 이 모든 것을 따로따로 다루었다. 지질학자는 땅을, 고생물학자는화석을, 대기과학자는 공기를, 해양학자는 바다를, 천문학자는 우주만을 다루며 서로 다른 분야라고 여겼다.

하지만 각 분야를 파면 팔수록 이 모든 분야가 따로 작동하는 것이 아니라 다양한 방식으로 영향을 주고받는다는 사실을 알게 되었다. 크고 빠른 컴퓨터가 나오면서 보다 복잡한 모델링 작업이 가능해졌는데, 자연에 가까운 모델을 만들려면 그동안 분리해서 생각했던 대상을 통합하지 않을 수 없었던 것이다. 게다가 전통적인지구과학에서 다루지 않았던 생물, 수권에 넣어 다루었던 남극과 북극의 빙하, 고도의 지적 생명체인 인간이지표면을 변화시킨다는 사실을 깨닫고 세 권역을 지구과학에 재편해 지구시스템과학이라고 부르기로 했다. “시스템이라는 용어가 들어간 것은 지권, 수권, 기권, 생물권, 설빙권, 인간권이 따로 존재하는 것이 아니라이들이 긴밀하게 상호작용한다는 점을 강조하는 것이다.”

저자도 이런 점을 강조한다. “지표면을 변모시킨 것은 지구와 생명의 상호작용이었다.”

1.지구의 형성과 역장 중 3. 지구 내부의 구조

2. 지진은 이렇게 일어난다. 저자 : 일본 뉴턴 프레스

지진파, 지진 예측, ps시, 판

탐구 동기 : 교과서 35쪽 대단원 마무리 과학 글쓰기 부분을 읽고 난 뒤, 지진은 예측이 힘들고 그 알림 시스템도 아직은 많이부족하다는 것을 알았다. 그 이유는 아래와 같다고 한다. 

-지진의 근원지인 진원이 땅 속에 위치하고 있기 때문에, 데이터 수집이 어려워  정확한 예측을 위한 오차 분석이불가능하다. 또한 지진의 규모는 ps시와 s파의 진폭을 통해 측정하는데 이미 지진이 다 발생한 후에 알 수 있기 때문에, 우리에게 이제까지 지진은 피해가 상당하지만 그에 비해 지진 대비는 잘 이루어지지 못했다. 

-하지만 현재 과학 기술이 발전하며 예측하는 방법이 점차 연구되고 있다. 따라서 나는 교과서 35쪽 전조 현상을통한 방법 뿐 아니라 더 많은 예측기술에 대해서 알고 그러한 예측 방법이 정확성이 아직은 낮음에도 사람들에게알려야하는지에 대한 교과서에 제시된 논의에 대해서 깊게 탐구하고 싶어 두 가지 책을 읽게 되었다. 

관련 내용 : 

1. 지진: 지진이란 땅속에 축적되어 있던 탄성에너지가 갑작스럽게 방출해서 지구가 흔들리는 것을 말한다. 진원에서 방출된 에너지는 모든 방향으로 지진파라는 탄성파로 복사한다.

2. 지진파의 파형 분석 :단층파열의 확장 정도는 그 지역을 통해 암석의 변형이 얼마만큼 미치느냐에 달려있다. 파열은좀더 확장될 만큼 암석이 충분히 변형되지 않는 곳에 다다를 때까지 계속 될 것이다. 그러고 나서 파열의 과정은 끝나게된다. 이 파열 과정에서 지진계에서 멀어지는 느낌의 P파를 감지하는데 이건 지진파에서 위로 솟은 파형을 나타내고 반대관측소에서 가까워지는 느낌의 P파는 밑으로 내려가는 파형을 보여준다. 

3. 지진 예보 : 통계에 기초한 예측과 전조현상을 관찰라고 예보를 찾아내서 지진예측에 활용하고자 한다. 지진 발생할 가능성이 있으면 무조건 경보를 하는 것도 좋은 방법은 아니다. 1976년 8월 광동성 부근과 광주에서 지진 예보가 발표되었다. 주민들은 지진경보 동안 거의 두 달을 집 밖의 천막에서 잤으며 그 염려는 한동안 홍콩까지 퍼졌다. 그럼에도 지진은발생하지 않았다. 이러한 경험이 계속 반복되면 경제적으로 부정적인 영향을 줄 뿐만아니라 경보에 불신이 생겨 사람들이 진짜 경보에도 움직이기 꺼려하게 될 것이다. 

4. 동물 행동과 지진 : 동물의 행동을 통해서 지진의 전조 현상을 파악하는 경우도 많다. 그 이유는 동물들은 더욱 자연에가깝게 살고 있으며 자연에 대해 조그만 것들에도 주의를 기울이고 있어 암석 덩어리가 분리되려고 할 때 미소한 진동이나 소음을 느낄 수 있도록 진화하였다. 예를들어 2008년 5월 12일 쓰촨성대지진이 일어나지 전에 2008년 5월 9일 쑤저우 타이저우 동풍대교 위에 10만 마리 이상의 두꺼비떼가 물의 이상 변화(온도와 압력)로 이동하는 장면이 목격되었다고한다. 이외에도 동물들이 보여주는 전조 현상은 다양하다. 

책에 제시된 예측 방법

[접착 정도에 따라 지진 예측하기] 

1. GPS 활용한 예측 방법 : 바다 쪽의 판이 육지 쪽의 판 아래로 가라앉고 있는 곳에서는 2개의 판의 접촉면에서 판 경기지진이 발생한다. 유라시아판의 변형이 축적되고, 2개 판의 접촉면의 강도가 한계에 이르렀을 때, 유라시아판이 순식간에튀어오르는 것이 그 발생 메커니즘이다. GPS를 이용하여 접착이 강한 영역을 추정하고 이 영역이 다음 지진의 진원역이라고 가정하고 방재 대책을 세운다. 이때 GPS 위성의 전파가 바닷속에는 미치지 않기 때문에 배와 해저의 기준국의 위치관계를 음파로 측정하고 다시 배와 GPS 위성의 관계를 전파로 측정한다.

2. 슬로 슬립 현상을 활용한 예측:  지진이 발생하기 전에는 접착이 강한 영역의 주변부애서 슬로 슬립이 일어나고 점차접착 강도가 약해지다가 마침내 접착부분이 더 이상 견딜 수 없게 되었을 때 순식간에 미끄러져 움직이면서 지진이 발생한다. 그런 현상을 실시간 파악하여 지진의 발생이 가까워졌음을 알 수 있다. 

3. 파형 토모그래피 이용한 예측 방법 : 암석의 간극 수압이 높을수록 광물 입자 사이의 틈을 벌리려고 하는 작용이 강해져, 광물 입자끼리의 결합이 느슨해진다. 따라서 간극 수압이 높은 경우에는 단층의 마찰이 작아져 지진이 발생하기 쉬워진다. 파형 토모그래피 (ps시와 진폭의 변화 측정) 로 진동이 전해지는 속도가 느린 곳의 위치에서 지진이 발생할 확률이높음을 예측할 수 있다. 그리고 물의 공급은 함수 광물을 통해 제공된다. 

4. 단층이 미끄러지는 정도 측정 후 예측: 서멀 프레셔리제이션이 단층이 미끄러지는 정도에 영향을 준다. 이는 물의 온도가 상승하여 그 압력으로 단층을 밀쳐내려는 작용을 말한다. 이러한 원인 요소들을 측정하여 미끄러지는 정도를 추측하여 지진 발생을 예측한다. 단 서멀 프레셔리제이션은 조립질 암석으로 구성될 경우 물이 빠져나가기가 쉬워 이 현상이 일어나기 어렵다. 

5. 애스페리티 전조현상 : 애스페리티는 대지의 변형을 해소하려는 힘을 견딜 수 없게 되었을 때 순식간에 깨어져 미끄러져 움직임으로써 지진 발생원이 되는 것으로 생각된다. 애스페리티는 두가지 구조로 나뉠 수 있다. 극단적으로 애스페리티가 단순한 경우 전조현상이 발생하여 지진을 미리 예측할 수 있다. 하지만 애프페리티가 극단적으로 복잡한 경우 전조현상이 있더라도 그 규모가 너무 작아 알아차리기 힘들다. 각 지형별로 두가지 구조로 나뉘므로 만약 애스페리티가 단순한 지역의 경우 전조현상을 통한 지진 예측이 가능할 수 있다. 

6. *접착이 약한 곳/강한 곳 차이 : 해산과 슬로 슬립, 암석 내부의 수압 , 판 경계의 암석이나 광물 종류의 차이.  

뉴시스에 따르면 개발자는 디시인사이드 사이트 '지진희갤러리'에서 1분 내 지진 관련 글이 20개 이상 게시되면 알림이 울리도록 프로그램을 만들었다. '지진희알림'이라는 이름의 이 서비스는 21일(오늘) 경주에서 발생한 규모3.5 지진(여진) 때 빛을 발했다. 이날 11시53분55초에 지진이 발생했고 지진희알림은 11시54분에 지진알림 문자를 전송했다. 국민안전처 안전디딤돌 앱이 11시58분에 전송한 것과 비교하면 4분 정도 빨랐다.

이 기사를 읽고 국외 지진 경보 시스템은 어떻게 진행되고 있는지 이를 바탕으로 앞으로 우리나라의 지진 경보 시스템이 어떻게 나아가야할지 생각해보고 싶어 아래와 같은 추가 학습을 진행하였다. 

-지진 조기 경보 기술의 원리 : 1) TM(관측소가 도달한 진동 신호가 지진파인지 파악) -> 2)AM(지진으로판단되는 신호만 취합/ 주시곡선을 이용) -> 3) LMAM(진원의 위치/규모 파악) -> 4) DM(지진조기경보 판단) -> 5) PSIM(지진 피해 정도를 예측) 하는 5가지 과정을 거쳐 이루어진다. 

-다른 나라의 지진조기 경보 기술방법 : 다른 나라도 지진 조기 경보 기술의 원리가 동일하지만 절차가 다르거나 추가되어 있을 뿐이었다. 예를 들어서 일본의 Nowcast & REIS 지진조기경보 시스템은 지역적 특성에맞게 개발되는 점에서 차이를 보인다. 지진파를 이용하여 신속하게 지진의 규모와 위치를 예측한 후(공통점), 이 지진으로 인해 큰 지진동이 유발될 수 있는 지역을 다시 예측(차이점)하여 경보를 보내는 과정을 거치고 있다.

-앞으로의 지진조기경보 기술의 나아가야 할 방향 

앞에서 살펴 봤던 여러 예측 관련 미래 기술은 지진 조기 경보 기술의 발전에 영향을 준다. 예측 방법이 마련이 되어야 지진 조기 경보 기술도 실현될 수 있기 때문이다. 따라서 지금은  단순한 구조 모델에서 시작하며예측을 정확하게 실현해나가기 위해 꾸준히 지진 예측 모델을 만들어가야 한다. 그래야 지금보다 더 빠르고정확한 지진 조기 경보 시스템이 개발될 수 있을 것이다. 

출처 : 논문 <신속성과 정확도 확보를 위한 지진조기경보 기술 현황> 안재광 이호준

바다의 풍요로운 자원 

   

2. 지구과학 목차 

II.지구 구성 물질과 자원 - 5. 해양자원

   

3. 도서명 - 저자 

우리를 둘러싼 바다 - 레이첼 카슨

   

4.교과 내용 핵심 단어
해양 에너지 자원, 해양 물질 자원

   

5.교과 내용 연관 도서 설명 

1) 풍부한 염류

바닷물 약 4제곱킬로미터에는 평균 1억 6600만 톤의 소금이, 바닷물전체에는 약 5경 톤의 소금이 녹아 있다. 최초의 바다에는 염분기가 조금밖에 없었으나 염도는 억겁의 세월을 거치면서 점차 늘어난 것으로 추청된다. 바다에 염분을 공급한 주요 원천은 암석질의 대륙지각이다. 원시 지구의 두꺼운 구름층에서 최초의 비가 내렸고 그 비가 암석을 침식시켜 암석에 함유된 광물을 바다로 운반하기 시작했다. 이 과정에서 수십억 톤의 염분이 바다에 더해진 것으로 추정된다. 화학분석을 통해 알게 된 약 50종의 온소 중 일정한 비율로 들어있는 염화나트륨, 염화마그네슘, 황산마그네슘, 황산칼숨, 황산칼륨 순으로 다섯 가지 염이 주축을 이룬다. 

   

2) 화산에서 나와 바다로 들어간 광물

화산에서는 염소를 비롯한 여러 가스가 대기 중에 방출되는데 이것들이 비에 실려 육지와 바다의 표면에 내려앉는다. 화산재와 화성암은 그 밖의 다른 광물을 함유하고 있다. 그리고 모든 해저 화산은 보이지 않는 분화구를 통해 직접 바닷속으로 붕소, 염소, 유황, 요오드를 방출한다. 

   

3) 금

지표면의 거의 대부분을 뒤덮고 있는 바다에는 매우 많은 양의 금이 들어있다. 독일 화학자 프리츠 하버에 의해 바닷물에서 상당량의 금을 추출하고자 한 연구가 이루어졌다. 독일남대서양탐험대를 이끌고 실험실과 여과 공장을 갖춘 메테오르호로 대서양을 횡단하여 물을 표집했다. 금만 달라붙는 특수 수지흡착제로 바닷물에서 금을 추출하는 방식이였는데 금 추출에는 성공하였으나 그 양이 기대에 미치지 못하였다.

   

4) 요오드

바닷물에 들어 있는 비금속 원소 중 희소한 축에 속하는 요오드는 발견하기도 분석하기도 어려우나 거의 모든 바다 생명체에서 볼 수 있다. 해면, 산호, 일부해조류는 방대한 양의 요오드를 체내에 축적한다. 바다의 요오드는 산화나 환원 과정을 거치기도하고, 다시 유기 화합에 관여하기도 하면서 끊임없이 화학적 변화를 겪는다. 요오드가 조직의 화학작용을 돕는 원소로 쓰이며 생명체는 점점 더 그 원소에 의존하게 되었고 갑상선에 축적되는 요오드는 신체의 기초 대사를 조절하는 역할을 하므로 인간에게 꼭 필요한 자원이라 할 수 있다. 

   

5) 브롬

전 세계에서 나는 브롬의 99%가 바다에 농축해 있다. 암석에 들어있는 극소량의 브롬도 바다에 의해 퇴적된 것이다. 브롬을 상업적으로 생산하는 현대적 기법을 개발한 덕분에 우리는 저비등점 가솔린을 자동차 연료로 사용할 수 있다. 브롬은 그 밖에도 진정제, 소화물질, 사진용 약품, 염료, 호학 무기 제조 등에 널리 쓰인다.

   

7) 마그네슘

상당량의 바닷물을 모아 화학 물질로 처리해 얻어내는 광물이다. 원래는 고농도의 염수에서나 백운암같은 마그네슘 함유 암석에서 처리해냈었지만 오늘날에는 상당량의 바닷물을 모아 화학 물질로 처리해 얻어내는 광물이다. 마그네슘은 경량 금속을 필요로 하는 산없에서 쓰임새가 무궁무진하다. 절연 물질, 인쇄용 잉크, 약품, 치약, 조명탄, 예광탄같은 전쟁 물자를 제조하는 데도 쓰인다. 

   

8) 바다에 사는 동식물로부터 발견되는 원소

해삼과 우렁쉥이의 피에 들어있는 바나듐, 바다가재와 홍합이 흡수하는 코발트, 연체동물이 이용하는 니켈이 있다. 바다가재의 호흡 색소에 관여함으로써 혈액 생성에 도움을 주는 구리가 있다. 

   

6. 관련기사

   

7. 학습한 내용-주제와 관련하여 학습한 내용

해양 자원 중 독도 주변 바다의 해양 자원에는 어ᄄᅠᆫ 것이 있는지 조사하였다. 

독도 주변 바다에는 천연가스인 메탄이 바다 깊숙한 곳의 차가운 물과 합쳐서서 만들어진 고체형태의 에너지인 가스 하이드레이트가 있다. 모양은 드라이아이스와 비슷하며 불을 붙이면 잘 타기 때문에 ‘불타는 얼음’으로도 불린다. 가스 하이드레이트는 석유의 2/3, 석탄의 1/2 정도의 이산화탄소를 발생시키는 청정에너지로 미래 에너지 자원으로 주목 받고 있다. 독도 주변 동해 해저에 국내 가스 소비량 30년분에 달하는 약 6억 톤이 분포된 것으로 추정되고 있다. 

1) 크기가 달만 하다고 생각되었으나 사실 달 크기의 2/3이었음.

2) 다른 행성들은 거의 원에 가까운 궤도로 태양 주위를 도는데, 명왕성의 공전 궤도는 아주 긴 타원 모양이라서 가끔 해왕성의 궤도 안쪽으로 들어가기도 함.

3) 공전 궤도면이 다른 행성들에 비해 많이 기울어져 있음.

4) 명왕성의 위성이라고 알려진 카론과의 관계

-다른 위성들은 행성을 중심으로 원에 가까운 모양으로 행성 주위를 도는데 카론과 명왕성은 서로의 주위를 돎.
-한때 카론을 위성이 아닌 또 다른 행성로 보고 카론과 명왕성을 이중행성이라고 부름.

5) 카이퍼 벨트에서 명왕성보다 큰 천체인 에리스가 발견됨(책의 저자 마이크 브라운이 발견). 명왕성을 계속 행성이라고 부른다면 명왕성보다 큰 천체도 행성이라고 해야하기 때문에 명왕성의 지위에 영향을 줌.

=>많은 천문학자들은 명왕성을 왜소행성으로 분류하기를 결정.

우주망원경은 과학 발전을 앞당기는 선구자 역할을 한다. 블랙홀은 빛을 직접 방출하지 않지만 그 주변을 에워싸고 있는 기체들이 블랙홀에 빨려 들어가면서 엑스선을 방출한다.

허블 망원경은 은하의 중심 근처에 있는 별을 단계적으로 추적한 끝에, 이들이 엄청난 속도로 이동하고 있음을 알아냈다. 작은 공간에서 그토록 강한 중력을 행사할 수 있는 천체는 블랙홀밖에 없으므로, 천문학자들은 그곳에 블랙홀이 있다고 결론지었다. 허블 우주망원경은 2009년 다섯 번째이자 마지막 수리를 받았다. 뒤를 이를 제임스 웹 우주망원경은 얼마전 대마젤란은하의 일부를 다른 우주망원경이 찍은 것과 비교한 사진을 공개했다. 

[관련 기사]
 https://www.hani.co.kr/arti/science/science_general/1042724.html

[학습한 내용]
 태양계가 속해있는 우리은하의 모습은 전형적인 막대 나선 은하이다. 

2000년대 초까지 우리은하는 정상 나선 은하라고 알려졌다. 2003년에 발사된 적외선 망원경인 스피처 우주 망원경이 우리은하를 400시간동안 정말하게 관측한 결과, 우리은하에 알려졌던 것보다 훨씬 높은 밀도의 중심을 포함하는 막대구조가 있다는 것이 밝혀졌다.

도서명 - 저자: 지구 격동의 이력서, 암석 25 - 도날드 R.프로세로

교과 내용 핵심 키워드: 광물, 암석

교과 내용 연관 도서 설명: 

응회암부터 빙하표석까지 수십억년에 걸친 지구 변화의 흔적을 담은 주요 암석과 그것을 만들어낸 지질현상을 탐구한다. 암석과 관련한 역사적·문화적 배경을 살피면서 지구에 대한 사람들의 생각이 어떻게 달라졌는지 보여준다. 지질학의 발전을 이끈 과학자들의 이야기도 담았다.

관련 기사

학습내용

지각을 이루는 암석은 여러 가지 광물로 이루어져 있으며, 광물은 한 종류나 여러 종류의 원소들이 화합물을이루고 있다. 광물은 암석의 구성 요소이므로 광상은 화성 작용, 퇴적 작용, 변성 작용을 통해 암석이 만들어지는 과정에서 형성된다.

학습한 내용: 기후변화는 지구의 평균 기온이 변하는 현상이다. 지구의 기후변화를 일으키는 요인은 여러가지이다. 지구는 태양에서 오는 가시광선 등의 짧은 파장의 복사에너지를 받아 약 30%를 반사해 우주로 되돌려 보내고 나머지 70% 가량을 흡수한다. 흡수된 에너지는 적외선 등의 장파 복사로 재방출되는데 이 중 일부가 대기의 온실기체에 흡수되므로 지구의 기온은 온실기체가 없을 때의 복사평형 온도보다 높아진다. 언급한 과정들 중 변동이 생기면 지구의 기온이 변화하고 기후가 변화한다. 대기로 방출되는 온실기체의 양, 화산 활동으로 대기로 분출되는 화산재와 온실기체의 양, 반사도 변화를 야기할 수 있는 빙하 면적의 변화나 수륙 분포, 식생 분포의 변화 등이 기후변화의 요인이다. 또 태양활동도 기후변화의 요인으로 작용할 수 있다.

무인자동차가 나오면 대중교통이 소멸할 수도 있다. 

대중교통 이용에 관한 인센티브가 없다면, 

예를 들어 무인자동차보다 훨씬 저렴하지 않다면 

무인자동차가 대중교통을 삼킬 수도 있다. 

무인자동차가 표준이 될 때 

개인이 자동차를 소유한다는 것은 의미가 거의 없다. 

자동차 구매비용이나 보험료, 유지비에 

청소까지 해야 하는 등 불편하기 그지없기 때문이다.

많은 기업들이 자율주행차 개발 경쟁에 뛰어들고 있고

개발속도는 가속화되고 있다.

대중교통이 사라질 것이라는 예측은 새롭다는 내용이 적혀있다.이 내용은 많은 내용중에 한내용이고 이 책 안에는 더 많은 미래에 대한 예측,전망과 정보가 적혀있어서 굉창히 유익한 책인거 같다.
관련기사:https://www.hellodd.com/news/articleView.html?idxno=59697
학습한내용: 이책안에는 많은 정보와 미래에대한 전망등이 많이
적혀있다. 요즘 유명한 전자화폐인 비트코인에 대한 얘기도 적혀있었고, 요즘 점점 대중화가 되어가고 있는 자율주행자동차 무인 자동차의 대한 얘기도 적혀있고 그 외에 미래유망 기술들이 많이 적혀있다. 이책을 읽으면서 많은내용들과 유익한 정보를 얻었고,
미래의 대한 전망이 어떤식으로 흘러갈것인가에 대해 아무것도 모르는 나였지만 이 책을 읽고 아무것도 모르는 나에서 벗어난것 같아 좋았고 미래의 대한 예측과 전망을 읽는 것이 재밌었던거 같고, 또 한편으론 무서운 부분도 있어서 좋았던거 같다.
그리고 이책의 저자들이 미래에 관해선 빠삭하고 유명한 분들이셔서 믿음이 잘 갔던거 같아서 만족스럽게 읽었던 책인거 같았다.

교과내용 핵심 키워드
우주, 별, 아인슈타인

교과내용 연관 도서설명
1부에서는 뉴턴의 법칙들, 별의 에너지, 별의 일생, 외계 생명체에 대해 다룬다. 2부에서는 은하에 대해서 다룬다. 3부에서는 아인슈타인이 우주에 대해 연구하고 만들어낸 이론들에 대해 소개한다.

관련 기사
http://www.mygoyang.com/news/articleView.html?idxno=53966

학습한 내용
지구과학을 공부하며 어려웠던 부분 중 하나인 천체에 대해서 책을 통해 조금이나마 가가워진듯하다.

있다.우리가 단순히 빙하를 북극과 남극에 있는 얼음으로 생각하고 있지만 이 책에서는 고지대라서 꾸준히 눈이 내리고 녹지 않는 얼음산들의 역할과 의미​까지 함께 이야기를 하고 있기 때문에 좀더 흥미로운 접근이 가능하다.

관련 기사
:https://imnews.imbc.com/replay/2022/nwtoday/article/6381338_35752.html

학습한 내용
지구과학을 공부하다가 관심이 생긴 내용인 빙하와 기후 연구 방법에 대해 더 자세히 알게되었다.

   

지구과학 목차

고체지구 

1) 지구의 형성과 역장

01. 지구의 형성과 지구 내부 에너지

02. 지진파와 지구 내부 구조

03 지구의 역장

   

   

오리진 – 루이스 다트넬

   

핵심 키워드

판경계, 판의 이동, 지형, 밀란코비치 주기, 지질학

   

   

   

   

높은 지능의 인류가 출현한 것은 반복된 환경 변화때문이라고 설명한다. 이를 밀란코비치 주기로 설명하고 있다. 지구궤도의 이심률과 자전축의 기울기가 변함에 따라 지구 기후에 심하게 영향을 미치게 되고, 동아프리카에서 시작한 인류는 판경계 지형을 따라 초기 문명을 건설했다. 이집트 나일강과 중국 양쯔강 처럼 같지만 인도판과 유라시아판의 충돌로 생겨난 티베트 고원에서 시작되었기 때문에 결국 판경계 지형 때문이라고 설명한다. 또한 역사상 간빙기들은 온도가 각기 달랐고, 인류가 전 세계로 확산해간 사건이 마지막 빙기의 혹독하게 건조하고 추운 기후 속에서 생존을 위해 다른 대륙으로 이동하며 일어났으며, 이러한 자연지형의 변화는 현재까지 영향을 주고 있다.

   

빙하 성장-> 해수면 낮아짐 -> 광대한 대륙붕 지역이 마른 땅으로 드러남 -> 걸어서 인도네시아, 오스트레일리아 아메리카로 건너감