지구
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지구는 어떻게 태어났을까요?
지금까지 발견된 행성으로는 유일하게 표면에 물과 생물이 살 수 있고 대기가 존재하는 우리의 보금자리가 지구이다. 우주에서 봤을 때 푸른색의 와 녹색의 산과 갈색의 흙에 흰색의 구름이 너무도 조화를 잘 이루고 있는 아름다운 행성이다. 지구의 나이는 46억년이라고 알려져 있으며, 생명체는 약 35억년전에 나타났다고 추측하고 있다. 원시 태양 주위에 있던 엄청난 수의 미행성이 충돌, 합체하여 원시 지구를 탄생시켰다. 탄생 직후의 지구는 고온의 마그마 바다였으나 미행성의 충돌이 잠잠해지면서 냉각하기 시작하고 얇은 지각이 형성되었다. 이산화탄소가 주성분이었던 원시 대기가 비를 내림으로써 바다가 형성되고, 이산화탄소가 바다로 녹아 들어감에 따라 하늘이 맑아졌다. 35억년~25억년전쯤에 지표의 온도가 지구 온도와 가까웠고 지구 환경도 안정기에 접어들었다. 35억년전에 비로소 지구에는 원시 생명이 바다로부터 탄생한 것으로 추측하고 있다.
지구의 궤도
지구의 궤도도 다른 행성들처럼 거의 원에 가까운 타원으로 돌고 있다. 태양으로부터의 거리는 1억 4천 9백 60만km로, 우리가 1AU(Astronomy Unit)라고 정의하는 것이다. 지구는 태양주위를 1년에 한 바퀴씩 돌기위해 초속 30km로 돌고있다. 지구의 자전은 갈수록 늘어나고 있다고 한다. 이것은 바다속의 산호와 그 외 침전물을 연구함으로서 알려졌는데, 약 9억년전에는 자전주기가 18시간정도였다고 한다.
달 그리고 일식과 월식
지구의 하나뿐인 위성 달은 가장 가까이 있는 천체로, 우주 탐사의 최초의 목적이자 가장 많은 탐사선이 보내진 곳이다. 달, 지구가 태양을 가림으로써 발생하는 일식과 월식은 과거 커다란 재앙의 증거나 공포의 대상이었지만, 현재는 일반인들에게 흥미만점의 자연 현상이 되었다. 또한 달은 옛날부터 음력의 날짜를 따로 만들어 사용할 정도로 인간 생활에 많은 영향을 주었다.
하늘은 왜 파랗게 보일까?
지구의 대기는 태양빛중에서 장파장인 푸른빛을 산란시키기 때문이다. 지구에 생명체가 존재할 수 있는 이유도 지구 대기가 있기 때문인데 산소의 공급과 태양의 자외선 차단, 적당한 열을 분포시켜주기 때문이다. 주성분은 질소로서 78%를 차지하고 있고, 산소, 아르곤, 이산화탄소로 구성되어 있으며 때와 장소에 따라 변하는 수증기가 있다. 지구는 태양계가 생성될 당시 가지고 있던 최초의 원시 대기는 상실하였으나 지구 내부의 작용과 그에 따른 가스의 분출로 인하여 2차적인 대기가 형성되었다고 생각하고 있다. 지구의 질량과 중력에 의해서 대기는 지구를 벗어나지 못하고 머물고 있는 것이다. 지구 대기는 크게 4개의 층으로 나누어져 있는데 대부분의 대기 현상이 일어나는 대류권, 공기가 희박하여 안정적인 성층권, 그 다음으로 중간권, 열권의 순서이다. 극지방에서 일어나는 오로라는 열권에서 일어나는 현상이다.
지구는 하나의 거대한 막대 자석이다. 그래서 나침반을 들고 있으면 빨간 침이 북쪽을 가리키는 것이다. 지구가 자석의 성질을 가지게 된 것은 다이나모 이론인데 금속성 액체인 핵에 의한 것이다. 지구 자성체에 의해서 지구 주위에는 자기장을 형성하며 자기권을 만든다. 이 자기권은 태양풍이 불어왔을 때 그 입자가 지구로 들어오지 못하고 묶이게 되는 반 알렌 복사대를 형성한다.
지구 표면은 70%나 되는 바다와 나머지 산과 평지로 되어 있다. 지각은 흘러내린 용암이 굳어서 생간 화성암으로 되어 있는데, 대륙은 화강암 바다밑은 현무암으로 이루어져 있다. 암석에는 화산활동으로 지구 내부에서 나온 마그마가 굳어서 만들어진 화성암과, 화성암이 변해서 이루어진 변성암, 동물들의 유해나 다른 암석부스러기들이 쌓여서 만들어진 퇴적암으로 되어있다. 이들 암석을 구성하고 있는 화학 성분은 함량비에 따라 구성비의 순서대로 산소, 규소, 알루미늄, 철, 칼슘, 마그네슘, 나트륨, 칼륨이다. 그리고 바다의 형성은 지구내부에 존재하고 있던 수증기가 화산 폭발로 인하여 함께 나와 바다의 물을 이룬 것이다.
지구 내부
지구 내부를 탐사하기 위해서는 지진파를 이용하는 방법밖에 없다. 이런 방법으로 알아낸 지구 내부 구조는 12000km지름을 가지고 있으며 그의 중심에는 약 5000K의 온도, 12000kg/m3의 밀도를 가지고 있는 철-니켈성분의 중심핵이 있다. 표면으로부터 3000km 이하에는 S-지진파가 존재하지 않는데 그것은 그 부분이 액체 상태에 있음을 뜻한다. 그러나 P파로 탐색해 본 결과 표면에서 5000km 깊이에서는 다시 고체로 되어 있을 가능성이 높다. 맨틀은 표면에서 3000km 깊이까지 분포되어 있으며 고압하에서 점성이 큰 유체나 비결성 매질과 유사한 특성을 지니고 있어서 매우 느린 속도로 움직이고 있다. 지각은 맨틀의 밀도보다 낮기때문에 지각이 맨틀 위를 떠돌아 다니며 지표의 모양을 바꾸어 오늘날과 같은 모습의 지구가 된 것이다. 이렇게 지각이 맨틀 위에 떠 있다는 이론이 판구조론이다. 이 이론에 의하면 맨틀 위의 판과 판의 운동 사이에서 발생하는 것이 지진이다.
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