답변 내역

지구는 바깥쪽부터 지각, 맨틀, 외핵, 내핵으로 층상구조를 하고 있습니다. 이러한 사실은 지진파 분석을 통해서 알아낸 내용입니다. 지진파 중 S파가 일전한 각거리 이상의 지역에 전파되지 않는 사실로부터 액체 상태의 핵이 있다는 것을 알게 되었습니다. 이후 잉게 레만이라는 학자에 의해 P파와 S파가 도달하지 않아야 하는 지역에서 약한 P파가 관측되는 사실로부터 핵이 2층 구조로 되어 있으며 안쪽에 있는 내핵은 고체 상태로 되어 있음을 알아내었습니다. 지구 반지름은 6400km이고, 외은 2900km, 내핵은 5100km 깊이에 있습니다.

적도 태평양을 살펴보면 일반적으로 서쪽보다 동쪽의 기압이 상대적으로 높습니다. 이로 인해 지표면에서는 동쪽에서 서쪽으로 공기가 이동하고 서쪽에서 상승, 동쪽에서 하강하는 순환이 나타납니다. 이덧을 워커순환이라고 합니다. 엘니뇨는 이 워커 순환이 약해질 때 나타나는 현상입니다. 평상시에는 워커 순환으로 인해 나타나는 무역풍에 의해 따뜻한 표층 해수가 서쪽으로 밀려오고 이로 인해 적도 태평양의 표층 수온은 서쪽이 높고 동쪽이 낮게 나타납니다. 워커 순환이 약해지면 표층 해수를 서쪽으로 밀어내는 무역풍이 약해져 표층 수온이 동쪽은 평상시보다 상승하고 서쪽은 낮아집니다. 엘니뇨가 발생하면 서태평양 지역은 평년보다 강수량이 감소하여 가뭄 피해를 입을 수 있고, 동태평양 지역은 평년보다 강수량이 많아 홍수 피해를 입을 수 있습니다.

지구의 대기는 78%가 질소, 21%가 산소로 이루어져 있습니다. 질소와 산소는 2새의 원자가 결합한 분자의 형태로 존재합니다. 질소분자의 분자량은 약 28, 산소분자의 분자량은 약 32이므로, 대기의 평균 분자량은 약 28.8입니다. 헬륨은 분자가 아닌 원자 1개로 존재하며 원자량은 약 4입니다. 따라서 고무풍선에 헬륨을 채우면 고무풍선의 질량을 포함하더라도 고무풍선 전체의 밀도가 대기보다 작으므로 위로 올라가게 됩니다.

태양과 지구 사이의 거리는 약 1억5천만km입니다. 성인의 경우 보통 1시간에 4km를 걸을 수 있으므로 태양까지의 거리를 4km로 나누면 태양까지 걷는데 걸리는 시간을 구할 수 있습니다. 하루 종일 쉬지 않고 걸으면 96km를 갈 수 있으니 1,562,500일이 걸립니다. 1년이 365일이니 약 4281년이 걸립니다.

구름 속에서 전하의 방전으로 일어나는 천둥과 번개는 동시에 일어납니다. 그러나 번개는 빛의 속도로, 천둥은 소리의 속도로 전파되기 때문에 시간 차이가 나는 것입니다. 빛의 속도는 초속 30만km, 소리의 속도는 일반적으로 초속 340m입니다. 따라서 번개를 본 후 천둥 소리가 들릴 때까지 시간을 측정한 후 340m를 곱하면 번개가 발생한 곳까지의 거리를 구할 수 있습니다.

지구는 북극과 남극을 잇는 축을 기준으로 자전하고 있습니다. 지구가 자전한다는 증거는 여러가지가 있습니다. 첫째는 푸코진자의 진동면을 통해서 알 수 있습니다. 푸코 진자는 특별한 것이 아니라 그냥 단진자입니다. 푸코가 처음으로 이 현상을 발견했기에 푸코 진자라 부릅니다. 지구가 자전하지 않는다면 진자는 바닥면을 기준으로 진동 방향이 바뛰지 않을 걱입니다. 그러나 자전효과가 작용하지 않는 적도를 제외한 다른 곳에서는 지구 자전으로 인해 진자의 진동 방향이 바뛰는 것을 볼 수 있습니다. 북반구에서는 진동면이 시계방향으로 회전하고 남반구에서는 시계반대방향으로 회전합니다. 이를 통해 지구가 북극에서 볼 때 시계 반대 방향, 즉 서에서 동으로 자전하고 있음을 알 수 있습니다. 진동면이 회전하는 주기는 양극에서는 24시간이고 다른 지역은 (24시간/위도의 sin값)입니다. 둘째 증거는 인공위성 궤도의 서편 현상입니다. 인공위성은 지구 주위를 일정한 궤도로 돌고 있습니다. 인공위성이 지구를 한바퀴 돌 때마다 그 궤도가 서쪽으로 일정한 간격으로 이동합니다. 이것은 지구의 자전으로 인해 나타나는 현상입니다.공전의 증거는 첫째 연주시차가 있습니다. 멀리 있는 별을 배경으로 비교적 가까이 있는 별을 관측하면 별의 위치가 6개월 간격으로 왕복하는 것처럼 보입니다. 이것은 눈앞에 손가락을 세우고 왼쪽 눈과 오른쪽 눈으로 번갈아 볼 때 멀리 있는 배경을 기준으로 손가락이 왔다갔다 하는 것처럼 보이는 현상과 같은 이치입니다. 둘째는 광행차입니다. 광행차는 비가 내릴 때 우산을 쓰는 것을 생걱하면 됩니다 비가 수직으로 내리는 경우 서있을 때는 우산을 똑바로 들고 있지만 속도를 내서 달려갈 때는 약간 앞으로 숙이는 것과 같습니다. 이것은 비가 내리는 방향이 비가 내리는 속도와 내가 달려가는 속도가 합쳐진 방향으로 내리는 것처럼 보이는 것과 같은 이치입니다.천구의 북극 방향에 있는 별빛을 관측할 때 지구가 공전하지 않는다면 망원경을 수직으로 세워야 하지만 지구의 공전으로 인해 약간 앞으로 기울여야 합니다. 셋째는 별빛의 도플러 효과입니다. 별빛을 관측할 때 6개월 간격으로 별빛의 파장이 길어졌다 짧아졌다 하는 현상입니다. 지구가 공전하면서 별쪽으로 갈 때에는 별빛의 파장이 짧아지고, 별로부터 멀어지는 때에는 파징이 길어집니다.

구름을 이루고 있는 물방울들이 부딪치고 깨지는 과정에서 전기적으로 대전됩니다. 양전하와 음전하로 대전된 입자들 사이에 전하의 흐름이 생겨 급격하게 이동할 때 나타나는 방전현상이 번개입니다. 그리고 전하의 급격한 이동으로 주변 공기가 급격히 팽창함에 따라 소리가 발생하는 데 이것이 천둥입니다. 번개가 보인 후 천둥소리가 들릴 때까지의 시간(초)을 측정한 후 340m를 곱하면 거리를 구할 수 있습니다.

오로라는 대전입자들에 의한 방전현상이하고 생각하시면 됩니다. 우리 지구로 들어오는 여러 입자들 중에 전기적으로 대전된 입자들이 있습니다. 주로 태양에서 오는 것들인데, 이들 대전된 입자들은 자기장 때문에 양극 지방으로 많이 모입니다. 오로라는 이들이 대기권의 열권에서 충돌하면서 나타나는 현상인 것로 알고 있습니다.

눈은 수증기가 승화하여 결정이 된 것입니다. 우박은 눈과 달리 물방울이 응결한 것입니다. 우박은 상승기류가 강한 적란운에서 주로 만들어집니다. 강한 상승기류로 인해 물방울이 상승하는 도중에 다른 구름방울들과 병합이 되고 빙점 이하 까지 상승하면 얼음이 됩니다. 얼음의 무게가 증가하여 낙하하면 우박이 됩니다. 상승기류가 더욱 강한 경우에는 오르락내리락을 여러 차례 반복하게 되고 얼음은 더욱 커집니다. 우리나라에서는 직경 10cm 정도되는 우박이 떨어진 사례도 있습니다. 아주 더운 여름에는 우박이 내려오다가 녹아서 비가 됩니다. 따라서 우박은 봄 가을에 많이 발생합니다.

지구 온난화는 온실효과 때문에 일어나는 현상입니다. 온실 효과는 수증기, 이산화탄소, 메탄 등의 온실기체에 의해 일어납니다. 온실기체는 태양으로부터 오는 가시광선은 대부분 통과시키지만 지구가 방출하는 적외선은 흡수합니다. 그후 흡수한 적외선을 우주 공간과 지구 표면으로 나뉘어서 내보뱁니다. 이것을 재복사라고 합니다. 이로 인해 지구 표면은 태양으로부터 받은 복사 에너지와 대기로부터 재복사된 에너지를 받게 되고 태양 복사 에너지만 받을 때보다 온도가 올라가게 됩니다. 온실효과는 지구에 생명체가 살아남는데 매우 중요한 역할을 합니다.지구 온난화는 온실기체의 양이 증가하여 온실효과가 더욱 크게 일어나 지구의 기온이 상승하는 현상입니다. 가장 큰 원인은 이류가 방출하는 이산화탄소입니다. 산엽혁명 이후 화석 연료 사용이 증가함에 따른 현상입니다. 최근에는 지구 온난화를 막아보고자 세계적으로 '탄소 제로', 'RE100' 등의 움직임을 보이고 있습니다.