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호르몬과 신경 작용의 차이점은?
안녕하세요. 임형준 과학전문가입니다.호르몬과 신경 작용은 신체의 두 가지 주요 정보 전달 시스템으로, 서로 다른 방식으로 신체의 기능을 조절합니다. 각각의 시스템은 특정한 방식으로 작동하며, 그 차이점은 다음과 같습니다:1. 전달 매체와 방법호르몬: 내분비선에서 분비되어 혈액을 통해 전달됩니다. 호르몬은 혈액을 따라 신체를 순환하며 특정한 대상 세포의 수용체와 결합하여 작용합니다.신경 작용: 전기적 신호와 화학적 신호(신경전달물질)를 이용하여 정보를 전달합니다. 신경세포(뉴런)는 신경전달물질을 이용하여 신호를 다른 뉴런이나 근육, 기타 표적 세포로 빠르게 전달합니다.2. 속도와 지속 시간호르몬: 일반적으로 느린 작용 속도를 가지며, 효과가 나타나는 데 시간이 더 걸립니다. 호르몬의 효과는 몇 분에서 수 시간, 심지어는 수일까지 지속될 수 있습니다.신경 작용: 매우 빠른 전달 속도를 가지며, 거의 즉각적으로 반응이 일어납니다. 신경 신호의 효과는 대개 짧게 지속되며, 신호가 중단되면 빠르게 사라집니다.3. 조절 범위와 특이성호르몬: 넓은 범위의 조직과 기관에 영향을 줄 수 있으며, 한 호르몬이 다양한 효과를 낼 수 있습니다. 호르몬은 전신적인 조절 효과를 가질 수 있습니다.신경 작용: 매우 특정한 표적에 영향을 줍니다. 예를 들어, 특정 근육을 수축시키거나 특정 기관의 기능을 조절하는 등의 매우 구체적인 반응을 일으킵니다.4. 통신의 목적과 기능호르몬: 신체의 장기적인 균형과 조절을 담당합니다. 성장, 발달, 대사, 생식 기능 등을 포함한 광범위한 생리적 과정을 조절합니다.신경 작용: 신속한 반응과 적응을 가능하게 하여, 외부 환경 변화나 내부의 급박한 필요에 신속히 대응할 수 있게 합니다. 예를 들어, 위험을 감지하거나 운동을 조절하는 데 필요합니다.결론호르몬과 신경 작용은 신체를 조절하는 두 가지 기본적인 시스템으로, 각각의 역할과 기능이 다르며 서로 보완적으로 작용합니다. 호르몬은 주로 장기적인 조절에 관여하는 반면, 신경 시스템은 신속한 정보 전달과 반응을 담당합니다.
학문 / 생물·생명
24.03.11
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칫솔의 베르누이 효과가 어떻게 일어나는지 알려주세요
안녕하세요. 임형준 과학전문가입니다.칫솔의 움직임이 베르누이 효과를 발생시키는 과정을 설명하기 위해, 우선 베르누이의 원리에 대해 간단히 설명하겠습니다. 베르누이의 원리는 유체의 흐름에서 속도가 빨라질수록 그 유체가 가하는 압력이 낮아진다는 것을 말합니다. 이 원리는 일정한 유량에서 유체의 속도와 압력 사이의 관계를 설명합니다.칫솔의 움직임과 베르누이 효과의 관련성을 설명하는 것은 직접적인 고전적 사례가 아니기 때문에, 이를 유체 역학의 관점에서 해석해보면 다음과 같습니다:칫솔의 빠른 움직임: 칫솔을 빠르게 움직이면 칫솔 주변의 공기 흐름이 빨라집니다. 이는 칫솔 브러시 주변을 통과하는 공기의 속도가 증가함을 의미합니다.공기 압력의 감소: 베르누이 원리에 따라, 유체(이 경우 공기)의 속도가 증가하면 해당 지점의 압력이 감소합니다. 따라서 칫솔 주변의 공기 압력은 빠르게 움직일 때 낮아집니다.압력 차이와 베르누이 효과: 칫솔 브러시가 빠르게 움직일 때, 브러시 주변과 멀어진 곳의 공기 압력 사이에는 압력 차이가 생깁니다. 이 압력 차이는 더 높은 압력에서 낮은 압력 방향으로의 유체(공기)의 이동을 유발합니다. 즉, 칫솔 주변의 공기 흐름이 생성되며, 이는 베르누이 효과의 직접적인 결과로 볼 수 있습니다.실제 치아 청소 효과: 비록 칫솔과 베르누이 효과의 관계가 직관적으로 명확하지 않을 수 있으나, 이러한 원리는 유체의 흐름과 관련된 다양한 현상을 설명하는 데 사용됩니다. 칫솔을 사용할 때 발생하는 미세한 공기 흐름이 치아와 잇몸 사이의 작은 입자들을 제거하는 데 도움을 줄 수 있으나, 칫솔질의 주된 효과는 기계적인 마찰에 의한 것입니다.추가적인 메커니즘: 칫솔 사용 시 유체 역학적 현상은 주로 물의 흐름과 관련이 있습니다. 전동 칫솔 같은 경우, 회전하는 브러시 또는 진동하는 머리가 물을 통해 추가적인 유체 역학적 효과를 생성할 수 있으며, 이는 칫솔질의 효율성을 높일 수 있습니다.요약하자면, 칫솔의 움직임이 직접적으로 베르누이 효과를 발생시킨다고 보기보다는, 이와 관련된 유체 역학적 원리가 칫솔 사용 시 발생할 수 있는 복잡한 현상 중 일부를 설명하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 주요 효과는 여전히 물리적인 마찰과 기계적인 청소 작용에 의한 것입니다.
학문 / 전기·전자
24.03.11
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호르몬의 특성에는 어떤 것들이 있을까요?
안녕하세요. 임형준 과학전문가입니다.호르몬은 생체 내에서 다양한 생리적 기능을 조절하는 데 중요한 역할을 합니다. 호르몬의 주요 특성은 다음과 같습니다:특이성: 호르몬은 특정 기관이나 조직에만 작용하는 특성을 가지고 있습니다. 각 호르몬은 그것의 특정 수용체와 결합하여 활성화되며, 이러한 수용체는 대개 호르몬의 특정 목표 조직이나 세포에만 존재합니다.극소량 효과: 매우 작은 양의 호르몬만으로도 큰 생리적 반응을 일으킬 수 있습니다. 호르몬은 농도가 매우 낮아도 그 효과가 매우 강력할 수 있습니다.원격 작용: 호르몬은 생성된 장소에서 멀리 떨어진 목표 조직에 작용할 수 있습니다. 대부분의 호르몬은 혈액을 통해 운반되며, 몸의 다른 부위에 위치한 조직이나 기관에 도달하여 작용합니다.다양성과 복잡성: 다양한 종류의 호르몬이 있으며, 각각은 서로 다른 방식으로 작용합니다. 또한, 하나의 호르몬이 여러 효과를 낼 수 있고, 여러 호르몬이 한 조직에 영향을 줄 수 있으며, 호르몬 간의 상호작용이 복잡할 수 있습니다.조절과 피드백 메커니즘: 호르몬의 분비와 활동은 엄격하게 조절됩니다. 대부분의 경우, 피드백 메커니즘이 호르몬 수준을 조절하여 너무 많거나 너무 적은 분비를 방지합니다. 이는 주로 음성 피드백 메커니즘을 통해 이루어집니다.동적 균형: 호르몬 시스템은 신체의 변화에 민감하게 반응하여 동적 균형을 유지합니다. 신체의 요구에 따라 호르몬의 생산, 분비, 및 제거가 조절되어 신체 상태가 최적으로 유지됩니다.발달, 성장, 및 대사 조절: 호르몬은 생체의 발달, 성장, 에너지 생산 및 소비, 그리고 전반적인 대사 과정을 조절하는 데 중요한 역할을 합니다.이러한 특성 덕분에 호르몬은 신체의 다양한 생리적 과정을 미세하게 조절하며, 생물체가 환경 변화에 효과적으로 반응하고 내부 환경을 안정적으로 유지할 수 있도록 돕습니다.
학문 / 생물·생명
24.03.11
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아침과 저녁에 멜라토닌과 세로토닌분비가 다르고 이로인해 이성적 감성적인 분위기가 차이가 보이는건가요?
안녕하세요. 임형준 과학전문가입니다.사람의 감정과 행동이 아침에는 이성적으로, 저녁에는 감성적으로 바뀐다는 관찰은 일부에서는 신체의 생리학적 리듬과 관련이 있다고 볼 수 있습니다. 이러한 변화는 주로 우리 몸의 내부 시계인 생체 리듬과 관련된 호르몬의 분비 패턴 변화 때문입니다. 특히, 멜라토닌과 세로토닌 같은 호르몬이 중요한 역할을 합니다.세로토닌분비 시간: 주로 낮 동안에 활발하게 분비됩니다.기능: 세로토닌은 기분을 조절하고, 안정감을 주며, 우리의 사회적 행동, 식욕, 소화, 수면, 기억, 성적 욕구 및 기능에 영향을 미칩니다. 또한, 집중력과 이성적 사고에 긍정적인 영향을 줄 수 있습니다.멜라토닌분비 시간: 주로 저녁부터 밤 사이에 활발하게 분비됩니다. 빛의 노출이 감소하면 시상하부가 멜라토닌의 분비를 촉진시키는 신호를 받아들여, 우리 몸이 수면을 준비하도록 합니다.기능: 멜라토닌은 수면 주기를 조절하는 데 핵심적인 역할을 하며, 우리 몸이 휴식을 취하고, 회복되며, 에너지를 저장하도록 돕습니다. 또한, 감정적 안정과 감성의 깊이를 더해주는 역할을 할 수 있습니다.이런 패턴은 인간이 진화적으로 개발한 자연스러운 생리적 과정의 결과로, 낮에는 활동적이고 밤에는 휴식을 취하도록 하는 생존 메커니즘입니다. 아침에 이성적으로 활동하고 저녁에 감성적으로 변하는 것은 이러한 호르몬 분비 패턴과 밀접하게 관련이 있으며, 이는 생체 리듬과 외부 환경(특히 빛)과의 상호 작용에 의해 조절됩니다.또한, 개인의 생체 리듬, 생활 습관, 노출되는 빛의 양과 종류, 심리적 상태 등 다양한 요인에 따라 호르몬 분비와 감정, 행동의 변화는 개인차가 있을 수 있습니다.
학문 / 화학
24.03.10
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암세포가 무한 증식을 할 수 있는 이유가 무엇인가요?
안녕하세요. 임형준 과학전문가입니다.암세포가 무한 증식할 수 있는 능력은 주로 그들의 유전적 변이와 생물학적 특성 때문입니다. 정상 세포는 세포주기를 통제하는 엄격한 기전이 있으며, 손상된 DNA를 수리하거나, 세포 사멸(apoptosis)을 유도하는 기능이 있어, 비정상적인 세포 증식을 방지합니다. 반면, 암세포는 이러한 조절 기능을 상실하고 무한 증식할 수 있는 여러 특성을 발달시킵니다:텔로미어즈 활성: 정상 세포는 분열할 때마다 텔로미어(염색체 끝부분을 보호하는 DNA 시퀀스)가 짧아지며, 일정 길이 이하로 줄어들면 더 이상 분열할 수 없습니다. 그러나 많은 암세포에서는 텔로미어를 연장시키는 효소인 텔로미어레이즈가 활성화되어, 텔로미어가 짧아지는 것을 방지하고 세포가 무한히 분열할 수 있도록 합니다.성장 신호의 자가 활성화: 암세포는 성장을 촉진하는 신호를 스스로 생성할 수 있게 되어 외부 신호에 의존하지 않고 계속해서 분열하고 증식합니다.성장 억제 신호의 무시: 정상 세포는 특정 신호가 성장을 억제할 때 분열을 멈추지만, 암세포는 이러한 신호를 무시하고 계속해서 분열합니다.세포 사멸 회피: 암세포는 프로그램된 세포 사멸(자살) 과정을 회피할 수 있는 메커니즘을 개발하여, 손상된 세포나 이상 세포가 생존하고 계속해서 분열할 수 있습니다.혈관 신생: 암세포는 자신에게 영양분과 산소를 공급할 새로운 혈관을 형성하도록 주변 조직을 자극할 수 있는 능력을 가지고 있습니다. 이 과정은 혈관 신생이라고 하며, 암세포의 성장과 전이에 필수적입니다.전이: 암세포는 주변 조직으로 침입하고, 혈류나 림프계를 통해 다른 신체 부위로 이동하여 새로운 종양을 형성할 수 있습니다.이러한 특성들은 암세포가 정상적인 세포 성장 및 사멸 조절 메커니즘을 회피하고, 무한히 증식하며, 몸 전체에 퍼질 수 있는 능력을 가지게 합니다. 암의 치료와 연구에서는 이러한 특성을 목표로 하여 암세포의 성장을 억제하고 제거하기 위한 다양한 전략이 개발되고 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.03.10
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개구리와 같은 양서류는 모두 올챙이 시절이 있나요?
안녕하세요. 임형준 과학전문가입니다.양서류는 개구리, 두꺼비, 살모사 등을 포함하는 동물군으로, 대부분의 종은 알에서 태어나 올챙이(유생) 시절을 거치며 완전한 변태를 경험합니다. 이 변태 과정에서 유생은 물속에서 살며 아가미로 호흡하다가, 성체가 되면서 폐 호흡으로 전환되고, 물 밖의 생활에 적합한 다리와 기타 신체 구조의 변화를 겪습니다. 이러한 변태 과정은 대부분의 양서류에게서 공통적으로 관찰되는 생명 주기의 일부입니다.그러나 모든 양서류가 올챙이 시절을 겪는 것은 아닙니다. 양서류 내에는 다양한 생활사 전략을 가진 종들이 있으며, 일부는 직접 발생(direct development)을 거치는 종이 있습니다. 이러한 종들은 알에서 성체와 유사한 형태의 작은 개체로 직접 태어나며, 전형적인 올챙이 단계를 거치지 않습니다. 직접 발생을 하는 양서류는 주로 특정 환경 조건에 적응한 종들에서 관찰되며, 이들은 유생기를 거치지 않고도 생존할 수 있는 생태적 또는 진화적 전략을 개발했습니다.예를 들어, 일부 지역의 특정 기후 조건 하에서는 물 웅덩이가 빠르게 마르기 때문에, 올챙이로서의 생활이 실현되기 어려울 수 있습니다. 이러한 환경에서는 직접 발생하는 양서류가 생존에 유리한 조건을 가집니다. 또한, 이러한 방식으로 발달하는 양서류는 더 건조하거나 변동성이 큰 환경에서도 살아남을 수 있는 능력을 갖추고 있습니다.결론적으로, 대부분의 양서류는 알에서 올챙이로 태어나 변태 과정을 거쳐 성체가 되지만, 모든 양서류가 이러한 생활 주기를 따르는 것은 아닙니다. 직접 발생을 하는 종들은 올챙이 단계 없이 성체와 유사한 형태로 발달하는 독특한 생명 주기를 가지고 있습니다.
학문 / 생물·생명
24.03.10
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손세정제를 제외하고 손소독제의 성분은 무엇인가요?
안녕하세요. 임형준 과학전문가입니다.손소독제, 특히 알코올 기반 손소독제의 주요 성분은 주로 다음과 같습니다:알코올 (에탄올 또는 이소프로필 알코올): 대부분의 손소독제에서 가장 중요한 성분입니다. 알코올의 농도는 일반적으로 60%에서 95% 사이로, 이 범위 내에서 알코올은 대부분의 박테리아와 바이러스를 효과적으로 살균할 수 있습니다. 알코올은 세균의 세포막을 파괴하고 단백질을 변성시켜 살균 작용을 합니다.수분유지제 (Humiectant): 글리세린, 프로필렌 글라이콜 등의 수분유지제가 추가되어 손의 건조를 방지하고, 알코올의 피부에 대한 자극을 줄입니다. 이 성분은 손소독제 사용 후에도 손의 피부가 보습되도록 돕습니다.두께 조절제 (Thickener): 카보머나 세틸 알코올과 같은 두께 조절제는 손소독제의 질감을 개선하고 사용 시 쉽게 흘러내리지 않도록 해줍니다.pH 조절제: 손소독제의 pH를 조절하여 피부에 더 부드럽게 만들고, 알코올의 효과를 최적화합니다.향료: 사용자의 경험을 개선하기 위해 소량의 향료가 추가될 수 있습니다. 향료는 손소독제에 쾌적한 냄새를 제공합니다.보존제: 손소독제의 유효기간을 늘리기 위해 소량의 보존제가 첨가될 수 있습니다. 보존제는 제품이 오랜 기간 동안 안정적으로 유지될 수 있도록 도와줍니다.손소독제를 사용할 때는 알코올 농도가 적어도 60% 이상인 제품을 선택하는 것이 좋습니다. 이는 효과적으로 대부분의 유해한 미생물을 제거할 수 있는 최소 농도로 간주됩니다. 손소독제는 손을 깨끗이 하는 데 효과적인 방법 중 하나지만, 가능한 경우에는 비누와 물을 사용한 손 씻기를 우선시하는 것이 좋습니다.
학문 / 화학공학
24.03.10
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파워리프팅 선수들의 블랙아웃은 왜 발생하나요?
안녕하세요. 임형준 과학전문가입니다.파워리프팅과 같은 고강도 운동에서 무거운 무게를 들 때 블랙아웃(의식 상실)이 발생하는 주된 이유는 혈압과 혈류의 급격한 변화 때문입니다. 특히, 스쿼트, 데드리프트, 벤치프레스와 같은 중량을 많이 사용하는 운동을 할 때 이러한 현상이 나타날 수 있습니다. 여기에는 몇 가지 생리학적 요인이 관련되어 있습니다:발살바 기전 (Valsalva Maneuver): 파워리프팅을 할 때, 운동선수들은 종종 발살바 기전을 사용합니다. 이는 호흡을 깊게 들이쉬고, 가슴과 복부에 압력을 가하며 숨을 참는 기술입니다. 이 기술은 운동 중 몸의 안정성을 높이고, 중량을 들어올릴 때 필요한 힘을 제공합니다. 그러나 이 과정에서 가슴 내부의 압력이 증가하여 심장으로 돌아오는 혈류가 감소하고, 결과적으로 뇌로 가는 혈류도 줄어들 수 있습니다. 이는 잠시동안 의식 상실로 이어질 수 있습니다.고혈압과 혈류의 급격한 변화: 무거운 중량을 들어올릴 때, 근육에 공급되는 혈류가 증가하여 혈압이 급격히 상승합니다. 운동이 끝난 후, 근육에 대한 혈류 요구가 갑자기 감소하면서 혈압이 급격히 떨어질 수 있습니다. 이러한 빠른 변화는 뇌로의 적절한 혈류를 방해하여 일시적인 의식 상실을 초래할 수 있습니다.산소 공급 부족: 고강도 운동은 많은 양의 산소를 소모합니다. 발살바 기전 사용과 무거운 무게를 드는 동작은 몸에 더 많은 산소가 필요하게 만들지만, 이러한 기술과 운동은 동시에 산소 공급을 제한할 수 있습니다. 결과적으로, 뇌에 충분한 산소가 공급되지 않아 의식 상실을 일으킬 수 있습니다.운동 중 블랙아웃을 예방하기 위해서는 적절한 호흡 기술을 사용하고, 개인의 한계를 인식하며, 점진적으로 중량을 증가시키는 것이 중요합니다. 또한, 운동 전 충분한 준비 운동과 함께 체계적인 훈련 프로그램을 따르는 것이 좋습니다. 운동 중 이러한 증상이 발생한다면, 즉시 운동을 중단하고 안전한 환경에서 회복할 때까지 휴식을 취해야 합니다.
학문 / 물리
24.03.10
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원자력발전소 부근 바닷물은 어떤 오염물질이 녹아있나요?
안녕하세요. 임형준 과학전문가입니다.원자력발전소 부근의 바닷물에 녹아있을 수 있는 오염물질은 발전소의 운영 방식, 안전 관리 수준, 그리고 사고의 유무에 따라 다를 수 있습니다. 정상적인 운영 상황에서 원자력발전소는 엄격한 규제와 감독 하에 방사성 물질의 방출을 최소화하도록 설계되어 있습니다. 그러나 사고나 운영 중 문제가 발생할 경우, 다음과 같은 방사성 오염물질이 바닷물에 녹아있을 가능성이 있습니다:삼중수소 (Tritium): 삼중수소는 원자력발전 과정에서 발생할 수 있는 가벼운 방사성 형태의 수소입니다. 자연적으로도 발생하지만, 원자력발전소에서는 더 많이 생성될 수 있으며, 바닷물에 용해될 수 있습니다.세슘-137 (Cesium-137): 핵분열 과정에서 발생하는 방사성 세슘이며, 환경에 방출될 경우 오랜 시간 동안 분해되지 않고 바닷물에 남아있을 수 있습니다.요오드-131 (Iodine-131): 원자력 사고 시 방출될 수 있는 또 다른 방사성 핵종으로, 비교적 짧은 반감기를 가지고 있지만, 초기에는 심각한 오염을 일으킬 수 있습니다.스트론튬-90 (Strontium-90): 원자력발전소에서 발생할 수 있는 또 다른 방사성 물질로, 뼈에 축적될 수 있어 생태계와 인간 건강에 위험을 줄 수 있습니다.이러한 오염물질 외에도 원자력발전소는 냉각 과정에서 사용되는 물을 바다로 방출하는데, 이 물은 비록 방사성 물질이 낮은 수준이거나 전혀 포함되지 않았다 하더라도, 주변 해양 환경의 온도를 변화시킬 수 있어 해양 생태계에 영향을 줄 수 있습니다.
학문 / 화학
24.03.10
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지구의 대기중에 질소가 없다면 어떻게 됏을까요?
안녕하세요. 임형준 과학전문가입니다.지구 대기에서 질소가 차지하는 비중이 현재의 약 78%에서 한참 낮아졌다면, 여러 가지 중요한 변화가 생겼을 것입니다. 질소는 지구 대기의 중요한 구성 요소로, 생물학적, 화학적, 그리고 기후에 여러 방면으로 영향을 미칩니다. 질소 비중이 현저히 낮아질 경우 예상되는 변화는 다음과 같습니다:생물학적 영향: 질소는 생물에 필수적인 영양소로, DNA, RNA, 단백질의 합성에 필요합니다. 질소가 부족하면 생태계의 생산성이 크게 감소할 수 있으며, 식물의 성장과 발달에 중대한 영향을 미칠 수 있습니다. 이는 식물을 기반으로 하는 식사 연쇄에 영향을 미치며, 궁극적으로 동물과 인간의 식량 공급에도 영향을 줄 수 있습니다.대기 및 기후 영향: 질소는 대기에서 안정적인 기체로서, 온실 기체가 아니며, 대기의 압력과 구성을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다. 질소 비중이 줄어들면, 이산화탄소, 메탄, 수증기 같은 온실 기체의 상대적 비중이 증가하여 지구 온난화와 관련된 기후 변화를 가속화시킬 수 있습니다.대기압 변화: 질소는 대기압을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다. 질소 비중이 줄어들면 대기압이 낮아질 수 있으며, 이는 기후, 날씨 패턴 및 호흡에 영향을 미칠 수 있습니다.화학적 영향: 대기 중 질소는 질소 고정과 같은 자연 과정을 통해 생물이 이용할 수 있는 형태로 변환됩니다. 질소의 비중이 낮아지면 이러한 과정이 영향을 받아 생물이 필요로 하는 질소 화합물의 생성이 감소할 수 있습니다.결론적으로, 지구 대기 중 질소의 비중이 현저히 낮아졌다면 생태계의 균형이 교란되어 식물, 동물, 인간을 포함한 생명체에 심각한 영향을 미칠 수 있습니다. 이는 또한 기후 변화와 대기의 화학적 구성에도 중대한 변화를 초래할 수 있습니다.
학문 / 지구과학·천문우주
24.03.10
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