지구의 중심부에는 핵이 있는데, 초기에 핵 발견 시 어떤방법으로 지구 구조를 파악할 수 있었나요?

Question

인류가 지구에 대해 탐구를 시작할 때, 지구 구조를 어떻게 파악 했는지 궁금합니다.

지질과 맨틀 핵 등 구성되는 구조파악 및 핵의 존재를 어떻게 알 수 있었는지 의문이 듭니다.

심해 같은 경우는 파형을 발사하고 돌아오는 속도와 파장을 분석한다고 하는데, 비슷한 원리로 가능한가요??

Answer 1

안녕하세요. 과학전문가입니다.

탄성파는 보통 6-8km/s의 속도로 이동하는데, P파와 S파로 나뉩니다.

P파가 더 빠르고, S파의 경우는 액체를 통과하지 못하는 특성이 있습니다.

이런 특성들을 통해 지구의 내부는 일부 액체인 구간이 있고, 가장 중심은 다시 고체로 되어 있다는 것을 알아낼 수 있었습니다.

그러니까 속이 보이지 않는 통을 두드려보면 물이 차있는지 비어있느지를 소리와 탄성으로 구분할 수 있는 것과 같은 원리를 사용하는 것입니다.

Answer 2

안녕하세요. 정철 과학전문가입니다.

컴퓨터가 발달하면서 많은 양의 지진자료를 다룰 수 있게 됐고, 지구 내부를 단층 촬영을 하듯 들여다 볼 수도 있게 되었다고 합니다. 이런 지진파단층촬영법을 통해 얻은 결과로 맨틀 전체에 2~3개의 거대한 상승류가 있어 핵과 맞닿은 맨틀 하부와 지표면의 물질이 교환되는 큰 대류현상을 관찰할수 있었고 이 결과 판구조론은 자연스럽게 ‘플룸구조론’이라는 새로운 이름의 개념으로 확장되며, 과학자들은 46억년이나 되는 오래된 지구를 보는 확실한 눈을 갖게 되었습니다. .

Answer 3

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

상식적으로 생각해도 직접적으로 지구 내부 물질을 조사한다면 가장 효율적일 것 입니다.
하지만 지구 내부로 들어가면 압력과 열이 너무 높아져서 사실상 직접 조사하긴 힘들다는 것이조.
시추를 (현재 최대가 대략 5km) 하거나 땅을 파도
멘틀 경계인 35km부분 털끝에도 못 미칩니다....

그렇다면 화산 분출물과 운석연구보다 왜 지진파가 좋으냐?

화산분출물 또한 그닥 깊숙한 곳의 정보를 제공해주진 못합니다,
딸려나오는 암석을 조사해봤자 최대 멘틀경계 부분이겠조.

그리고 운석연구는
지구가 땅부분의 밀도와 전체 밀도를 계산했을때 엄청난 오차가 발견되어서
고민하던중 운석에 철 성분이 다량 함유된 것을 보고,
아! 지구 생성 초기에 유입된 운석의 철 성분이 중앙에 있나보다 한거구요.

그에 비해 지진파는 매우매우 효율적입니다.
P파 와 S파의 특성을 이용해 지구 내부 밀도 압력 그리고 물질 상태 등을
비교적 자유롭게 파악할 수 있습니다!
실제로 외핵과 내핵등 모든 정보는 지진파 연구를 토대로 밝힌것입니다.