우리가 살고 있는 지구의 구조는 어떻게 되어 있나요?

Question

지구의 구조는 어떻게 되어 있나요?지구의 지각층과 구조, 지구 내부의 열역학적 현상에 대해 자세히 설명해주시면 감사하겠습니다.

구루미지 · Accepted Answer

지구는 대기권, 수권, 암석권 및 내권으로 나눌 수 있다.(1) 대기권대기권은 지구를 둘러싸고 있는 대기의 층으로 지표면에서 약 1,000km까지의 공간을 말한다. 대기권은 고도에 따른 기온의 변화를 기준으로 대류권(지표∼약 10km), 성층권(약 10∼50km), 중간권(약 50∼80km), 열권(약 80∼1,000km)으로 구분한다.인간이 활동하는 영역인 대류권에서는 1km 올라갈수록 평균 6.5℃씩 낮아지며, 대기 중의 물 때문에 각종 기상현상이 나타난다. 대기의 성분은 질소(77%)와 산소(21%)가 대부분이며, 소량의 이산화탄소 · 아르곤 · 메탄 · 수증기 등이 있다.(2) 수권수권은 물이 있는 곳으로 바다 · 호수 · 강 등이 있다. 남극과 북극에 있는 빙하와 지하수도 수권에 속하지만 학자에 따라서는 빙하를 빙권으로 부르기도 한다. 수권의 구성 성분은 주로 물이며, 염소나 나트륨과 같은 무기물질이 녹아 있다.(3) 암석권 및 내권지구의 내부는 직접 볼 수가 없다. 그러므로 지진파의 전달방식을 조사하여 간접적으로 지구 내부 구조를 추정한다. 1909년 안드리야 모호로비치치(Andrija Mohorovičić, 1857~1936)는 발칸반도에서 일어난 지진을 분석한 결과, 약 30km 깊이에서는 지구의 껍질 부분과 다른 암석층으로 되어 있음을 알아냈다. 이 경계선은 발견자의 이름을 따 모호로비치치 불연속면(간단히 ‘모호면’이라고 함)이라 한다. 이 경계면을 기준으로 위 부분이 지각, 아래 부분이 맨틀(Mantle)이다.1913년 베노 구텐베르크(Beno Gutenberg, 1889~1960)는 지구 내부 2,900km 깊이에 또 다른 경계면(구텐베르크 불연속면)이 있음을 발견하였고, 맨틀 안에 핵이 있음을 알게 되었다. 1936년에 잉게 레만(Inge Lehmann, 1888~1993)은 다시 5,100km 깊이에서 새로운 경계면이 있음을 밝혀냈다. 이 경계면(레만 불연속면)이 바로 외핵과 내핵으로 나누는 기준이다.지각은 다시 대륙지각과 해양지각으로 나눈다. 대륙지각은 두께가 30∼50㎞ 정도인데, 상부는 화강암질 암석으로 하부는 현무암질 암석으로 구성되어 있다. 해양지각의 두께는 약 5㎞이며 현무암질 암석으로 되어 있다.맨틀의 상부는 감람석 · 휘석 · 석류석 등의 광물로 이루어진 감람암으로 이루어진 것으로 추정된다. 맨틀의 하부는 감람석보다는 휘석이 많은 암석으로 생각된다. 특히 맨틀에서는 대류가 일어나 판(板)운동을 시키는 것으로 알려져 있다.외핵은 S파가 전달되지 않는 것으로 보아 액체 상태일 것으로 추정된다. 외핵의 밀도는 철과 니켈의 합금을 용융시킨 것보다 10% 정도 작다. 그러므로 외핵은 철과 니켈 이외에 비교적 가벼운 암석이 다량으로 녹아있을 것이다. 최근의 열역학적 연구나 우주화학적 연구에 의하면 황과 같은 물질은 물론 산소나 수소와 같은 가벼운 원소도 핵 속에 녹아 있다고 한다. 지구 자유진동의 연구로 내핵은 고체라는 사실이 밝혀졌다. 내핵의 밀도(10∼13g/㎤)는 그것이 철과 니켈의 합금임을 시사하고 있다.

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우리가 살고 있는 지구의 구조는 어떻게 되어 있나요?