5월 웨일온 스터디 일정 - 05/23(토) 현재

[아름다운 우주]

[5월 웨일온 스터디 일정]

매주 토요일 오후7시30분에 시작합니다.  

연간종합반과 연간완성반 수강시  웨일온 스터디 무료로 등록가능합니다. 

04/25(토) : 천천서 472면부터 573면까지(천천서 끝냄)

은하의 분류, 타원은하, 나선은하, 불규칙은하, 세이퍼트은하, 전파은하, 허블-르메트르 법칙, 우주론

05/02(토) : 대학지구과학개론 1면부터 26면까지 제1장 지구시스템과 인간 생활

기권의 특징, 오존층의 위도별 분포(저위도는 25km에서 오존밀도가 가장 높고, 고위도는 15km에서 오존밀도가 가장 높다) 

중층대기에서 여름반구 성층권계면(50km)에서 온도가 가장 높고, 여름반구 중간권계면(85km)에서 온도가 가장 낮다.   

여름반구는 동풍이 불고(극에서 적도방향으로) 겨울반구는 서풍이 불기에(적도에서 극방향으로)

저위도 성층권에서 주로 만들어진 오존이 겨울반구 서풍에 의해 극으로 이동하고 하강하여 브루어-도브슨 순환에 의해 

위도별 오존 농도를 변화시킨다. 겨울철에 오존이 극에서 파괴되지만 저위도에서 이동해온 오존의 공급으로 버티다가

초봄(남극의 경우 9월)이 되면 남위55도까지만 오존이 전달되고 남극으로 전달이 차단되어 남위55도에서 최대가 되는 반면에

남극에는 오존홀이 생긴다. 그 이유는 겨울철 남극상공 주위를 도는 극소용돌이(폴라보텍스)에 의해

남극으로 유입되는 저위도에서 만들어진 오존이 차단되어 초봄에 남극에는 오존홀이 생긴다.

8면 그림1-5에서 기체에서 액체가 되면 응결열(잠열)을 방출하고, 액체에서 기체가 되려면 증발열(기화열)을 가해야 한다.

액체에서 고체가 되면 응고열(잠열)을 방출하고, 고체에서 액체가 되려면 융해열(액화열)을 가해야 한다.

고체에서 기체가 되려면 승화열을 가해야 한다. 

9면 그림1-7에서 혼합층의 두께는 바람의 풍속과 관련되며, 수온약층은 수온이 급격하게 변하는 층으로 등수온선이 밀집되어 나타나는데 가장 안정된 층이다. 극에서는 수온약층이 존재하지 않는다. 심해층은 계절의 영향을 거의 받지 않는 가장 낮은 수온이 존재하는 층으로 해수 전체 부피의 약 80%를 차지한다.  

10면 그림1-8에서 지각, 맨틀, 핵을 구분하는 자료는 지진파 탐사에 의한 것이다. 깊이 100-200km에는 지진파 저속도층이 존재하며 상부연약권에 해당한다. 상부연약권 위에 암석권(판)이 존재한다. 지각과 맨틀의 경계면을 '모호면'이라 하고, 맨틀과 외핵의 경계면을 '구텐베르그면'(2900km)이라 하며, 외핵과 내핵의 경계면을 '레만면'(5100km)이라 한다.

지구 중심은 중력이 0이고 달에 의한 조석력도 0이다. 지구 표면에서 고도가 높아질수록 중력이 점점 작아진다.

지구에서 중력이 가장 크게 나오는 곳은 '구텐베르그면'(2900km)이다. 

13면 그림1-10에서 물의 순환은 수권에서 물이 증발하여 기권으로 이동하여 구름이 된다. 구름은 기권에 속한다. 

구름에서 강수에 의해 수권이나 지권으로 물의 순환이 일어난다. 14면 그림1-11에서 탄소의 순환이 있다.

15면 그림1-12에서 화산 분화에 의해 지권에 있는 마그마가 지표로 분출하여 용암과 화성쇄설류로 흐르고 기권에 화산가스와 화산재가 공급되며, 수권으로 이동할 수도 있다. 지속가능한 신재생에너지에는 연료전지, 태양에너지, 바이오매스, 지열, 풍력, 조력, 수력 등이 있다.  

05/09(토) : 대학지구과학개론 27면부터 62면까지 제2장 지구 구성 물질과 변화 2-1광물, 2-2동위원소

[2-1광물]

①고용체광물은 특정 양이온의 비율은 변할 수 있어도 양이온 자리의 전체 비율은 일정한 상태의 광물을 말한다. 감람석은 마그네슘 감람석(고온)과 철 감람석(저온)으로 마그네슘과 철의 비율 변화에 따른 고용체이고, 사장석은 Ca 사장석 (고온), Na 사장석(저온)으로 Ca과 Na의 비율 변화에 따른 고용체이다. 규산염광물의 종류, 광물의 모스굳기, 조흔색, 묽은염산과 탄산염광물의 반응, 방해석, 석회암, 대리암

②개방니콜과 다색성(이방체 유색광물), 직교니콜과 완전소광(등방체광물), 간섭색과 4회소광(이방체 광물), 간섭색이 생기는 원리, 최대복굴절률, C축이 광축인 경우 C축을 절단하는 이방체 정방정계 광물의 박편을 편광현미경으로 관찰하면 등방체처럼 되어 직교니콜상태에서는 완전소광 된다. 이때의 밀러지수는 001이 된다.

③감람석에 대한 Ni의 분배계수가 크게 되면 감람석에 대해 호정적이라 할 수 있어서 함께 정출되어 감람석 결정에 농집되므로 감람석이 정출됨에 따라 잔류용액 내 Ni의 함량은 ‘감소’하게 된다.

[2-2동위원소]

④18O/16O비, 13C/12C비는 빙하기때 표준 샘플에 비하여 높아서 (+)이다. 간빙기는 (-)이다. 동위원소 분별하는 방법, 식물의 경우 광합성이 일어날 때 가벼운 12C가 무거운 13C에 비하여 더 빨리 움직이기에 12C의 수가 식물 속에 더 많이 들어가게 되어 대기 속의 13C/12C비에 비하여 식물의 섬유소와 목질에는 12C의 수가 더 많아져 13C/12C비가 낮아진다. 유기체는 12C를 13C보다 더 좋아한다는 것을 알 수 있다. 온도가 올라가는 간빙기에는 분해자인 박테리아가 활발하여 유기체가 매몰되기 전에 분해되어 12C를 물이나 공기속으로 되돌려주기에 남아있는 바닷물 속의 13C/12C비는 표준 샘플에 비하여 낮아져 간빙기는 (-)이다.

빙하기때는 분해자인 박테리아가 덜 활발하여 유기체의 매몰이 촉진되어 유기체 속에 많이 들어있는 12C가 매몰된 채로 보존되어 물이나 공기속으로 되돌아가는 순환이 중지되어 남아있는 바닷물 속의 13C/12C비는 표준 샘플에 비하여 높아져 빙하기는 (+)이다.

H2O에 들어있는 산소에는 무거운 18O과 가벼운 16O이 들어가는데 바다에서 증발되는 수증기에는 가벼운 16O이 18O에 비하여 가벼워서 증발시 훨씬 많이 들어간다. 반대로 수증기가 물로 응결될 때는 가벼운 16O이 수증기에 계속 남아있으려는 경향으로 인하여 액화로 물이 될 때 강수시 상대적으로 무거운 18O이 물에 들어가게 된다. 가벼운 16O이 수증기에 계속 남아있기에 가벼운 16O이 상대적으로 많아져 수증기에는 18O/16O비는 낮아지고 물에는 18O/16O비가 높아진다. 적도는 물의 증발이 활발하고 이에 따라 수증기에 16O공급 많아져 남아있는 물에는 18O의 농도가 커진다. 극으로 갈수록 수증기가 물로 액화되기에 남아있는 물에 18O의 농도가 희석되어 낮아진다. 따라서 극지방의 물은 적도지방의 물보다 무거운 18O의 농도가 낮아지기에 가벼운 16O의 농도가 높아지는데 5% 정도 더 많다. 고위도로 갈수록 물에 가벼운 16O의 농도가 높아지므로 18O/16O비가 낮아진다. 추운 고위도로 갈수록 물의 증발은 더 낮은 온도에서 발생하기에 분별계수는 더 커지고, 극지방의 물은 18O의 농도가 낮아지기에 고위도의 수증기에는 18O의 농도가 더 낮아진다. 따라서 더 따뜻한 여름 공기에 비하여 겨울 강수는 18O의 농도가 더 낮아진 결과를 반영하여 무거운 18O의 농도가 낮아진 비가 내리며, 더 따뜻한 여름에 내리는 여름 강수는 상대적으로 18O의 농도가 높아진 결과를 반영하여 무거운 18O의 농도가 높아진(농축된) 비가 내린다. -대학지구과학개론 50면

⑤방사성 탄소 동위원소(14C/12C)를 이용한 연대 측정의 원리와 연대계산이 잘못될 수 있는 약점, 과거의 현재의 대기 속의 14C/12C의 비율이 달라지면 문제가 생긴다. 예컨대, 과거에 비하여 현재의 대기의 14C/12C의 비율이 2배로 늘어난 경우 계산에 의한 연대가 실제 연대보다 늘어날 수 있다는 단점이 있다.

05/16(토) : 대학지구과학개론 62면부터 72면까지 제2장 지구 구성 물질과 변화

2-1 암석

[화성암]

①초고철질암, 고철질암, 중간질암, 규장질암이 있다. 

유색광물 중에서 무수광물에는 감람석, 휘석이 있고, 함수광물에는 각섬석과 흑운모가 있다.

②산성 심성암에서 QAP 삼각도에서 암석의 이름을 세분한다. Q는 석영, A는 정장석, P는 사장석으로 이들의 함량비에 따라 구분한다.

③화산 폭발로 공중에 올라간 물질이 고온 상태로 내려앉아 유리질의 부석은 납작하게 눌려 검은 렌즈나 나뭇가지 모양의 ‘피아메’가 된다.

④불국사화강암에는 작은 크기의 불규칙한 구멍이 발달하는데 ‘정동’이라 한다.

⑤맨틀 물질인 감람암을 포획한 ‘현무암’에는 제주도, 인천 백령도, 강원도 고성, 충북 보은군 조곡리에서 발견된다. 감람암은 밝은 녹색의 감람석과 짙은 색의 휘석으로 구성된다. 제주도에는 알칼리암 계열에 속하는 조면암류가 분포하는데 노두에서는 사각형의 백색 사장석 반정과 세립질 광물이 석기를 이룬다.

⑥안산암(중성 화산암)은 한반도 남부 지방에서 유문암과 함께 관찰된다. 안산암은 노두에서 회색이나 녹회색으로 관찰된다. 중생대 백악기에 분출한 유문암과 응회암은 녹색, 보라색, 적색, 회색의 다양한 색을 환경에 따라 띤다. 무등산 동쪽의 유문암은 적색 줄무늬가 보인다.

⑦점성이 낮은 용암은 잘 흐르면서 매끄러운 밧줄 모양의 ‘파호이호이’ 용암이 되고, 점성이 높은 용암은 거칠고 불규칙하여 걸을 때 아프다고 해서 ‘아아’ 용암이라 한다.

⑧기둥 모양의 균열을 ‘주상절리’라고 하는데, 제주도, 울를도, 한탄강의 현무암 지대와 남해와 통영의 안산암 지대, 무등산의 데사이트에서 관찰된다.

[마그마]

①초고철질암인 맨틀 물질이 부분용융하여 현무암질 마그마가 형성되는 방법은 3가지(온도상승, 압력감소, 물의 첨가)이다.

②암석의 전암 성분은 ‘형광분석기’로 분석한다.

③물의 첨가로 용융점이 낮아지는 이유는 규소와 산소가 결합된 SiO4 사면체의 연결을 물이 -OH(수산기)를 만들어 광물의 결합을 해체시키기 때문이다.

④화강암질(유문암질) 마그마는 하부지각의 부분용융이 대부분이며, 보엔이 주장한 현무암질 마그마에서 분화에 따른 분별결정작용의 최종 산물로 생길 수 있다.

⑤섭입대에서 암석의 탈수반응으로 나온 물이 연약권 맨틀의 감람암에 유이되어 용융온도가 내려가면서 부분용융으로 현무암질 마그마가 생기고, 지각하부까지 상승한 이 마그마의 열에 의해 지각하부의 물질을 부분용융시켜 화강암질 마그마가 생기고, 점성이 큰 화강암질 마그마는 상승속도가 느린 반면에 점성이 작아서 빠른 속도로 상승할 수 있는 현무암질 마그마가 추월하는 과정에서 혼합되어 중성인 안산암질 마그마로 변하여 분출할 수 있다. 따라서 안산암질 마그마는 주로 섭입대의 호상열도나 대륙화산호(안데스산맥)에서 볼 수 있다. 현무암질 마그마가 상승하는 중에 지각의 암편이 녹아서 현무암질 마그마의 성분이 변할 수 있는데 이것을 ‘동화작용’이라 한다.

05/23(토) : 대학지구과학개론 73면부터 76면까지 제2장 지구 구성 물질과 변화

[마그마의 분류]

①초고철질암인 맨틀 물질이 부분용융하여 현무암질 마그마가 형성되는 방법은 3가지로 온도상승, 압력감소, 물의 첨가이다. 물의 첨가로 용융점이 낮아지는 이유는 규소와 산소가 결합된 SiO4 사면체의 연결을 물이 -OH(수산기)를 만들어 광물의 결합을 해체시키기 때문이다.

②마그마 점성 등 물리적 성질에 영향을 주는 요인 3가지는 온도, SiO2함량, 용존가스함량이다.

③화강암질(유문암질) 마그마는 하부지각의 부분용융이 대부분이며, 보엔이 주장한 현무암질 마그마에서 분화에 따른 분별결정작용의 최종 산물로 생길 수 있다.

④안산암질 마그마는 수렴경계의 섭입대에서 볼 수 있다. 섭입대에서 물에 의해 용융점이 낮아지면서 맨틀 연약권의 감람암이 부분용융하여 현무암질 마그마가 생기고 지각하부 밑에까지 올라온 현무암질 마그마의 열공급으로 지각하부의 일부가 부분용융하여 유문암질 마그마가 생긴후 현무암질 마그마와 유문암질 마그마의 혼합으로 안산암질 마그마가 생성된다.

⑤현무암질 마그마는 맨틀에서 부분용융으로 생긴다. 150~200km 깊은 맨틀 깊이에서는 압력이 상대적으로 강하기에 부분용융이 조금 되어 부적합원소(불호정원소)인 1족 알칼리(Na, K)의 비율이 높아 알칼리암계열(알칼리감람석현무암)이 생긴다. 50~100km 얕은 맨틀 깊이에서는 압력이 낮기에 부분용융이 많이 되어 부적합원소(불호정원소)인 1족 알칼리(Na, K)의 비율이 희석되어 낮아지면서 비알칼리암계열(쏠레아이트계열과 칼크알칼리계열)이 생긴다. 오스본의 산소분압 원리에 의하면 수렴경계의 섭입대에서는 물이 충분히 공급되기에 산소분압이 높아서 철은 산소와 결합하여 자철석을 형성하여 결정으로 빠져나가고 남은 잔류용액은 규질이 많은(고SiO2 잔액) 칼크알칼리계열)이 주로 생긴다. 물이 부족하면 산소분압이 낮아서 철은 산소와 결합하기 힘들어 결정으로 빠져나가지 못하고 잔류용액에 남아서 철질이 많은(고FeO 잔액) 쏠레아이트계열)이 주로 생긴다.

⑥판의 확장경계인 해령에서는 맨틀연약권이 상승하고 암석권과 지각의 경계인 모호면이 올라오면서 해양지각 두께가 매우 얇아져 부게이상은 (+)가 되며, 쏠레아이트계열의 현무암질 마그마가 분출하며 해수와 만나면서 급량하는 과정에 베개용암이 생긴다.

⑦동아프리카 열곡대처럼 대륙열곡에서는 맨틀연약권이 상승하고 암석권과 지각의 경계인 모호면이 올라오지만 대륙지각두께는 해양지각 두께보다는 두꺼워 부게이상은 (-)가 되며, 쏠레아이트계열의 현무암질 마그마가 생기고 현무암질 마그마의 열공급으로 지각하부의 일부가 부분용융하여 유문암질 마그마가 생겨 유문암질과 현무암질 마그마가 함께 분출한다.

⑧열점은 맨틀 깊은 곳의 뜨거운 물질이 기둥모양으로 상승(상승하는 맨틀 플륨)하는 곳으로 압력감소에 의해 부분용융되어 깊은 맨틀 깊이 기원의 알칼리계열(알칼리감람석현무암)이 생기고 마그마 발생분리심도가 낮아지면서 얕은 맨틀 깊이 기원의 쏠레아이트계열의 마그마가 분화하는데 킬라우에아에서 분화되는 용암은 쏠레아이트계열에 속한다.

05/30(토) : 웨일온 스터디 휴식

06/06(토) : 대학지구과학개론 76면부터(퇴적암 분야)