지구 구조 살펴보자.

지구를 구성하고 있는 구조에 대해 배워보자.

지구는 모든 생물의 먹을거리와 삶의 터전을 제공하고 있다. 인류는 많은 혜택을 제공받으면서도 소중함을 모른 채, 당연하게 여기며 살고 있다. 인공위성으로 지구의 모습을 볼 수 없었던 과거에는 수평선을 넘어가는 배의 모습과 월식 때 달에 비친 그림자로 모양이 둥글다는 것을 알았다. 지구를 구성하고 있는 대기권, 수권, 내부에 대해 배워보자.

1. 지구의 구조

지구는 공기, 물, 땅으로 이루어져 있다. 크게는 대기권, 수권, 암석권으로 나눈다. 서로 영향을 주고받으며 지금까지 꾸준히 변화해 왔다. 표면은 땅과 바다로 이루어졌고, 그 위에는 공기가 덮고 있다. 공기는 지표에서 약 1,000km 높이까지 퍼져 있다. 뜨거운 태양열로부터 생물을 보호하고, 숨을 쉬게 하고, 여러 가지 변화를 통해 날씨 현상을 만든다. 대류권 내의 수증기가 액체와 고체로 변하면서 다양한 기상 현상이 발생한다.

2. 지구 대기권의 구조

지구 대기권은 톺이에 따라 대류권, 성층권, 중간권, 열권으로 나눈다. 대류권은 대기권의 가장 하단에 있는 층이다. 지표면에서 약 10km까지의 구간이다. 상층으로 높이 올라갈수록 온도가 낮아진다. 위와 아래의 공기가 섞이는 대류 현상이 일어나는 층이다. 수증기는 대류권에만 존재하기 때문에 안개, 구름, 비, 우박, 눈, 서리 등의 기상 현상이 발생한다. 전체 대기의 80%가 대류권에 있다. 대류권의 약 75%인 대기압은 지구 표면에 작용한다. 성층권은 지상에서 약 50km 구간으로 오존층이 있다. 태양으로부터의 자외선을 흡수해서 생명체를 보호한다. 기상 현상이 나타나지 않아 비행기의 항로이다.

 

중간권은 성층권이 끝나는 지점부터 시작되고, 약 80km 지점까지다. 중간권에서는 높이 올라갈수록 온도가 낮아져 대류현상이 일어나지만, 공기가 적고 수증기가 거의 없어서 기상 현상은 일어나지 않는다. 열권은 중간권 계면에서 그 이상의 대기권을 말한다. 태양의 직접 영향을 받아서 위쪽으로 갈수록 온도가 올라간다. 공기는 희박하고 밤낮의 기온차가 크다. 높이 100km 이상인 곳에는 이온층이 있다. 극지방의 오로라는 열권의 공기 알갱이와 태양에서 온 빠른 속도의 전자가 충돌하여 빛을 내는 현상이다. 저위도의 오로라 색상은 붉은색이지만, 푸른색, 보라색, 붉은색, 흰색, 황록색의 오로라가 있다.

3. 지구 수권의 구조

지구 표면의 모든 물인 바닷물, 강물, 호수, 지하수, 빙하를 수권이라고 한다. 해수와 내륙수로 크게 나눌 수 있다. 지구 전체 물의 97%를 차지하는 것은 바닷물인 해수를 말한다. 내륙수는 바닷물을 제외한 하천수, 지하수, 대륙 빙하로 이루어져 있고, 대륙 빙수가 대부분을 차지한다. 바닷물은 염화나트륨이 많이 녹아 있고, 평균 염분 약35%로 짠맛이 난다. 바다로 흘러간 내륙수의 성분인 칼슘, 탄산수소는 생물체에 흡수되지만, 소량으로 녹아있는 나트륨 이온과 염소 이온은 시간이 지날수록 바닷물 속에서 농축되기 때문에 해수와 내륙수의 주성분이 달라진다.

4. 지구 내부의 구조

지구 겉표면은 단단한 암석으로 이루어져 있다. 내부 구조를 알기 위해서 지진이 발생할 때 나오는 지진파를 이용하여 연구한다. 지진파의 종류는 P파, S파, L파가 있다. 지진파가 지구 내부를 어떻게 통과하는지를 조사하여 지각, 맨틀, 외핵, 내핵의 층상 구조를 이룬다는 사실을 알아냈다. 지각은 지표에서 모호면까지이고 대륙 지각, 해양 지각으로 구분한다. 맨틀은 지구 전체 부피 중에서 가장 많은 부분을 차지하고 지각 경계면에서 지하 2,900km까지다. 중심부는 가장 무거운 물질로 이루어진 핵이 있고 지하 약 5,100km를 경계로 고체 상태의 중심부인 내핵, 바깥 부분은 액체 상태의 외핵으로 나뉜다.

5. 지구 광물 특성

지구 지각은 다양한 종류의 암석으로 이루어져 있다. 암석이 이루어진 여러 종류의 알갱이를 광석이라고 한다. 광물은 일상 생활에서 다양한 용품과 에너지의 근원으로 사용되고 있다. 광물의 결정형은 원자들의 배열 상태에 따라 종류가 달라지고, 단단한 성질은 광물의 원소들이 생성될 때 온도와 압력의 영향을 받아서 어떻게 결합하느냐에 따라 다르다. 생성될 때의 환경이 달라지면 성분은 같아도 다른 광물이 된다.

 

광물의 색깔은 광물을 이루고 있는 원소나 불순물에 의해서 결정된다. 철분과 마그네슘이 많이 포함되면 어두운 색상을 띠고, 알루미늄과 규소가 포함되면 밝은 색이 된다. 광물의 쪼개짐과 깨짐도 광물을 구별하는 중요한 성질과 특성이 된다. 쪼개짐은 광물의 결합력이 약한 면을 따라 규칙적으로 갈라지는 성질이고, 깨짐은 깨뜨렸을 때 불규칙하게 깨지는 특성이다. 광물을 이루는 원자들의 결합력에 따라 쪼개짐과 깨짐이 달라진다. 광물마다 달라서 광물을 구분하는 특성이 된다.