보이는 게 다가 아니다 - 지구 속 여행

'지구과학'이라는 단어를 들으면, 사람들은 대개 눈에 보이는 바다, 지각, 우주, 기후를 떠올린다. 지구 내부에서는 어떤 일들이 일어나는지 대해 관심을 갖는 사람들은 많지 않아 보인다. 그러나 지구가 현재와 같은 역동성과 생명력을 가질 수 있는 것은 지구 내부에서 뿜어져 나오는 에너지 덕분이다.

오늘은 우리가 잊고 지냈던 지구 속에서 일어나는 일들을 살짝 살펴보도록 하자.

@AZRainman / http://www.flickr.com/photos/azrainman/2047910540/

# 지구를 ‘해부’해 보자
 
지진파의 모양을 분석해 알아낸 지구의 구조는 바깥에서부터 지각, 맨틀, 외핵, 내핵으로 이루어져 있다. ‘지각(Crust)’지구 부피의 1%정도를 차지하는 부분으로 지구의 가장 바깥에 위치한 암석층이다. 지구 전체 표면의 1/3을 차지하는 대륙지각과 2/3를 차지하는 해양지각으로 이루어진다.

대륙지각은 약 30~65km의 두께를 가지며 주로 화강암, 퇴적암 및 변성암으로 이루어지는 반면, 해양지각은 약 5~10km의 두께를 가지며 주로 현무암으로 이루어진다. ‘맨틀(Mantle)’은 지각과 외핵 사이의 구간으로, 10~65km부터 2,885km까지 깊이에 해당하며 지구 전체 부피의 84%를 차지한다. ‘외핵(Outer Core)’은 맨틀과 내핵 사이의 구간으로, 두께는 2,270km이다. 온도는 깊어질수록 증가하는데 맨틀 부근에서는 4,400° 그리고 내핵 부근에서는 6,100°에 이른다. 지구 가장 안쪽에 위치한 ‘내핵(Inner Core)’은 두께가 1,216km에 달하며, 온도는 5,500°로 태양의 온도와 비슷하다.

@BlatantWorld.com / http://www.flickr.com/photos/blatantworld/5052426530/

# 지구 내부 에너지, 어떤 일들을 일으킬까?

세계 최대의 다이아몬드 광산에서의 맨틀의 대류와 융기, 인류에게 필요한 석탄 에너지의 발견, 피로 회복에 좋은 온천, 심하게 구부러진 산줄기 등 지구 내부의 에너지에 의해 일어나는 현상은 매우 다양하다. 또한 거의 모든 지구의 생명체는 호흡을 통해 생명을 유지한다. 호흡에는 대기가 필요하다. 우리는 지구가 두꺼운 대기층에 둘러싸여 있다는 것을 알고 있는데, 이는 지구 중심에서 발생하는 중력 덕분이다.

이 모든 현상의 비밀은 지구 중심부에 있는데, 총 두께가 3,500km에 달하는 외핵과 내핵이 주요한 원인이다. 외핵은 액체 상태이며, 철, 니켈, 황, 규소 등을 포함하고 있다. 이 방사성 원소들의 붕괴나 지구 자전에 의한 열, 그리고 외핵에 녹아 있는 철 성분이 굳으면서 발생하는 응고열 등에 의해 외핵은 레미콘 차에 담긴 시멘트 반죽처럼 1초에 수 밀리미터씩 천천히 돌고 있다.

@NASA Goddard Photo and Video / http://www.flickr.com/photos/gsfc/4445502419


별, 성운 등 우주에서 반짝이는 모든 것은 우주방사선의 근원지가 된다. 때로는 지구 가까이 위치한 태양으로부터 영향을 받기도 하는데, 이 때 전리층에 문제가 생겨 통신 장애를 일으키거나 오로라를 만들며, 생명체에 각종 암을 유발하기도 한다. 이 때 지구 자기장은 우주 자기장을 막아주는 방패 역할을 한다. 우주에서 날아오는 치명적인 방사선으로부터 생명체를 보호해주는 지구 자기장도 외핵으로부터 만들어진다.

@Beverly & Pack / http://www.flickr.com/photos/walkadog/3389058334

회전하는 외핵의 액체금속에 전류가 발생하면서 지구 자기장이 만들어지는데, 이것은 지구 전체를 에워싸는 큰 자기권으로 지구 바깥 수천 km까지 뻗어 있다. 지구 가장 안쪽에 위치한 내핵 또한 외핵과 비슷한 성분으로 구성되어 있는데, 고체 상태이며 내핵은 시간이 지날수록 점점 커지고 있다.
이렇게 지구를 ‘살아있게’ 만드는, 지구 생명체의 생명 유지에 필수적이며 우리를 보호해주는 힘은 지구 내부로부터 비롯된다고 해도 과언이 아니다.

# 지구 내부의 연구 방법은 어떤 것들이 있을까?

그렇다면 반지름이 6400km에 달한다는 지구를 연구하는 데 어떤 방법이 쓰일까?
사람이 직접적으로 연구하기 어려운 지구 내부의 연구 방법은 대표적으로 <지진파 분석법>, <직접 땅을 파서 내부로 들어가는 시추>, <화산 분출물 분석법>, <열류랑 연구> 등이 있다. 그 중 가장 많이 사용되는 <지진파 분석법>은 여러 개의 검문지점을 지정하여 지진파나 자기장을 측정하여 지구의 내부구조를 알아내는 방법이다. 지진파는 단단하고 밀도가 큰 암석에서는 빨리 전파되며 부드러운 암석에서는 속도가 느려지고, 물질의 상태가 바뀌면 반사하거나 굴절하기도 한다. 다른 부분과 달리 액체로 존재하는 외핵의 존재도 이 지진파 분석법을 통해 규명되었다.


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Earth Hour



지구촌 불끄기 캠페인 Earth Hour 2012!
여러분, 지구에게 휴식을 주세요


여러분, 혹시 ‘Earth Hour’에 대해서 알고 있으신가요? 지구에게 우리가 주는 휴식시간, 그것이 바로 ‘Earth Hour’입니다. 지구촌 불끄기 행사인 Earth Hour은 작은 행동이 얼마나 위대한 결과를 가져올 수 있는 지 알 수 있는 행사이기도 해요. 올해는 우리 모두 동참해 보는 것이 어떨까요? 

Earth Hour

Earth Hour 2012 공식 포스터


당신이 지구에게 주는 휴식시간, Earth Hour
사실, 어쩌면 우리가 지구에게 휴식시간을 준다는 이 말이 어불성설일지도 모릅니다. 지구가 그동안 우리에게 해준 것에 비하면 우리는 그저 지구가 더 아파지기 전에 잠시 시간을 주는 것뿐이니까요. 하지만 단순히 불을 끄는 이 캠페인이 지구가 병드는 것을 얼마나 놀라울 정도로 회복시킬 수 있는가를 알게 된다면 아마 지금 당장에라도 방안을 환히 밝히고 있는 불을 끄고 싶어질지도 모릅니다.

그렇다면, 지구촌 불끄기 행사인 Earth Hour에 대해 좀 더 자세히 알아볼까요? Earth Hour은 세계자연보호기금(WWF) 주도로 2007년부터 매년 3월 마지막 주 토요일 오후 8시 반부터 한 시간 동안 전등을 끄는 캠페인입니다. 올해로 여섯번째를 맞는 이 행사는 지구 온난화 주범인 탄소 배출에 대한 경각심을 일깨우기 위해 시작된 행사인데요. 이미 해외에서는 많은 사람들이 마치 축제의 하나처럼 적극적으로 참여하고 있지만 우리나라에서는 아직 그정도까지 알려지진 않았다고 하네요. 안타까운 일이죠.
해서! 블로그 지기가 가만히 있을 수 없다는 생각에, 이렇게 Earth Hour에 대해 포스팅을 하게 되었답니다. 블로그 지기는 작년에 처음 참여했고요, 개인적으로도 꽤 기억에 남는 시간이 되었기에 여러분도 꼭 참여하셨으면 해요.




반기문 유엔 사무총장님의 2012년 Earth Hour 참여 권유 메시지


“Earth Hour가 전달하고자 하는 메시지는 간단합니다. 기후 변화는 지구에 사는 우리 모두가 함께 고민하고 해결해야 할 문제입니다. 해결책은 우리의 손 안에 있으며, 개인을 비롯한 지역 공동체, 기업, 정부 기관들이 협력해 준다면 실현이 가능합니다.”                                                                                 
                                                                                                                         - 반기문 유엔 사무총장

참여방법은 간단합니다! 2012년 3월 31일 8시 30분! 여러분이 갖고 있는 전등의 불을 모두 꺼주세요. 초를 켜고 책을 읽으셔도 좋고요, 잠시 캄캄한 방에서 창밖으로 보이는 밤하늘의 별을 감상하셔도 좋습니다. 잔잔한 음악과 함께라면 이 세상에서 최고의 휴식을 가질 수 있을 거예요.

Earth Hour, 정말 멋진 캠페인 아닌가요? ^^ 처음 Earth Hour(지구촌 불끄기)행사는 2007년 호주 시드니에서 2백 20만의 가정과 기업들이 한 시간 동안 전등을 끄면서 기후변화에 대한 그들의 입장을 보여주기 위해 시작되었다고 해요. 1년 만에 35개 국가에서 5천만 명 이상의 사람들과 함께하는 운동이 되었고요.

현재는 시드니의 하버 브릿지, 토론토의 CN타워, 샌프란시스코의 금문교, 로마의 콜로세움과 같은 국제적인 랜드마크 건물들도 참여하고 있답니다. 우리나라에선 남산타워 소등행사가 열리고 있고 작년에도 200개 정부 및 공공기관, 70여개의 학교, NHN 사옥인 그린팩토리를 포함해 수십 개의 기업들이 불끄기에 참여했다고 해요.

Earth Hour를 즐기는 방법을 알려드릴까요?
하나, 우리나라 기업에서 열리는 다양한 소등행사에 참여한다. 혼자서 즐기는 Earth Hour도 좋지만, 이 캠페인에 참여하는 사람들이 모여 함께 시간을 보내는 것도 즐거운 경험이 될 거예요. 다함께 불이 꺼지는 모습을 보는 것도 좋겠죠?

둘, 혼자만의 조용한 시간을 갖는다. 블로그 지기가 작년에 했던 방법이기도 한데요, 위에서 언급한 참여방법처럼 방에서 잔잔한 음악을 틀어놓고 불을 끈 후, 창밖으로 건물의 불이 꺼지는 모습을 구경하거나, 촛불에 의지해 책을 읽으면서 시간을 보내는 거예요. 고요하지만 편안함을 느낄 수 있는 시간이 될테니 한번 시도해보세요.

Earth Hour 캠페인을 통해 전세계 많은 사람들이 지금의 지구에 대해 다시 한 번 생각할 수 있는 기회가 되고, 동시에 기후 변화 문제들에 대한 관심을 높이는데 일조하게 된다고 하니 꼭 참여해보시고요,  'Earth Hour 2012' 캠페인의 자세한 내용을 알고 싶으시다면, 홈페이지(http://www.earthhourkorea.org/)를 참고하세요.^^ 

지구촌 불끄기 캠페인 Earthhour 의 2012공식 홍보 영상입니다.
@earthhourkorea
www.earthhourkorea.org 

Earth Hour Korea에서 만든 Earth Hour 2012년 홍보 영상(20초)


참고자료 | Earth Hour 홈페이지(http://www.earthhourkorea.org/)
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푸른별 지구, 생생함으로 다가오다!

Image Credit( NASANOAAGSFCSuomi NPPVIIRSNorman Kuring)


2012년 들어 처음으로 촬영된 지구의 모습!

지난 24일(현지시각), 미국우주항공국(NASA)는 1972년 최초로 블루마블(Blue Marble, 푸른 지구) 사진을 선보인지 40년 만에 가장 선명한 지구의 모습을 공개했습니다!

지난 1972년, 아폴로 17호 우주 비행사들은 지구에서 2만 8000마일 떨어진 곳에서 최초로 '블루마블'을 촬영했는데요, 기술이 발달함에 따라 지구 촬영 사진 역시 점점 더 선명해져 마치 눈앞에서 보는 것과 같은 느낌을 자아내고 있습니다.

이 사진은 최첨단 지구 관찰 위성인 'Suomi NPP'지난 4일 북미와 중남미를 중심으로 촬영한 것으로, 지금까지 공개된 지구의 사진 중 선명도가 가장 높다고 하네요. 한반도의 모습이 담긴 사진이었으면 더 좋았겠지만 그래도 이처럼 푸른 지구를 선명하게 볼 수 있다니 그 아름다움에 감탄하게 됩니다.

'Suomi NPP'
적외선과 가시광선을 혼합 이용해 지구의 대기와 대륙, 바다 등의 규모를 측정함과 동시에 이를 고화질 이미지로 저장하는 첨단장치가 탑재하고 있는 위성으로, 위스콘신 대학의 기상학자 버너 E. 수오미의 이름을 따 만들어졌다.

 

블루마블(The Blue Marble)
1972년 12월 7일, 아폴로 17호 우주 비행사가 찍은 지구 사진의 제목. 약 45,000km 떨어진 곳에서 촬영한 이 사진은 대륙, 대서양 등 지구의 모습이 선명하게 담겨 있어 화제가 되었다. 이 사진은 이후 지구의 이미지를 촬영하는데 영향을 주었다. 

Image of the Blue Marble 1972


 

Image of the Blue Marble 2000

Image of the Blue Marble 2002


Image Credit : NASA

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화성탐사선 포보스-그룬트(Phobos-Grunt), 지구추락 중

지난 해 11월, 러시아에서 발사된 화성탐사선 포보스-그룬트(Phobos-Grunt)가 정상궤도 진입에 실패하여 1월 중순 경 지구 대기권에 진입할 것으로 예상됨에 따라, 지난 1월 9일부터 한국천문연구원 내에 상황실을 설치하고 추락상황 분석 및 대국민 알림서비스를 실시하고 있습니다.

포보스-그룬트, 화성과 포보스(출처:ROSCOSMOS)

포보스-그룬트 탐사선
포보스-그룬트는 포보스(화성의 달 가운데 하나)의 토양을 채취해 지구에 귀환하는 임무를 띠고 2011년 11월 9일(2011년 11월 8일 20:16 UTC) 바이코누르 우주기지에서 발사됐습니다. 포보스-그룬트(Fobos-Grunt 또는 Phobos-Grunt, 러시아어: Фобос-Грунт)는 ‘포보스의 땅’이나 ‘포보스의 흙’을 의미하는데요, ‘포보스’는 원래 소행성이었는데 오래 전 화성 인력에 끌려 주위를 공전하는 달이 됐다고 알려져 있습니다. 참고로, ‘그룬트’는 땅과 흙(토양)에 해당하는 ‘ground’ 혹은 ‘soil’을 뜻한다고 합니다. 포보스-그룬트 탐사선은 화성 위성인 포보스의 흙을 채취, 귀환캡슐에 담아 지구로 돌아오는 것이 주 임무였기 때문에 이런 이름이 붙었습니다.

포보스-그룬트 탐사선 형상(출처:ROSCOSMOS)


러시아연방우주청(ROSCOSMOS)은 탐사선을 화성궤도에 진입시키기 위해 여러 차례 연료분사를 시도 했지만, 모두 실패로 돌아갔습니다.

당초 계획됐던 포보스-그룬트의 궤도 (출처:CNES)

계속된 시도에도 불구하고, 포보스-그룬트가 화성궤도 진입에 실패하자 러시아연방우주청은 포보스-그룬트의 임무 실패를 공식 발표하기에 이르렀는데요, 현재 포보스-그룬트는 지구 저궤도를 공전하고 있으며, 오는 15일경 지구대기에 재진입할 것으로 보입니다. 물론 몸체는 대기권에 진입하면서 타버리겠지만 약 2~30조각의 파편(총 중량 200kg 이하)이 지표면에 도달할 것으로 예측되면서 전세계 각국이 예의주시하고 있습니다.

우리나라로 추락할 확률은 40만 분의 1, 거주 지역에 떨어질 가능성은 더 낮다고 하는데요, 박장현 한국천문연구원 우주감시사업센터장은 우리나라 도시 지역에 떨어질 가능성이 약 백만 분의 1 정도로 추정된다고 밝혔습니다.

2012년 1월 11일 09시 00분 00초(KST) 위성의 위치와 지상궤적

한편, 파편이 떨어지는 정확한 시점과 위치는 탐사선이 대기권에 완전히 진입한 후에 알 수 있는데다가, 탐사선에 독성물질과 방사성물질이 실려 있는 것으로 알려져 한때 불안감이 확산되기도 했으나 러시아연방우주청에서는 방사성 물질 ‘코발트-57’의 양이 10 마이크로그램을 넘지 않기 때문에 방사능 오염 위험은 없으며, 독성물질 '하이드라진' 역시 대기권 진입 과정에서 연소되어 인체엔 별 영향은 없을 것이라고 강조했습니다.

포보스-그룬트의 임무

포보스-그룬트는 러시아연방우주청 주관으로 NPO 라보슈킨(NPO Lavochkin)과 러시아우주연구소(Russian Space Research Institute)가 공동 개발한 화성위성 탐사선인데요, 포보스-그룬트는 마스 96(Mars 96)이 실패한 뒤 러시아가 주도한 첫 행성탐사 임무였습니다.
(러시아가 성공적으로 끝낸 마지막 태양계탐사 임무는 1985-1986년 핼리혜성에 접근한 베가 2(Vega 2)였으며 그 이후, 러시아는 1988-1989년 포보스 2(Phobos 2) 임무를 통해 부분적인 성공을 거두었습니다.)

NASA의 바이킹 탐사선 영상을 이용해 제작한 포보스의 사진지도(출처:NASA)

포보스-그룬트는 1976년 루나 24 이후 처음 외계 물질을 채취해 지구로 귀환하는, 러시아 입장에서는 무척 중요한 임무를 가지고 있었습니다. 귀환캡슐은 2014년 8월, 포보스의 표토 200g을 싣고 지구에 도착할 예정이지만 결국 실패로 돌아갔습니다.

현재 교육과학기술부와 국방부는 위성추락으로 인한 비상사태 발생에 대비하여 한국천문연구원, 한국항공우주연구원과 공동으로 추락 예정일 1주 전인 지난 1월 9일부터 천문연구원 내에 상황실을 설치하고 추락상황 분석 및 대응체계를 구축하고 있습니다.
한국항공우주연구원과 공군은 국제협력체계를 활용하여 관련정보를 수집하고, 한국천문연구원은 수집된 정보를 바탕으로 포보스-그룬트의 궤도와 한반도 통과시각, 추락시각 및 장소 등 위성추락상황을 종합 분석하여 관계부처 및 기관에 전파하고 있으며, 위성추락상황을 상황이 종료될 때까지 인터넷과 트위터를 통해 시시각각으로 공개할 예정이라고 합니다.

인터넷 : event.kasi.re.kr(천문연), www.kari.re.kr (항우연)
    트위터 : @kasi_news(천문연), @mest4u(교과부) 

최근 우주물체의 지구 대기권 진입사례가 증가하고 있는데요, 한국천문연구원은 ‘우주물체 전자광학 감시체계 기술개발사업(사업책임자 : 박장현 박사)’을 추진 중이며, 한국항공우주연구원에서는 국가위성을 우주파편으로부터 보호하기 위한 시스템을 개발 중이라고 하니 너무 걱정하지 않으셔도 될 것 같습니다.


2012년 1월 12일 03시 11분 48초부터 106초간의 Phobos-Grunt위성궤적
(대전 천문연구원 대덕관측소 기준 북서쪽에서 남동쪽으로 이동, 최대고도각 32도)


포보스-그룬트 탐사선에 대한 자세한 정보와 추락상황은 http://event.kasi.re.kr 를 참고하시길 바랍니다.

포보스-그룬트를 로켓 상단에 조립하는 장면 (출처:ROSCOSMOS)

발사장으로 이동하는 제니트 로켓 (출처:ROSCOSMOS)

포보스-그룬트 발사장면 (출처:ROSCOSMOS)


 

자료 및 사진 제공 : 한국천문연구원(http://www.kasi.re.kr/)

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