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밝혀진 지구의 비밀, 판구조론

밝혀진 지구의 비밀, 판구조론1. 대륙이동설의 등장20C 초까지만 해도 지구과학자들은 대륙과 해양이 움직이지 않고 고정되어 있는 것으로 믿어왔다. 그러나 독일의 지구과학자 베게너(Alfred Wegener, 1880-1930)는 남아메리카의 동해안과 아프리카의 서해안이 잘 들어맞는 것에 착안하여 과거에는 이 두 대륙이 한 덩어리를 이루고 있었는데 서로 분리, 이동되어 오늘날과 같이 멀리 떨어지게 되었다는 생각을 하게 되었다.베게너는 현재의 해안선보다 대륙붕의 경계를 맞추면 대륙 복원이 더 잘 들어맞는다고 하였다. 또한 화석이나 암석의 종류 등 여러 가지 다양한 증거들을 제시하며 고생대 후기에서 중생대 초기까지 지구상의 모든 대륙들이 합쳐져서 초대륙(supercontinent)인 판게아(Pangaea)를 형성하고 있었다고 주장하였다. 그는 암석의 종류나 산맥과 같은 지질구조들이 대서양 넘어 양쪽 연안의 대륙으로 잘 연속되는 점, 그리고 남아메리카, 인도, 오스트레일리아, 남극에서 발견되는 육상 동식물 화석의 분포 등이 초대륙의 상태에서 보다 합리적으로 설명됨을 지적하였다. 베게너가 제시한 보다 극적인 증거는 고기후학적 자료에 있다. 빙하작용에 의해 생성된 빙퇴석(氷堆石)의 분포를 조사해보면 지금으로부터 3억 년 전인 석탄기에는 남아메리카, 아프리카 남부, 인도, 오스트레일리아 남부를 덮는 광대한 빙하가 발달되어 있었던 것으로 나타난다. 만약 대륙의 분포가 지금과 같다면 이 빙하는 남반구 전역을 덮음은 물론, 적도를 넘어 북반구 지역까지 발달되어 있었던 셈이 된다. 따라서 당시의 지구는 빙하기에 들어가 있었던 것으로 추정된다. 그러나 북반구 지층에서는 빙하의 흔적이 발견되지 않으며 오히려 아열대 삼림이 우거져 석탄이 형성되고 있었다. 그리고 암반 표면에 남아있는 찰흔을 근거로 빙하의 이동방향을 추정해보면 남반구 모든 지역에서 빙하는 바다에서 육지 쪽으로 운반될 것으로 나타난다. 베게너는 이러한 불합리한 고기후학적 증거들을 초대륙 판게아를 통해 합리적으로 설명하였다동의 힘의 원동력을 지구의 자전에 의한 원심력과 달과 태양의 조석력이라 주장했지만 반대자들이 요구하는 명확한 원동력과 메커니즘에 대한 설명이 아니었기에 받아들여지지 않았고, 또한 대륙이동설의 근거가 되는 맨틀대류설을 지지하였으나 이 역시 받아들여지지 않았다. 1930년 그린란드로 탐험을 간 후 영영 돌아오지 못해 대륙이동설은 그대로 사라질 뻔 했으나, 1950년 이후 인공위성 등 첨단과학의 발전에 힘입어 다시 관심의 대상이 되었다.2. 지구의 비밀을 밝혀라, 고지자기학 연구와 해저확장설대륙이동설을 부활시킨 것은 지구 자기장의 변화 역사에 대학 연구다. 암석이 생성될 때 암석에 함유된 자철석이나 적철석과 같은 자성광물들은 그 당시의 지구 자기장 방향으로 정렬되어 고정되는데 이를 암석의 잔류자기라 한다. 이 고정된 잔류자기 방향은 오랜 지질시대를 거치는 동안에도 변함없이 암석이나 지층 내에 보존되는 경우가 많다. 따라서 지질시대별 암석에 기록된 잔류자기를 연구하면 지구 자북의 변화역사와 대륙의 운동(즉 이동과 회전) 역사를 알 수 있는 것이다. 암석의 잔류자기를 연구하는 지구물리학의 이러한 연구 분야를 고자기학 혹은 고지자기학이라 한다. 연구 대상 암석이 생성된 곳으로부터 어느 방향에 당시의 북극이 놓여있었는지, 그 암석이 생성되었던 위도, 즉 고위도, 그리고 그 암석 생성 당시의 지구 자기장의 극성, 즉 그 암석이 지시하는 북극이 현재의 지리적 북극 쪽인지 아니면 반대로 지리적 남극 쪽인지를 고자기학적 연구를 통해 알 수 있다. 1950년대에 고자기 연구가 태동되면서 각 지질시대별 자북의 위치를 조사한 결과 과거 5억 년이 흐르는 동안 자북의 위치가 지금과 상당히 달랐던 것으로 밝혀졌다. 그림 5-5의 곡선을 겉보기 자극이동 경로(apparent polar wandering path, APWP)라고 하는데, 이는 자극이 실제로 이동한 것으로 해석될 수도 있고 또는 반대로 자극은 고정된 채 대륙이 이동한 결과로 해석될 수도 있다. 그러나 대륙마다의 겉보기 자극이동장대한 해저산맥을 발견하게 되었다. 대서양 중앙해령이라 불리는 이 해령은 태평양과 인도양으로도 계속 이어지며 활발한 화산활동으로 인해 방출되는 지각열류량도 높다는 것이 드러났다. 해양지각의 두께는 해령의 꼭대기엣 가장 얇으며 그 양편으로 멀어짐에 따라 두꺼워지는 것도 밝혀졌다. 해양지각 위에 쌓인 퇴적물의 두께도 마찬가지였다. 또한 바다의 제일 깊은 곳인 해구는 대양의 중앙에 위치하는 것이 아니라 환태평양 화산대와 같이 대륙의 연변에 접하여 있다는 것도 밝혀졌다. 헤스(H. H. Hess)는 이러한 일련의 새로운 사실들에 근거하여 해저확장설을 제창하였다. 그는 해저 지각은 영구하지 않고 계속 생성 및 소멸된다고 설명했다. 즉, 이 가설에 따르면 해저산맥, 즉 중앙 해령은 맨틀 대류에 의하여 뜨거운 물질이 올라와 새로운 해양 지각이 생성되는 부분이며, 대륙 연변부의 깊은 해구는 오래되고 차가워진 해양 지각이 맨틀로 섭입되어 소멸되는 곳이다. 초기에는 해저확장설도 반대에 부딪혔지만 곧 강력한 증거가 해양지각의 고자기연구 자료로부터 나왔다. 해저가 확장된다는 가설에 의하면 중앙해령에서는 현무암이 분출되어 새로운 해양 지각이 생성되고 확장되며, 이때에 현무암 내의 자성광물들은 당시의 지구자기장 방향으로 자화(磁化)된다. 그 후 지구 자기장은 역전되고, 중앙해령에서 새로이 분출되는 현무암 내의 자성광물들은 앞서와 반대의 방향으로 자화된다. 지난 지질시대에 지구 자기장은 여러 번 역전되었는데, 이 역전의 시간적 기록은 계속 확장되며 새로 생겨난 해양지각에 보존되는 것이다. 과학자들이 해양탐사선으로 중앙해령을 가로지르며 자기장의 세기를 측정한 결과, 해양지각이 정자화(正磁化)된 곳에서는 자기장이 강하게 측정되고, 해양지각이 역자화(逆磁化)된 곳에서는 약하게 측정됨을 확인하였다. 나아가 이러한 강약의 자기장기록이 중앙해령을 중심으로 대칭되는 모습을 하고 있음도 드러났다. 이로써 해저확장설이 증명되었다. 지구자기장의 역전이 일어났던 시간들은 이미 육상 암석에 대한 방사능 연력구체적으로, 대륙은 맨틀의 대류에 따라 연약권 위에 실려서 운반되고, 맨틀 대류에 의해 여러 번에 걸쳐 갈라지고 합쳐짐을 반복했음을 알 수 있다.3. 밝혀지기 시작한 지구의 비밀, 판구조론의 등장베게너의 대륙이동설은 해저확장설을 거쳐서 보다 큰 의미의 판구조론으로 발전되었다. 판구조론은 지구의 외각 껍데기인 암석권이 7개의 큰 판과 기타 여러 개의 작은 판으로 나뉘어져 있으며, 이들 판은 맨틀 대류에 의해 여러 방향으로 이동하면서 대륙과 해양의 탄생, 대산맥의 형성, 지진과 화산대의 성인과 분포 등 지표상의 여러 가지 대규모의 지질과학적 현상들을 일으키고, 아울러 다양한 종류의 특징적 암석들을 생성시킨다는 이론이다. 암석권으로 이루어진 판은 유동성을 가진 연약권 위에 놓여 있다. 각 판들은 하나의 독립개체로 움직이기 때문에 그 내부는 지질학적으로 안정되어 있으며, 판들 사이의 상호작용은 모두 판의 경계에서 일어난다. 따라서 대부분의 지진이나 화산작용, 그리고 조산작용은 판의 경계에서 일어난다. 또한 암석권 판의 분리와 충돌은 해류의 방향을 바뀌게 하며, 해류의 흐름의 방향이 바뀌면 기후가 변하게 된다. 그리고 기후가 달라지면 결국 서식하는 생물이 달라져 생물상이 변하게 된다.판 운동의 측정 방법에는 열점을 이용한 방법과 레이저를 이용한 방법이 있다. 열점은 캐나다의 지구물리학자 윌슨(J. T. Wilson)에 의해 밝혀진 것으로, 지구내부로부터 뜨거운 마그마가 한 점으로 솟아오르는 곳을 말한다. 이 열점은 고정되어 있고 그 위로 태평양판이 움직이기 때문에 일렬로 배열된 하와이 화산제도가 생겨났다는 것이다. 그러므로 열점은 판의 절대적 운동을 측정할 수 있는 기준이 된다는 것이다. 즉, 하와이 화산제도의 화산섬들의 배열 방향은 태평양판의 이동방향을 지시하며 각 섬들의 방사능 연령을 구하면 태평양판의 이동속도를 알 수 있다. 지구상에는 이러한 열점이 대략 100개 정도 존재하는 것으로 알려지고 있다. 그러나 이러한 열점을 이용한 방법은 열점이 정말 정지되어 있는가 것이다. 레이저 빔 대신에 라디오 신호를 이용하는 방법도 있다. 퀘이사(quasar)나 인공위성들은 끊임없이 라디오 신호를 발사하고 있는데 그들의 위치가 정확히 알려져 있다. 지구상의 여러 기점에서 이들에 라디오 망원경을 맞추어 신호가 도착되는 시간의 차이를 측정하면 기점들 간의 상대적 위치를 알 수 있다. 각기 다른 판 위에 기지국을 설치한 다음 이러한 측정을 반복적으로 시행하면 기지국의 상대적 위치 변화, 즉 판 운동의 방향과 크기가 파악된다.판 운동의 원동력은 지구 내부로부터 방출되는 열이다. 지표로 방출되는 열의 약 80%는 방사성 동위원소의 붕괴로 생산된 것이며, 나머지 약 20%는 지구의 냉각으로 방출되는 열이다. 이러한 지구 내부기원의 열에 의하여 맨틀에서는 열대류가 일어난다. 열대류의 뜨거운 상승류는 중앙해령 때로는 열점을 형성시키고, 차가운 하강류는 섭입대를 이루면서 다시 맨틀 속으로 침강하게 된다. 상승류의 냉각된 껍질부분은 암석권을 이룬다. 통계적 고찰에 의하면 태평양판과 같이 해구 즉 섭입대 부분을 많이 가진 판들은 비례적으로 빠른 이동속도를 가진 것으로 나타났다. 이는 맨틀대류에서 상승류보다는 하강류가 판 운동에서 중요한 영향을 미친다는 것을 의미한다. 즉, 하강류가 맨틀대류의 주도권을 가지는 반면, 상승류는 하강류에 수반된 수동적 현상에 불과한 것이다. 또한 상승류의 위치 역시 대륙분포의 영향을 받으며 수동적으로 결정된다. 판의 수렴경계의 지표상 위치는 쉽게 변화되지 않으나 발산경계의 위치는 시간에 따라 변화될 수 있다.움직이는 판들은 경계부에서 서로에게 영향을 미치며 상호작용을 한다. 판 경계의 종류에는 새로운 판(암석권)이 생성되는 발산경계, 판이 소멸되는 수렴경계, 그리고 판이 생성되지도 소멸되지도 않고 보존되는 변환단층경계의 세 가지 유형이 있다.4. 판구조론의 의의판구조론이 제시되기 전에는 조산작용, 습곡과 단층, 지진과 화산 등의 원인을 분명하게 설명하기가 쉽지 않았다. 그러나 판구조론은 이들을 포함하는 여러 가지 지질학적다.

자연과학| 2015.04.10| 6페이지| 1,000원| 조회(159)

베게너, 대륙이동설, 판구조

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조형의 요소의 원리

조형의 요소와 원리1. 조형의 요소① 점점은 미술 작품을 시작하게 하는 기본 단위이다. 점은 조형의 가장 기본 단위로 방향이나 면적 등은 갖고 있지 않고 위치만을 가지고 있다. 점의 개수, 찍힌 위치, 점의 밝기, 점의 크기, 점을 그리는 재료, 다른 점들과의 관계 등에 따라서 형태나 움직임, 공간감을 나타낼 수 있고 독특한 느낌을 전달할 수 있다.② 선선은 2개 이상의 점이 연결된 것으로 위치와 방향을 갖고 면적이나 부피는 갖지 않는다. 선은 어떤 형상을 표현하는 가장 친숙하고 기본적인 조형 요소이기 때문에 드로잉, 만화, 회화 등의 미술 작품을 만드는 데 꼭 필요하다. 또한 선은 사물의 형태를 그리는 것 외에도 명암, 강약, 질감, 공간, 움직임의 표현에 유용하게 쓰이며 선의 길이, 굵기, 방향, 밝기, 선의 표현 재료, 선들 사이의 간격 등에 따라 리듬과 감정을 전달할 수 있다. 점이 어떻게 연결되느냐에 따라서 직선과 곡선이 만들어진다.③ 면점과 선이 여러 개 모여서 만들어진 표면이다. 선이 연속으로 쌓여 이루는 표면이므로 결국은 선에 의해 둘러 싸여진 윤곽선의 내부를 면이라고 할 수 있다. 면은 그 자체로는 깊이를 가지고 있지 않지만, 면에 색채 효과를 주어 공간이나 입체의 느낌을 주는 것은 가능하다. 또한 주어진 공간을 나누거나 두 개 이상의 면을 겹쳐서 새로운 면을 만들어 낼 수 있다.④ 형태형은 2차원 평면 상태의 모양, 형태는 3차원 입체 상태의 모양이다. 형은 2차원 평면 상태의 모양이고, 형태는 형에 원근감과 깊이가 포함된 3차원 입체 상태의 모양을 말한다.⑤ 입체3차원의 공간적 넓이를 가지는 물체가 차지하는 부분공간을 추상(抽象)한 기하학적 대상으로, 공간의 의미로도 사용된다. 이를테면, 평면도형에 대하여 입체도형이라고 하면, 이것은 공간도형을 의미한다.⑥ 명암빛의 방향과 거리에 따라 나타나는 사물의 밝고 어두움을 말한다. 사물에 명암이 생기면 현실과 같은 입체감이 생겨 마치 부피와 무게, 덩어리를 가지고 있는 것처럼 느끼게 된다. 이런 느낌을 '양감'이라고 하는데, 명암은 양감을 느끼게 하는 핵심적인 방법이다. 또 명암은 화면에 공간을 만들어 주기도 한다.⑦ 색채빛의 파장에 대한 눈의 반응으로 색상, 명도, 채도의 속성을 가지는 것이다.⑧ 질감질감이란 물체의 표면에서 느끼는 성질으로, 미술에서 질감은 실물을 직접 손으로 만졌을 때의 촉각적 질감과, 눈으로 보았을 때 느끼는 시각적 질감 모두를 포함한다.2. 조형의 원리① 통일통일은 일정하게 반복되어 일치하거나 조화를 이룰 때 표현된다. 통일은 여러 가지 조형 요소들이 일정하게 반복되거나 조화롭게 결합되어 하나로 완성된 느낌을 주는 상태를 말해통일은 안정감과 질서를 주지만, 지나치면 지루하고 단조로울 수 있다. 통일을 이루고 있는 미술 작품의 장점은 조화롭게 연결되고 일치되기 때문에 보는 사람으로 하여금 안정감과 질서를 느끼도록 한다. 통일이 지나치게 되면 작품이 지루하거나 단조롭게 느껴진다는 단점이 있다.② 변화변화는 전체에서 부분적으로 차이를 준다. 변화는 색, 형태, 배치 등이 주변의 요소들과 다르게 되는 상태를 말한다. 색, 형태 등 조형 요소들 간의 조화와 균형은 작품의 통일성을 가져오지만, 조형 요소들 간의 차이를 만드는 변화는 작품에 개성과 다양성을 느끼게 한다. 변화는 통일을 이루는 규칙을 깨고 차이를 만들어 주기 때문에 단조롭고 지루한 화면에 시각적 흥미와 긴장감, 생동감을 만들어 준다. 그래서 보는 사람의 시선을 한 번에 집중하게 하는 효과가 있지만 화면 전체의 조화와 통일에 신경을 쓰지 않고 지나치게 변화를 주면 오히려 너무 산만해지고, 주제가 나타나지 않을 수 있다. 그러므로 변화는 통일을 깨뜨리지 않는 범위 안에서 나타나도록 해야 한다.③ 조화조화는 조형 요소들 간의 어울림이다. 조화란 성질이 다른 두 개 이상의 요소들이 서로 차이를 가지고 있으면서도 어울리고 혼합되어 전체적으로 통일된 느낌을 주어 감각적인 효과를 발휘하는 것을 말한다. 연결과 반복은 조화를 이루는 효과적인 방법이다. 조화는 부분과 전체, 부분과 부분이 안정적이거나 관련을 갖게 되면서 이루어지게 된다. 따라서 조화를 이루도록 만들려면 서로 다른 요소들이 서로 연관성을 갖도록 해야 한다. 그러기 위해서 두 요소들 사이에 있는 공통적인 요소나 반복되는 특징들을 파악해서 활용하면 자연스럽게 서로 연결할 수 있다.④ 비례비례는 전체와 부분, 또는 부분들 간의 상대적 크기를 나타낸다. 미술가들은 어떤 비례가 가장 이상적인 아름다움을 전달할 수 있는지를 수학적으로 탐구했다. 그 중 대표적인 것이 바로 가장 이상적인 비례라는 황금 비율이다. 황금 비율은 그리스인들이 발견해 신전이나 예술품을 제작할 때 적용했던 비례로 1 : 1.618의 비율을 가진다.⑤ 율동선, 형태, 색, 크기 등이 일정한 간격을 두고 반복적으로 나타나 점점 늘어나거나 작아져서 마치 살아 움직이는 듯한 리듬감을 느끼게 되는 것을 '율동'이라고 한다. 율동이 잘 표현된 미술 작품은 작품 안에 빠져들게 만들면서 움직이는 변화와 활기를 느끼게 한다. 그래서 율동은 살아있는 듯한 생명력과 존재감을 가장 강하게 표현해 주는 요소이기도 하다. 반복, 방사, 점이를 활용한 작품에서 율동을 느낄 수 있다. 반복은 점, 선, 면, 색의 크기와 형태, 간격 등을 일정한 규칙에 따라 반복하여 율동을 주는 방법이며, 방사는 주제가 뻗어가는 방향이 화면의 중심에서 화면 밖을 향해 펼쳐지도록 하여 율동을 주는 방법이다. 점이(점증)는 점진적인 변화를 말하는데, 색의 명암이나 형태의 크기가 출발점에서 다른 한 쪽을 향해 규칙적으로 점점 증가하며 변화해 가도록 구성해 율동을 주는 방법이다.⑥ 균형미술에서 균형이란 시각적으로 느끼는 무게감이 어느 한 쪽으로도 기울지 않고 평형을 이루는 상태를 말한다. 균형은 통일감을 만드는 중요한 요소로 질서와 안정감을 전달한다. 방사형 균형은 꽃잎처럼 중심점에서 사방으로 뻗어나가며 균형을 이루게 하는데, 간격이나 방향에 살짝 변화를 줘도 재미있는 방사형 형태가 만들어진다. 비대칭 균형은 양쪽에 균형을 이루는 정확한 규칙은 없지만 명암, 크기, 색 등의 무게를 감각적으로 맞춰가는 균형을 말한다.⑦ 대비구불구불한 곡선과 반듯한 직선, 원과 다각형(삼각형, 사각형 등), 따뜻한 색과 차가운 색, 부드러운 느낌과 거친 느낌 등이 서로 반대를 이룬다. 이렇게 서로 대립되는 형태나 색채 같은 요소들을 함께 배치하여 변화를 주거나 강하게 느껴지게 하는 것을 '대비(대조)'라고 한다. 보통 흰색은 회색 바탕 위에 있을 때보다 검은색과 대비될 때 더 하얗게 보이고, 큰 물건은 큰 것끼리 있을 때보다 작은 물건 틈에 있을 때 더 크게 보이게 된다. 이처럼 대비는 조형 요소가 가지고 있는 고유의 특징이 상대의 특징과 반대되기 때문에 훨씬 더 과장되어 보이는 특징이 있다. 그래서 대비가 강한 작품은 주제가 분명히 드러나고, 전체적으로 강렬한 인상을 준다. 면적이 넓은 사각형과 면적이 작은 사각형, 어두운 색과 밝은 색, 곧은 직선 길과 구불구불한 길, 따뜻한 느낌이 나는 빨간색과 차가운 느낌이 나는 파란 색, 동그란 원과 뾰족한 각, 거친 느낌의 벽과 부드러운 느낌의 천 등 서로 정반대의 성질들을 대립시켜서 나타내면 대비를 표현할 수 있다.

예체능| 2014.11.12| 4페이지| 1,000원| 조회(458)

조형, 요소, 원리

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