1. 지진이란 무엇인가?22. 지진파33. 지진이 발생한 장소를 알아내기34. 지진규모35. 지진으로 인한 파괴46. 지진을 예보할 수 있을까?57. 지진과 지구의 내부구조58. 지질구조69. 조산운동61. 지진이란 무엇인가?- 지진 : 빠르게 방출된 에너지에 의해 지구가 진동 하는 것.- 진원 : 에너지가 파동의 형태로 사방으로 퍼져나가는 곳.① 지진과 단층- 단층이라 불리는 곳에서 이동이 일어나며 지구상의 큰 깨짐과 관련.- 판의 가장자리와 관련된 단층을 따라 대부분의 지진이 발생.② 탄성반발- 레이드는 샌프란시스코 지진을 연구하면서 산안드레아스단층대에 한번에 지진에 4.7m가 이동된다는 사실을 발견- 탄성반발 : 암석이 원상태로 되돌아가는 것.- 새로운 단층은 암석의 변형력이 암석의 강도를 초과할 때 새로운 단층이 생성된다.그림 탄성반발③ 초기미진과 여진- 여진 : 주 지진이 일어난 뒤에 작은 규모의 지진이 발생- 여진은 주 지진이 일어난 후의 약화된 건물에 피해를 줄 수도 있다.- 초기미진 : 주 지진보다 며칠 또는 몇 년 먼저 발생 하는 것.2. 지진파- 표면파 : 지구의 바깥층을 따라 움직이는 것.- 본체파 : P파와 S파로 나누어진다.- P파 : 파가 진행하는 방향으로 암석을 밀고(압축) 잡아(팽창) 당긴다. 압축파인 P파는 모 든 물질을 통과 할 수 있다.- S파 : 자신의 진행방향에 수직으로 입자를 진동 시킨다. 유체를 통과하지 못한다.- 표면파 : 상하 운동과 좌우운동을 포함, 후자는 건축물의 기초에 손상을 준다.- 지진파의 속도 : P파> S파> 표면파그림 지진파3. 지진이 발생한 장소를 알아내기- 진앙 : 진원이 연직적으로 지표면과 만나는 점- P파와 S파의 속도차이로 인해 진앙의 거리를 알 수 있다.- 3곳 또는 그 이상의 지진관측소에서 진앙의 거리를 알면 정확한 위치를 알 수 있다.- 지진에 의해 방출되는 에너지의 95%는 환태평양대와 알래스카의 알류산 열도등에서 대 부분 발생.그림 세계의 지진대4. 지진규모- 리히터규모 : 지진규모를 기술하기 위해 전 세계적으로 사용.- 리히터규모는 로그척도를 사용하므로 1의 차이가 30배의 차이. 예로 4.5와 6.5의 지진은 900배의 차이가 난다.5. 지진으로 인한 파괴① 지진의 진동에 의한 구조물의 손상- 지진에 의해 구조물이 손상되는 양은 강도, 진동의 지속기간, 구조물이 세워져 있는 땅의 성질, 구조물의 설계 같은 요인에 의해 좌우- 철근 골격 건물은 진동을 이겨냈지만 벽돌로 지은 건물은 심한 손상을 입었다.- 액상화 현상 : 덜 고화된 물질들이 물로 포화 되어 있는 지역에서 발생② 쯔나미 (지진성 해파)- 쯔나미는 달이나 태양의 조석 작용에 의해 생긴 것이 아니라 지진에 의해 생성된 것이기 때문에 밀물은 부적절.- 대부분의 쯔나미는 해저에서 단층이 발생 하거나, 지진에 의한 수중 산사태가 일어날 때 발생.- 500~950Km/h의 속력, 파의 마루와 마루사이가 100~700Km에 이르기 때문에 발견을 못 할때도 있다.- 해안에 도착한 쯔나미는 30m가 넘는 파고를 생성.그림 쯔나미 발생 모식도③ 화재- 지진에 의해 가스와 전기선이 절단되었을 때 화재가 발생할 수도 있다.④산사태와 지면 침강- 강렬한 진동에 의해 하구의 삼각주의 물질들이 액상화 현상을 나타내었고 슬럼핑에 의해 선창들이 유실됨.- 점토층이 내구력을 잃어 200에이커 이상의 지면이 바다로 미끄러짐.6. 지진을 예보할 수 있을까?① 단기예보- 짧은 시간 내에 큰 지진이 발생할 수 있는 장소와 규모에 대한 경고를 제공- 일본, 미국, 중국, 러시아에서 많은 노력- 지진예보는 지진이 발생할 지역과 시간에 대한 오차범위가 작아야 하며, 따라서 잘못된 예보가 거의 없어야 한다.② 장기예보- 단기예보와 달리 30~100년 또는 그 이상의 주기를 갖는 일정한 규모 이상의 지진이 일 어날 확률에 대해 예측.7. 지진과 지구의 내부구조- P파와 S파가 지구내부를 통과하는데 걸리는 시간이 물질의 성질에 따라 다름.- ⑴ 지각 : 매우 얇은 바깥층⑵ 맨틀 : 지각 아래 놓이며 2,885Km의 두께를 가지는 암석질 층⑶ 외핵 : 유동적인 액체의 성질을 가지며 2,270Km의 두께⑷ 내핵 : 반경이 1,216Km인 구로 금속성 고체그림 지구 내부의 구조① 지구 내부의 주요 층 발견- 모호로비치불연속면 (모호면) : 지각과 맨틀을 나누는 경계면- 암영대 : 지진파가 직접적으로 도달되지 않는 지역이며 폭은 약35.- 암영대는 핵으로 들어간 P파가 굴절되면서 생성.② 암석권과 연약권- 암석권 : 지구 가장 바깥의 단단한 부분, 두께는 보통 100Km며 오래된 대륙 아래는 250Km이상.- 연약권 : 암석권하부부터 660Km까지의 구간의 부드럽고 상대적으로 연약한 층.- 연약권의 상부 약 150Km구간은 약간의 부분 용융.- 결과적으로 암석권과 연약권의 분리가 설명되고 판구조론 이론에 중요한 공헌.③ 지구의 성분- 대륙지각 : 대부분 화강암으로 구성.- 해양지각 : 현무암질 성분.- 운석을 통해 지구 내부성분에 대한 증거를 제공.- 핵은 철질운석과 비슷하게 주로 철이나 니켈로 이루어 졌다고 여김.- 맨틀은 석질운석과 비슷하게 밀도가 큰 암석으로 구성되어 있다고 여겨진다.8. 지질구조① 습곡- 습곡 : 편평하게 놓여있던 퇴적암과 화산암들이 느리게 물결모양으로 구부러진 것.- 배사구조 : 층이 위를 향하며 굽어지거나 궁형으로 굽어질 때 생성.- 향사구조 : 층이 아래로 굽어진다. 주로 배사구조와 더불어 발견됨.- 대부분의 습곡은 압축응력에 의해 발생.- 돔 : 상향요곡에 의해 원형인 또는 타원형인 구조를 만들 때.- 분지 : 하향요곡에 의해 생성.그림 습곡의 형태
1. 광물12. 광물 VS 암석13. 광물의 조성과 구조14. 광물의 성질35. 광물군56. 광물 자원6(1)1. 광물- 지구의 지각은 아주 다양한 광물의 공급원으로써 많은 광물들이 사람들에게 유용하고 필수적이다.- 암석과 광물을 경제에 사용하는 것은 우리에게 중요한 일이므로, 지구 구성 물질에 대 한 기초 지식은 지구과학 현상을 이해하는데 필수적이다.그림 광물2. 광물 VS 암석⑴ 암석 : 대부분의 암석은 여러 광물의 집합체로 나타난다. 그렇지만 하나의 순수한 광물 의 집합으로 이루어진 암석도 존재 한다.⑵ 광물 : 암석의 구성단위.⑶ 광물의 특징 ① 자연산이어야 한다.② 무기질이어야(생존한 적이 없어야) 한다.③ 고체이어야 한다.④ 특정한 화학구조를 가져야 한다.3. 광물의 조성과 구조- 원소 : 광물의 기본 구성 단위. 대부분의 원소는 불안정 하므로, 대부분의 광물은 두개 또는 그 이상의 원소들이 결합하여 화학적으로 안정한 화합물로 바뀐 것이다.- 원자 : 원소의 모든 특징을 띠는 가장 작은 입자.(2)그림 원자핵그림 전자 껍질⑴ 원자는 어떻게 구성되는가?- 원자들은 핵이라 불리는 중앙부를 갖는다. 핵은 매우 무거운 양성자(양전하를 띠고 있 는 입자)와 똑같이 무거운 중성자(전하가 중성인 입자)를 포함하고 있다. 전자는 핵 주 위를 돌면서 음전하를 띠고 있다.- 전자는 아주 빠르게 움직여 핵주위에 구 모양의 음전하대를 만든다.- 개개의 전자들은 에너지준위 또는 껍질이라 불리는 핵으로부터 특정 거리만큼 떨어진 곳에 위치하고 있으며 이 전자껍질은 정해진 수만큼만 전자를 포함 할 수 있다.- 원소는 모두 같은 원자 번호를 가지며 전기적으로 중성인 원자들의 큰 집합체이다.⑵ 원자는 어떻게 서로 결합하는가?- 원소들은 서로 결합하여 훨씬 복잡하고 다양한 화합물은 만든다.- 원자들이 서로 결합하고 있는 힘은 전기력- 원자는 화학적으로 결합할 때 전자를 얻거나, 잃거나 또는 전자를 다른 원자와 공유하 게 된다.- 이온 : 전자를 잃거나 얻어서 전하를 띠게 된 원자.(3)- 반대의 전하를 띠고 있는 이온들은 서로 끌어당겨 중성인 화학화합물을 생성- 원소가 결합하여 광물을 이루고 나면 구성 원소들은 원래의 성질을 잃게 된다.- 광물의 혼합물인 암석에는 각각의 광물들이 자신의 뚜렷한 물리적 성질을 갖고 있다.⑶ 동위원소와 방사성 붕괴- 원자의 질량수는 단순히 핵 속에 있는 양성자와 중성자 수의 합.- 동위원소 : 같은 원소에서 양성자의 수는 같지만, 중성자의 수가 다른 원소.- 방사성붕괴 : 핵이 불안정한 원소들의 분해.4. 광물의 성질⑴ 결정형- 광물 내부의 규칙적인 원자 배열 구조가 밖으로 표현된 것.- 공간적인 제약이 없을 때 결정이 잘 발달.- 대부분의 광물이 제약을 받아 결정형을 띄지 못하는 결정들이 덩어리형태로 존재.- 육안으로 광물들을 구분하기 힘듬.그림 결정형⑵ 광택- 광물의 표면에서 반사되어 나온 빛의 모습이나 성질.- 금속 광택, 비금속 광택(유리 광택, 진주 광택, 견사 광택, 수지 광택 등)으로 표현.⑶ 색깔- 눈에 띄는 성질이긴 하지만 신뢰성이 떨어짐.⑷ 조흔색- 광물을 가루로 만들었을 때의 색깔- 조흔판에 문질러보아 알 수 있음.- 금속 광물은 비금속 광물보다 더 짙고 어두운 조흔을 남김.그림 조흔색(4)⑸ 경도- 광물이 마모나 긁힘에 대해 견디는 정도.- 분석할 수 있는 성질 가운데 가장 유용.- 지질학자들은 모스경도계라는 표준경도기준을 사용.- 경도를 알고 있는 물체로 미지의 광물의 경도를 추정할 수 있음.그림 모스경도계⑹ 벽개- 광물이 약한 결합을 지니는 면을 따라 쪼개지는, 즉 깨지는 현상.- 광물이 부서졌을 때 뚜렷하게 나타나는 매끈한 면을 관찰할 수 있음.- 벽개는 결정형이 아니다.그림 벽개(5)⑺ 단구(깨짐)- 벽개가 없는 광물이 깨진 것.- 패각상 단구 : 깨진 유리조각의 매끈하게 휘어진 모양.⑻ 비중- 광물의 무게를 같은 부피의 물의 무게와 비교한 것.⑼ 광물의 기타 특징들- 맛을 보는 것, 탄성 정도를 판단, 자성을 띄는 것, 감촉, 광학적 성질, 화학 시험법 등 으로 판단 가능.5. 광물군그림 지각 구성요소⑴ 조암 광물- 규산염 광물 : 모두 산소와 규소 원자를 포함.- 규소-산소 사면체라는 동일한 기본 구성단위.- 규산염구조를 연결시키는 원소 : 철, 마그네슘, 칼륨, 나트륨, 칼슘