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열점과 맨틀 그리고 플룸구조 하와이 등 판의 한복판에 위치한 화산을 설명하는 데 열점이라는 개념을 제시한 사람은 판구조론이 형성되던 중 변환 단층을 발견한 윌슨이다. 윌슨은 하와이 등 대양도의 화산 지형이 대양저에 띠 모양으로 있는 것, 활화산이 그 끝자락에 있는 것, 또 몇몇 활화산 섬에서 뻗어 나는 사화산의 배열이 거의 평행인 것에 주목했다. 이런 화산은 판 운동의 영향을 받지 않는 맨틀 심부에 마그마원이 있고, 그 위를 판이 옆으로 이동해 형성된다. 열점을 움직이지 않는 것이라고 가정한다면 열점에서 연결되는 화신 지형의 배열로 판 운동의 속도와 방향을 알 수 있다. 하와이에서 북서 방향으로 줄지은 해저화산군은 미드웨이 섬 근처에서 방향을 바꾸어 덴노 해산의 띠를 이룬다. 이것은 약 4000만 년 전에 태평양판의 움직임에 변화가.. 2022. 8. 4.
지구는 열기관이며 열에너지를 전달하는 맨틀 대류 1960년대 들어 판구조론이 새로운 지구관으로서 각광받으면서, 판 운동의 원동력인 맨틀 대류에 대한 연구가 활발해졌다. 유체가 들어 있는 용기를 아래에서 가열하면 위를 향해 솟구치는 상승류가 발생하고, 그 주변에서 하강류가 발생한다. 이것은 열을 효율적으로 수송하는 구조이며, 이 두 가지 흐름이 짝을 이룬다 하여 대류라 부른다. 지구 내부에서 대류가 발생할 가능성을 지적한 이는 지구 내부의 열원으로서 방사성 원소 존재의 중요성을 인식한 영국의 지질학자 아서 홈스이다. 그보다 앞서 열역학을 확립한 물리학자 켈빈 경은 지구가 탄생했을 때 내부가 걸쭉하게 녹아 있었다고 가정하고, 서서히 차가워져 현재에 이르렀다고 생각해 지구의 나이를 짐작하려고 했다. 그렇게 해서 나온 연대는 약 2000만 년 전으로, 현재 .. 2022. 8. 4.
기후 시스템과 피드백 지구 시스템 중에서 특히 지구의 기후 상태를 지배하는 요소 전체를 기후시스템이라고 한다. 그림 2-6은 기후 시스템의 개념도이다. 기후 변동을 해명하는 데 시스템 개념이 필요한 까닭은 기후를 변동시키는 요인이 실로 ㅗ다양할 뿐 아니라 그것들이 복잡하게 얽혀 기후 상태를 변화시키기 때문이다. 예컨대 역사시대 중에서도 특히 17세기부터 18세기에 걸쳐 기후가 한랭화한 시기가 있으며, 최종 빙기가 끝나고 나서 현재까지 가장 큰 한랭화였으므로 이 시기를 소빙기라 한다. 이 시기에 왜 기후가 한랭화했는지는 기후학의 중요한 과제로 남아 있다. 그 원인으로 이 시기에 태양 광도가 저하됐다는 설, 대규모의 화산 분화가 빈번하게 일어났다는 설 등 여러 가지 가설이 제시되고 있다. 일단 기후가 한랭화하면 산악 지역이나 극.. 2022. 8. 4.
서브시스템 그리고 대기와 해양의 변동 지구환경 변동의 작용 원리를 알아내려면 지구를 하나의 '시스템'으로 간주할 필요가 있다. 그림 2-1이 지구 시스템의 개념도이다. 지구를 하나의 시스템으로 간주하고, 그 변동을 연구하는 학문을 지구 시스템 과학이라고 한다. 이런 견해는 지구의 여러 부분이 모여 전체로서 지구환경이라는 하나의 총체를 이룬다는 인식에 뿌리를 두고 있다. 여기서 지구를 구성하는 '부분'이란 지구 내부를 구성하는 지각, 상부 맨틀, 하부 맨틀, 액체 외핵, 고체 내핵, 지구 표층의 대기, 해양, 강수, 설빙, 생물권, 나아가 지구 대기인 대류권, 성층권, 또 그 상공에서 우주 공간까지 펼쳐지는 전리권, 열권과 그것들을 에워싸는 지구자기권을 가리킨다. 이런 각각의 부분을 지구 시스템을 구성하는 서브시스템이라 한다. 서브시스템은 고.. 2022. 8. 4.
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