- 화산과 지진의 원인 - 맨틀의 대류
지구는 여러 개의 땅 조각으로 이뤄진 지각으로 덮여 있어요.
지각 아래에는 맨틀이 있고, 맨틀은 아주 뜨겁고 물렁물렁해요.
맨틀 아래에는 맨틀보다 훨씬 더 뜨거운 핵이 있어요.
맨틀은 사실상 지각보다 더 단단한 고체 상태이지만 지구 내부의 핵이 온도가 높기 때문에 핵과 맞닿는 맨틀의 암석은 단단함에도 불구하고, 열로 인한 부피 팽창으로 유체와 같은 성질을 가지고 움직입니다. 그래서 물을 가열하면 수증기가 되어 위로 올라가는 것처럼 핵에 가까운 맨틀은 핵의 열로 인해 위로 올라가고, 지각에 가깝게 위로 올라간 맨틀은 서서히 굳고 식어서 다시 밑으로 가라앉게 됩니다.
이와 같은 현상을 '맨틀의 대류'라고 하는데, 맨틀의 대류로 인하여 지각과 맨틀 사이의 판이 움직이게 되고, 판이 움직이게 되면서 우리가 느끼지는 못하지만 판 위의 지각은 매일 움직이고 있답니다.
맨틀의 대류에 의해서 판이 움직이게 됨에 따라 땅 조각들은 맨틀 위에서 조금씩 서로 부딪치기도 해요. 그러면 땅이 솟아올라 산이 되지요.
또 땅 조각들이 부딪치는 곳에서는 땅이 흔들리는 지진이 많이 일어나기도 하고, 맨틀의 마그마가 분출되면서 화산이 일어나기도 해요.
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2. 화산활동
마그마가 지각의 약한 틈을 뚫고 지표로 빠져나오면서 용암, 화산 기체, 크고 작은 고체 물질이 분출되는 현상을 화산활동이라 해요.
화산 활동이 활발하게 일어나는 지역은 띠 모양으로 분포하는 곳으로, 판의 경계와 거의 일치해요. 주로 발산형 경계(판과 판이 서로 멀어지는 것)과 수렴형 경계(판과 판이 부딪쳐 가까워지는 것)에서 활발하게 일어나요. 세계 주요 지진대와 화산대의 활동이 중첩된 지역을 '환태평양조산대'라고 해요.
이 지역은 태평양을 둘러싸고 지구상의 지진 중 약 90%가 이 '불의 고리'를 따라 발생하고, 활화산 중 약 75%가 이 곳에 분포해요. 서로 부딪히는 수렴형 경계로 대륙판과 해양판, 해양판과 해양판 사이의 섭입대(대륙판이 해양판을 먹는 형태)를 형성하고 있어요.
이 섭입대 바로 위 대륙판을 따라 화산, 지진이 발생해요.
마그마는 맨틀에 존재하는 암석 형태로 고체 상태에요. 고체 상태의 물질이 액체 상태의 마그마가 된 이유는 온도가 높고, 압력이 감소하는 경우에요. 핵에서 가까워진 맨틀의 온도가 높아진 경우와 해령에서 판이 벌어지면서 압력이 감소하는 경우가 이에 해당되지요.
마그마는 주위의 암석보다 가벼워서 서서히 상승한 뒤 마그마굄을 이루었다가 지표로 분출해요. 마그마에는 가스 성분이 포함되어 있는데, 마그마가 지표의 약한 곳을 뚫고 나와 땅 위로 흐르고 가스 성분이 빠져 나간 것을 ‘용암’이라고 해요. 이러한 마그마나 용암이 식어서 굳어진 암석이 바로 ‘화성암’이에요.
* 외륜산 : 화산 가운데 분화구와 칼데라를 둘러싸고 있는 산으로 화산의 분출물로 만들어졌어요.
* 칼데라 : 둥근 모양으로 땅이 우묵하게 파인 곳으로 화산 폭발 뒤에 마그마가 빠져나간 빈 자리로 땅이 내려앉아 생겨요.
* 화구 : 땅속의 마그마와 화산 가스가 나오는 구멍으로 분화구라고도 해요.
* 기생화산 : 큰 화산의 주변에 만들어진 작은 화산들로 화산이 분출할 때 마그마가 나가는 길이 가지를 쳐서 생겨요.
* 마그마굄 : 화산 아래 땅속에 많은 양의 마그마가 모여 있는 곳으로 화산 활동의 원인이 되요
3. 화성암
화산활동으로 만들어진 암석을 화성암이라해요.
화성암은 마그마가 땅 아래의 얕은 곳이나 땅 위로 나와서 굳은 화산암과 땅 속 깊은 곳의 마그마가 굳은 심성암이 있어요. 화산암은 유문암과 현무암이 있고,
심성암은 화강암과 반려암이 있어요. 화산암은 마그마가 지표면으로 나오면서 빨리 식어서 암석을 이루는 알갱이가 작고, 심성암은 마그마가 땅속 깊은 곳에서 식어 만들어져 암석을 이루는 알갱이가 커요.
* 천연 분수, 간헐천 : 지하수가 마그마나 지열 등에 의해 끓어오르면, 수증기가 생겨나고 압력이 높아져 땅 위로 물과 수증기가 솟아오르게 된다.
이와 같이 간격을 두고 뜨거운 물과 함께 수증기와 여러 종류의 가스가 땅 위로 솟아오르는 샘을 간헐천이라 한다. 간헐천은 한 번 분출한 뒤에는 잠잠하다가 수증기의 압력이 올라가면 다시 뿜는 것을 반복한다.
(학습정리)
1) 마그마가 맨틀의 대류에 의한 판의 경계에서 지표로 빠져나오는 현상을 화산이라 한다.
2) 화산활동이 활발히 일어나는 지역은 판의 경계와 일치하며, 환태평양조산대라 칭한다.
3) 마그마굄은 화산 활동의 원인이 된다.
4) 화구는 땅속의 마그마가 화산가스가 나오는 구멍으로 분화구라 불린다.
5) 칼데라는 둥근 모양으로 땅이 파인 곳으로 화산 폭발 후 마그마가 빠져나간 자리이다.
6) 외륜산은 분화구와 칼데라를 둘러싸고 있는 산으로 화산의 분출물로 만들어졌다.
7) 화산활동으로 형성된 암석을 화성암이라 한다.
8) 화성암은 마그마가 지표로 분출되면서 만들어지는 화산암과 마그마가 땅 속 깊은 곳에서 생긴 심성암이 있다.
9) 화산암은 현무암과 유문암이 있다.
10) 심성암은 화강암과 반려암이 있다.
11) 화산암은 가스가 분출된 구멍이 있으며, 알갱이가 작다.
12) 심성암은 알갱이가 크다.
13) 간헐천은 지하수가 마그마의 열에 의하여 끓어오르게 되면서 지표를 뚫고 나온 천연 분수이다.
4. 지진
지진은 지구 내부에서 생긴 진동이 사방으로 전달되어 땅이 흔들리는 현상을 말한다.
지진의 발생 원인으로는 단층이나 화산 폭발 등이 있다. 또한 단층과 화산 폭발의 원인은 맨틀의 대류에 의한 지각의 변동으로 발생한다.
지진대는 지진 활동이 활발하게 일어나는 지역이 띠 모양으로 분포하는 것으로 판의 경계와 거의 일치한다.
지진이 발생할 때 생긴 진동이 사방으로 전달되는 것을 '지진파'라고 한다.
우리가 달리기를 할 때, 운동장보다 모래 사장에서 달리기가 더 힘든 것처럼 지진파도 통과하는 물질의 종류와 상태에 따라 전파 속도가 달라진다. 지진파는 성질이 다른 물질을 통과하면서 반사(물질에 부딪혀 되돌아 가는 현상) 또는 굴절(물질을 통과하면서 꺾이는 현상)한다. 지진파는 각 관측소에서 설치된 지진계에 기록된다.
지진파는 P파와 S파가 있다. P파가 S파보다 속도가 빨라서 P파가 가장 먼저 도착하여 기록되고, S파가 두 번째로 기록되며, 진폭이 클수록 지진의 피해가 크다.
땅 속에서 지진이 발생한 장소를 '진원'이라고 한다. 진원은 지진을 일으키는 에너지가 발생한 지점으로 진원에서 지표면으로 수직으로 연결된 지점을 '진앙'이라고 한다.
진앙은 진원에서 가장 가까운 지표(땅 표면)이기 때문에 지진이 발생했을 때, 가장 큰 피해를 입는 곳이다.
지진이 발생했을 때 지진계에 가장 먼저 기록되는 파를 P(primary)파라고 한다.
P파는 파의 진행 방향과 평행하며, 전파 속도가 빠르기 때문에 가장 먼저 도착한다.
고체, 액체, 기체를 통과할 수 있으며 진폭이 작기 때문에 피해 정도가 비교적 작다.
또한 지진이 발생했을 때, 지진계에 두 번째로 기록되는 파를 S(secondary)파라고 한다.
S파는 물질의 진동 방향과 파의 진행 방향이 수직이다. 전파속도는 느리며, P파가 도착한 후 두 번째로 도착한다. 고체를 통과하며, 진폭이 크기 때문에 피해 정도가 비교적 크다.
지진이 일어나면 건물이 파괴되고, 인명 피해가 발생하기도 한다.
또한 산사태가 나거나 지진 해일이 발생한다. 그렇기 때문에 건물을 지을 때 내진 설계를 해야 하며, 실내에서는 탁자 아래와 같은 공간으로 피하고 방석 등으로 머리를 보호해야 한다. 또한 큰 계단이 있을 때에는 계단을 이용하여 침착하게 대피해야 하며, 산이나 급한 경사지에서는 산사태나 붕괴 위험이 있으므로 안전한 곳으로 대피해야 한다.
자동차에 타고 있을 때에는 대피하는 사람들이나 긴급 차량이 통과할 수 있도록 중앙 부분을 피해 도로 오른쪽에 정차시켜야 한다.
학습정리
1) 지진은 지구 내부에서 생긴 진동이 사방으로 전달되어 땅이 흔들리는 현상을 말한다.
2) 지진의 원인은 맨틀의 대류에 의한 단층, 화산폭발 등이 있다.
3) 지진대는 지진활동이 활봘히 일어나는 지역이 띠 모양으로 분포하는 것으로 판의 경계와 거의 일치한다.
(발산형 경계와 수렴형 경계에서는 화산,지진 / 보존형 경계에서는 지진만 자주 발생)
4) 지진이 발생한 장소를 진원이라 하고, 진원에서 지표면으로 수직으로 연결된 지점은 진앙이라 한다.
진앙은 진원에 가까운 땅으로 지진 피해가 가장 큰 곳이다.
5) 지진파 : 지진이 발생할 때 생기는 진동이 사방으로 전달되는 것으로 P파와 S파가 있다.
6) P파는 파의 진행 방향과 평행하고, 전파 속도가 빠르기 때문에 가장 먼저 도착한다. 또한 진폭이 작기 때문에 피해가 작다.
7) S파는 파의 진행 방향과 수직이고, 전파 속도가 느리며, 진폭이 크기 때문에 피해가 크다.
8) P파는 고체, 액체, 기체를 통과하기 때문에 맨틀, 외핵, 내핵까지 도달한다. 그러나 S파는 고체만 통과하기 때문에 맨틀까지만 도달한다.
9) 우리나라 주변의 유라시아 대륙 판 아래로 태평양의 해양판이 들어가기 때문에 그 일대의 일본에서 화산활동과 지진이 발생이 잦다.
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