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지구 순환이란
언젠가 바닷가에 가개 되면 모래읍 한 주먹 쥐고 잘 들여다보세요. 모래 알갱이둘이 저마다 다른 것을 알 수 있을 것입니다. 까만 것. 반짝반싹 히는 것이 있는가 하면 어떤 것은 녹색. 흰색. 혹은 갈색을 띠고 있습니 다. 현미경으로 자세히 보면 서로 다른 부분들이 더 많이 보입니다. 동 굴동굴한 모래도 있고 뾰족하거나 각이 진 모래도 있습니다. 이 모든 차 이는 그 모래듄이 한 가지 중요한 목성윤 공유하고 있기 때문에 나타나 는 것입니다. 이뮬이 지구에서 일어나고 있는 커다란 순환의 일부분이 라는사실입니다. 모래 알갱이 의 색깔이 저마다 다른 것은 원래 모래가 생겨난 내륙의 바위가각각다르기 때문입니다. 바닷가에서 파도에 씻기고. 땅에 찍히 기도 하고. 다른 바위에 섞이기도 하고. 땅 위로 다시 올라오는 등의 일 을 여러 번 겪으면서 모래 알갱이의 모양온 더욱 다양해집니다. 이 같은 바위의 풍화. 침식. 퇴적 작용. 그리고 새로운 바위의 생성온 지구가 태 어난 이후 계속되었으며 대양이 타오르는 한. 그리고 지구가 축운 때까 지 계속킬 것입니다. 이처럽 지구에서는 거대한 순환이 계속되고 있기 때문에 여러분이 지금 손에 쥐고 있는 모래듈은 지구가 어렸읍 때 만듭 어진 이른바 ·1세대 암석의 파편인지도 모읍니다. 과학자들은 자연을 연구하는 과장에서 지구의 모습윤 변화시키는 여 러 가지 현상윤 발견합니다. 빗방울은 바위와 토양을 계속 침식하여 모 래와 점토를 만들어내고, 흐르는 강물은 주변의 산과 언덕에 있는 퇴적 물을 하류 계곡까지 운반합니다, 바다와 호수의 물은 증발하여 새로운 비구읍윤 만듄어냅니다. 이렇게 지구의 표면을 싸고 있는 바위. 윤, 그리 고 대기는 언재나 끊임없이 한 곳에서 다른 곳으로 움직이고 있습니다. 문은 바다에서 중방하여 다시 땅으로 내려와 지하수가 되거나 호수에 잠시 머물기도 합니다.
지구의 기후가 전반적으로 추위지면 물은 국지 방을 중심으로 뻗어 있는 커다란 빙하에 갇히게 되어 전체적으로 해수 면이 낮아지게 됩니다. 그러다가 따뜻해지면 빙하는 줄어들고 빙하가 녹은 물은 바다로 돌아갑니다, 바위처럽 물도 순환하고 있습니다. 대기도 하루의 날씨롭 변화시키는 락월풍으로부터 지속작으로 기후 붑 변화시키는 장기간의 영향에 이르기까지 위풍당당한 순환에 따라 움 직입니다. 한마디로 말하만 오늘날 과학자둘은 지구에서 일어나는 여러 가지 순환이 서로 깊이 연관되어 영향을 끼친다는 사실윤 잘 알고 있습니다. 우리는 이제 지구 가 복잡한 기어와 움직이는 부품듐로 이두어진 매우 놉라운 기개라는 사실은 께닫기 시작했습니다. 무엇보다 멋진 인은 우리가 그 기계가 어떻개 움직이고 각 부품들이 어떻게 조립되어 있는가몸 이해하기 시작했 다는집입니다. 변화의주기 지구에 있는 어떤 것도 영원하지 않습니다. 산은 풍화되고 대륙은 갈라 집니다. 바다가사라지는가 하면 빙하가 생겨났다가 또 녹아버립니다. 번화야말로 지구의 대표작인 목징입니다. 그러나 이러한 변화 속에도 규칙이 있습니다. 우선 지구옵 이부고 있는 원자의 수는 한정되어 있습 니다. 한 부분을 구성하는 원자가 다몬 부분에 사용되려면 빠져 나간 자 리들 메울 원자물 어디에서든 가져와야 합니다. 볼목으로 가득 찬 방에 서 놀고 있는 어린이처럽 지구가 가지고 놀 수 있는 블록의 수는 재한 되어 있는것입니다. 암석의순환 지구상에는 다양한 종류의 암석이 있습니다. 과학자둘은 모든 암석을 화성암. 되적암. 변성암이라는 세 가지 기본 형태로 분류했습니다. 단지 연구를 편리하게 하기 위해 이렇게 분류를 한 것은 아닙니다. 각각의 암 석은 복잡하고 상이한 과거의 기록이며 광물의 조직과 형태 조합하여 읽을 수 있습니다.
모든 암석들은 한 형태에서 다몬 형태로 바뀌었다가 다시 원래 모습 으로 듄아오기도 합니다. 지질학자둘은 이러한 변화를 암석의 순환이라 고부읍니다, 화성암은 지구의 껍질 즉 지각의 상태에서 바위로 시작되었습니다. 우주 궁 간에 지구가 최초로 태어났윤 때 지구는 률림없이 빛나는 붐덩이였을 것입니다. 붉개 빛나는 액세 상태의 바위가 굳기 시작하면서 암석의 순 환은 시작되었습니다. 치움에 지구에 있는 모든 암석은 화성암이었습 니다. 오늘날 화성암윤 만드는 과정 중 가장 장관은 화산 활동입니다. 회~ 이 폭발하면서 분춥된 액체 상태의 마그마는 대기 중 또는 수중에서 지 표로 쏟아져 나옵니다. 가장 규모가 크고 파괴적인 화산활동은 주로 육 지에서 일어납니다. 화려한 빛을 내는 용암은 분출하면서 밤하늘을 수 놓고 지표 위몹 호르면서 많은 생명과 재산옵 파괴하고 지구 표면의 모 습옵 바꾸어놓습니다 이듭 화산에서 분출되는 뭄질은 주로 어두운 색 의 현무암질 용암으로서 굳어지기 전에는 끈끈한 점성옵 띠고 있습니 다.1980년에 폭발한 미국의 세인트헬렌스 화산의 경우처럼 용암이 타 르처럽 진하고 점성이 높아서 별로 훌러내리지 않는 경우도 있습니다. 화산이 푹발하기 전까지 높아진 압력이 해소되려면 당연히 엄청난 불꽃 놉이가핀요합니다. 마그마 중에는 표면까지 도달하지 못하고 땅속에서 굳어버리는 것듄 도 많습니다, 이렇게 마그마가 지하에서 굳어서 생긴 암석윤 지청학자 둘은 관입암이 라고 하여 표면으로 니온 분출 용암과 구분하고 있습니 다. 관입암은 지구 깊은 곳에서 형성되기 때문에 관입암이 표면에 드러 나기 위해서는 바로 위에 있는 암석충이 수백만 년의 세월 동안 융가되 어 침식될 때까지 기다려야 합니다. 이렇게 긴 세월이 호른 후 표면에 드러난 관입암은 진기한 모습을 보여주기도 합니다.
마그마는 수 킬로미터에 이르는 사암충을 뚫고 솟이올랐 으나 표면까지는 이르지 못했습니다. 지하에서 식어 가면서 마그마는 길고 커다란 수직 기둥이 되었습니다-그리고 수백만 년이 호론 후 주변 의 사암층이 풍화미면서 아주 우아하고 거대한 화성암 기둥이 드러난 것입니다. 퇴적암<< 아직 나이가 어린 때의 지구룹 상상해몹시다. 부글부굴 끓고 있는 바다 여기저기에는 화산이 솟아 있고 이 화산들은 바람과 과도에 의해 침식 됩니다. 바위둘의 파편은 바다 밑으로 쓸려가 바다와 대륙 사이에 모래 해안을 만둘고 계곡을 흐르는 강과 호수의 밑바닥에는 침식된 바위조각 둘이 쌓이게 됩니다. 시간이 호르면 화성암조각으로 이루어진 충이 켜 봅 이무며 쌓여 두꺼운 퇴적충윤 형성하고 이것이 굳어서 바위가 되는 데 이란 암석옵 퇴적암이라고 합니다 암석을 부수어 퇴적층을 만드는 형상을 풍화 작용이라고 하는데 여기 에는 여라 가지가 있습니다. 바다의 조유. 강물의 흐릅, 바랍에 날려온 모래 등이 바위를 침식시키는 것. 암석 툼이나 구멍 안에 있던 물이 얼 면서 쐐기처럽 암석을 쪼개는 것이 물리적 풍화 작용입니다. 화학적 풍 화 작용은. 나무나 풀뿌리가 우리가 걸어 다니는 인도롭 조금씩 망가뜨 리는 것처럼 유기체의 환동이 압석을 풍화시키는 것입니다.
이러한 모든 과정을 통해 우리가 알고 있는 퇴적암이 형성됩니다. 오랜 세월 퇴적물은 쌓이면서 모래 해안을 덮어버립니다. 이 모래는 지각 내부에 갇혀 압력과 열을 받게 되고 되적충의 굉물과 섞여 사암을 형성합니다. 니증에 조산 운동이 일어나면 이 사암충은 융기하고 그 결 과 다시 풍화 작용이 시작되는데 결국 사암의 입자들은 모두 쪼개져서 또 다른 해안으로 실려가게 됩니다. 여러분들이 즐겨 찾는 해수욕장에 있는 모래 알갱이둘은 먼 과거에논 다론 해변에 있었고 미래에는 또 다 븐 바닷가에 가 있윤 것입니다. 과거 30억 년 동안 유기체둘은 되적암의 형성에 직접적으로 관여해 왔습니다. 식몹이 죽으면 가지와 잎사귀와 등치가 늪에 쌓여 석탄충이 만듄어집니다. 또 바다에 살고 있는 미생뭄윤의 시세는 해저에 가라앉 아 두꺼운 충윤 형성하는데 여기서 석회암이라고 부르는 퇴적암이 형 성됩니다. 퇴적암은 보통 바다와 호수 바닥에 겹점이 쌓여 있는 퇴적충으로부터 형성되기 때문에 여러 개의 충으로 되어 있어서 마치 책을 덮어놓고 옆 에서 보는 것과 비슷합니다. 대표적인 퇴적암으로는 사암(모래)． 세일 (십트와 점토)． 석회암(미생을의 잔해)이 있습니다. 퇴적암<< 흐많암과 뵈적암은 처음의 모습을 언재까지나 보존하고 있지는 않습니 다. 이 암석들은 지표에서 풍화 작용을 통해 새로운 퇴적충을 형성하고 이러한 되적충은 시간이 호름에 따라 온도와 압력의 작용으로 더욱 재 미있는 변화롭 겪개 됩니다. 점토롤 비롯한 몇 가지 광윤은 고온에서는 벽돕윤 구운 때처럼 수분윤 내놓고 또한 고압에서는 흑연이 160킬로미 터 자하에서 다이아본드로 바뀌는 것처럽 원자 구조에 변화가 일어나 보다 치밀한 강물로 바뀌기도 합니다.
이처럼 처음에 형성된 모습에서 변화된 암석을 변성암이라고 합니다. 이들 암석들은 끊임없는 지구의 변화를 잘 보여줍니다. 미국 북동부 뉴잉굴랜드 지방 산꼭대기에 있는 노두(露頭)에서는 지하 30킬로미터 에서 1.ooo·c의 열윤 받았윤 때 생성되는 광뭄을 찾아봅 수 있습니다. 이곳의 암석 구조옵 보면 이 노두가 과거에는 깊은 바다 밑바닥에 있었 던 것임용 안 수 있습니다. 세원이 호르면서 이 노두륜 이무는 퇴적층 위에 육지에서 흄러든 퇴적묻이 쌓이고 또 쌓이면서 이 충은 점점 더 깊 이 파口히게 된 것입니다. 그러다 북아메리카 대륙판과 유라시아 대륙 ~ 판이 부딧히면서 그 사이에 있는 대양저의 되작충에 압력이 가해져 애 팔래치아 산맥이 형성되었습니다. 이때 바다 밑 되적층이 이 조산 운동 에 의해 열과 압력을 받아 서서히 변해 갔습니다. 석회암충은 버몬트 주 의 대리석충으로 변하였고 세일충은 편마암으로 변한 후 커다란 석류석 과 기타 고입에서 형성된 광물로 이루어진 일종의 빛나는 변성암인 천 매암으로 변하였습니다. 그로부터 2억 년에 걸친 침식과 융기롭 동해 이 거대한 암석충은 지표로 나와 옛날의 풍화와 부식윤 이야기하고 암 석의 순환운 다시 시작한 준비뮤 하고 있습니다. 인간도 기념비나 묘비 에 쓰기 위해 체석 작업을 합으로씨 이러한 변화에 참가하고 있습니다, 세 가지 형태의 암석은 풍화되어 퇴적충을 형성하고. 용융되거나 변 성 과정을 통해 새로운 순환을 시작합니다. 이렇게 암석은 순환을 계속 합니다. 틀의순환 지구가 갖고 있는 물의 양은 한정되어 있습니다. 지구 표면에는 탄생 초 기부터 오늘날과 비숫한 양의 웅이 있었고 이것은 줄어들지 않은 것 같 습니다.
마치 요술주머니처럼 아무리 써도 없어지지 않는 까닭은 바위 처럼 뭄도 계속 사용되면서 다시 채워지는. 죽 순환하는 과정윤 밟고 있 기 때문입니다 탄생 직후 지구가 냉각되기 시작했을 때 표면에 있던 문은 아마도 운 석의 충돔이나 갓 태어난 태양에서 쏟아진 태양풍에 의해 날아가버렸을 것입니다. 헌재 대기롭 이쿠고 있는 기체들처럼 오눌날 바다에 있는 물 도 탄생 초기에 암석 내부에 저장되어 있다가 화산 활동읍 몽해 지표로 움라온 것입니다. 행성이 형성되는 과정에서 반드시 바다와 대기가 생 겨난다고는 할 수 없습니다. 수성이나 단처럼 작은 천체는 표면에 액체 나 기체롭 산잡아 두기에는 너무 작습니다. 수중기. 질소. 수소처럼 가 볍고 움직임이 활발한 기체 분자듬은 작은 천재의 약한 중력장윤 조금 씩 벗어날 수 있습니다. 만약 지구가 지금보다 훨씬 작았다면 바다는 없 었을 것이고 따라서 생명 체도 존재할 수 없었을 것입니다. 지구는 바다. 호수, 강. 빙산. 지표수. 대기 중에 약 2 X 10'"입방미터(1 입방미터는 1천 리터의 물이 들어가는 앙입니다)의 물을 갖고 있습니다. 또 지금 당장 인간이 사용할 수는 없지만 지각과 맨들에 있는 암석에 상당 한 양의 묻이 갇혀 있습니다. 지구 표면에 있는 묻 가운데 바다가 약 97%를 차지하고 있고. 약 lM,가 빙산과 빙하 상태로 촌재하고 있으며. 담수는 나머지 1% 조금 못 되는 양입니다. 이 비윤은 빙하기 같은 기후 변화의 시기에는 약간 다몹 수 있습니다. 그러나 어쨌든 몸의 전체 양 중 담수가 차지하는 비중은 극히 인부분에 군과합니다. 물의 순환은 비읍 보면 잡 압 수 있습니다. 바닷물이 중반하여 구몹윤 형성한 후 비가 되어 지표에 떨어집니다.
지표에 내린 비는 다시 강으로 모여 바다로 흘러들어가게 됩니다. 몇 주 내지 몇 달 걸리는 이 짧은 비 의 순환온 물론 물 순환의 일부분이지만 지구 전체에 걸친 순환은 훨씬 복잡합니다. 그 가운데에는 몇 시간으로부터 몇백만 년에 이로는 여러 가지 순환이 서로 얽혀 있습니다. 지구읍 무대로 한 이 퍼즐 게임에도 열쇠가 되는 조각돕이 몇 개 있습니다. 바다<< 바다는 지구 표면의 4분의 3을 덮고 있습니다. 바다의 평균 깊이는 약 5 킬로미터로 우리에게 친숙한 바다는 주로 햇빛을 홉켜二하는 얇은 표면충 (깊이 수백 미터)입니다. 이 표면충은 지구의 모든 몸을 담고 있는 어둡 고 차가운 저수지의 표면이라고 할 수 있습니다. 바닷속으로 깊이 돕어 갈수목 불온 더 차갑고 더 짜집니다. 압력도 점점 옵라가서 아주 깊은 곳은 1제곱센티미터당 몇 몬에 이르기도 합니다. 대육 근처에는 얕은 바닷물이 대륙붕을 덮고 있습니다. 대륙붕은 원래 대륙이었는데 바닷물 의 침입으로 형성된 것으로 추축됩니다. 보동 수십 킬로미터 정도 대륙 에서 뻗어나와 있으며 가장자리에 이르면 갑자기 깊어집니다. 흔히 혼합총이라고 불리는 바다의 얇은 표면충은 아주늘 목별합니다. 태양에 의해 가열되고 대기와 혼합된 이곳에는 픕랑크톤과 해조뮤에서 콘 뭄고기와 바다 포유유에 이르기까지 많은 생[강세가 살고 있습니다.