1. 지구의 표면
지구는 태양계 천체 중 물이 흐르는 유일한 천체로, 표면의 모습이 계속 변화해 왔다. 지구 표면에는 강과 호수, 바다, 들, 사막, 빙하, 화산을 포함한 산과 산맥 등 다양한 모습이 있으며, 앞으로도 계속 그 모습이 변화해 갈 것이다.
2. 지구에 관한 오해
인공위성이 없던 과거에는 지구 전체의 모습을 볼 수 없었다. 이로 인해 사람들은 눈으로 보이는 것에서 추론하여 지구에 관한 여러 가지 잘못된 생각들을 하게 되었다.
- 지구가 납작한 원기둥 모양이라고 생각했다.
- 지구의 윗면은 편평하고 아랫부분만 둥글다고 생각했다.
- 둥근 공 모양의 지구 속에 편평한 땅이 있다고 생각했다.
- 둥근 공 모양의 지구에서 북반구에만 사람들이 산다고 생각했다.
- 북극이 위쪽이어서 지구의 모든 곳에서 사람들이 북극을 향해 서 있다고 생각했다.
3. 어스 프라이머 시뮬레이션
•매체의 특징: ‘어스 프라이머(Earth Primer)’는 아이패드 전용 애플리케이션으로, 땅을 움직여 마그마를 발생시키고, 용암을 분출시켜 산을 만들고, 바람과 흐르는 물로 지표에 변화를 주어 지구의 다양한 모습을 만들 수 있다.
•활용 방법: 게임 형태의 활동을 통해 지구 표면의 다양한 모습과 생성 원리를 알 수 있게 해 준다.
4. 바닷물이 짠 까닭
바닷물에는 염화 나트륨, 염화 마그네슘, 황산 마그네슘 등과 같은 염류가 녹아 있다. 염류 중에서 가장 많은 양을 차지하는 것은 짠맛을 나게 하는 염화 나트륨이다. 바닷물 1 kg에 녹아 있는 염류의 총량을 g수로 나타낸 것을 염분이라고 한다. 염분의 단위로는 psu(실용염분단위)나 ‰(퍼밀)을 사용한다. 전 세계 바다의 평균 염분은 35psu로, 이는 바닷물 1kg에 염류 35g
이 녹아 있다는 것을 의미한다.
5. 사해
바닷물은 다양한 염류가 녹아 있어서 담수보다 밀도가 크다. 밀도가 크면 물에 뜨는 힘인 부력도 커지기 때문에 수영장보다 바닷물에서 더 쉽게 물에 뜰 수 있다. 사해는 바다보다 더 짠 호수로, 바다의 평균 염분 농도보다 9배 정도 높다.
6. 지구의 바다
지구 표면의 약 70 %는 바다로 덮여 있다. 육지의 넓이는 약 1억 4,900만 ㎢이고, 바다의 넓이는 약 3억 6,200만 ㎢이다. 하지만 지구 전체 부피에서 바다가 차지하는 비율은 약 0.1 %에 불과하다. 지구의 바다는 크게 태평양, 대서양, 인도양, 남극해, 북극해로 구분하고 있다. ‘태평양’이라는 이름은 최초로 세계 일주를 했던 마젤란이 붙인 이름으로 ‘매우 조용하고 평화로운 바다’라는 뜻으로 지었다고 한다. 태평양처럼 큰 바다를 ‘대양’이라고 부르는데, 대양에 비해 작은 바다는 ‘해’라고 한다. 우리나라를 둘러싼 서해, 동해, 남해 등을 예로 들 수 있다.
7. 구글 어스 프로(Google Earth Pro)
- 달
•매체의 특징: 프로그램을 이용하면 달의 표면을 관찰할 수 있다.
•활용 방법: 천체를 회전하면서 표면의 모습을 관찰할 수 있다. 녹화 기능, 길이 측정 기능, 이미지 저장 기능 등을 이용하여 수업에 활용할 수 있다.
- 달의 충돌 구덩이
충돌 구덩이는 단단한 표면의 천체에 다른 작은 천체가 충돌했을 때 생기는 구덩이로, 크레이터(crater), 충돌구, 운석 구덩이, 운석공으로 부르기도 한다. 1609년 갈릴레이(Galilei, G. 1564~1642)가 망원경으로 달을 관측한 이후 사람들은 달 표면의 충돌 구덩이에 많은 관심을 두었다. 20세기 중반까지는 충돌구덩이가 화산 폭발로 인해 생성된 것으로 생각되어 오다가 1890년대에 미국지질조사국(USGS)에서 충돌 구덩이는 천체가 충돌하여 생성된 것이라고 주장하였다. 현재까지 달 표면에는 많은 충돌 구덩이가 발견되었으며, 지름이 수십~수백 km에 이르기까지 그 크기가 매우 다양하다. 달의 충돌 구덩이에는 철학자, 과학자, 천문학자들의 이름이 붙여져 있다.
8. 지구에 생물이 존재하는 까닭
•지구와 태양 사이의 거리: 태양과 적당한 거리에 떨어져 있는 지구에는 물이 액체 상태로 존재할 수 있었다. 이로 인해 온실 효과를 일으키는 이산화 탄소가 물에 녹아 지구의 온도는 생물이 살기에 적당하게 유지될 수 있었다.
•액체 상태의 물: 액체 상태의 물은 비열이 크기 때문에 열을 오랜 시간 보존할 수 있다. 또한, 생물이 탄생하고 진화하는 데 물은 중요한 서식 환경이 된다. 지구에 물이 있어서 생물이 출현할 수 있었고, 현재와 같은 진화가 일어날 수 있었다.
•대기의 역할: 지구의 대기는 태양으로부터 오는 자외선 등과 같은 유해한 우주선을 차단하고, 지구로 들어 오는 작은 천체를 태워 지구와 충돌하는 것을 막아 준다.
•지구 공전 궤도 이심률: 물체의 운동 궤도가 완벽한 원에서 벗어나 있는 정도를 수치화한 정도를 이심률이라고 한다. 지구 공전 궤도 이심률은 약 0.017로 원에 가까워서 1년 동안 지구의 온도 변화가 작게 나타나므로 생명체가 살기에 적합한 환경이다.
•지구 자전축의 경사: 지구 자전축은 약 23.5°의 경사를 이루고 있어서 계절 변화가 나타나고, 그에 따라 다양한 생물이 번성할 수 있었다.
•적당한 크기의 위성: 달의 인력에 의한 조석 현상으로 해안 지대의 갯벌에 다양한 생태계가 형성될 수 있었고, 많은 생물이 번성할 수 있었다.
9. 달의 환경
달에서 생물이 살 수 없는 까닭은 생물이 살기에는 환경이 적합하지 않기 때문이다. 생물이 살기 위해서는 물과 공기가 있어야 하고, 지구처럼 생물이 살기에 알맞은 온도를 유지하고 있어야 한다.
•중력: 달의 중력의 크기는 지구의 약 1/6이다. 따라서 지구와 달에서 같은 물체가 자유 낙하할 때 달에서는 지구보다 약 6배 정도 천천히 떨어진다.
•대기: 달은 중력이 약해서 대기를 이루는 기체 분자들을 붙잡지 못한다. 따라서 달 주변에 존재하는 원자나 분자 물질의 밀도는 우주에 있는 매질의 밀도와 비슷하다. 달의 대기는 지구나 다른 천체에 비교하면 무시할 정도이기 때문에 달에는 대기가 없고, 진공 상태로 간주한다. 대기가 없는 달에서는 바람도 불지 않고, 소리를 전달해 주는 매질이 없으므로 소리도 전달되지 않는다.
•표면 온도: 달은 약 15일에 한 번씩 낮과 밤이 바뀐다. 햇빛이 비치는 낮 동안에는 약 130 ¾까지 오르고, 햇빛이 비치지 않는 밤 동안에는 약 –180 ¾까지 내려간다.
•물: 2009년 미국항공우주국(NASA)에서는 달에 물이 있는지 알아보기 위해 달의 남극에 충돌 실험을 하였다. 엘크로스 탐사선은 추진체 연료 통을 버리지 않고 달까지 가지고 가서 달의 남극에 있는 ‘카베우스 크레이터’에 충돌시켰다. 그 결과 냉각된 물 입자를 발견할 수 있었고, 미국항공우주국(NASA)은 이 충돌 구덩이에 7L~45L의 물이 있다고 추정하였다. 하지만
이 소량의 물로는 생물이 달에서 살기에 충분하지 않다.