原始的 文化民族의 自然에 對한 關心은 多分히 宗敎的 色彩가 濃厚한 天地創造의 神話로 包括되었다고 말할 수 있다. 古代人이 보고 들은 範圍의 廣狹(廣狹)과 住居하는 環境의 差異에 따라 各 民族이 가졌던 宇宙觀度 各各 달랐다.

그러나 그들의 共通된 特色은 神이 萬物을 創造했다는 點이다. 따라서 地震·洪水·火山의 分化 等의 地質學的 現象을 神의 노여움의 發露로 보았다. 따라서 모든 自然現象을 透徹히 觀察하고 正當한 說明을 誘導하려는 생각은 갖지 못했고, 敬畏와 恐怖의 對象이 되었던 것이다.

그러나 그리스時代에 들어와서 科學的 槪念으로 萬物을 보는 哲學者들이 나와 自然에 對한 思想이 一帶飛躍을 가져왔다. 그것은 宇宙의 根本을 에너지에 두는 思想, 萬物의 指數風化(地水風化)의 4元素說, 原子說, 地球의 萬有 中心說 地心(地心)에 불이 있다는 說, 化石에 依한 知覺 變動설, 地球의 크기 測定, 山脈의 關係, 물의 作用, 陸地의 化石의 存在, 鑛物과 化石의 利用 等은 그 時代의 主要한 論點들이었다.

15世紀 中葉부터 그리스 精神의 復興運動과 宗敎的 束縛으로부터 解放되려는 눈으로 萬物을 보는 기운이 猛烈히 擡頭되어 印刷術의 發明, 新大陸의 發見을 이루었고, 이들을 통해서 새로운 知識이 啓發되었다.

르네상스의 運動과 함께 이탈리아에서는 化石에 關한 많은 資料가 發見되었다. 그러나 當時 이에 對한 解釋이 區區해서 化石을 調和(造化)의 失敗作, 水蒸氣에 依해서 바다속으로부터 運搬된 것, 또는 하나의 鑛物로 보는 等 그릇된 判斷을 眞摯하게 論議했던 것은 유감스러운 일이었다.

16, 17世紀부터 物理·化學의 進展과 함께 새로운 角度에서 地球를 記載하려는 試圖가 始作되었다. 이 때부터 堆積物을 海洋性과 淡水性(淡水性)으로 區分하고, 化石을 過去에 棲息하던 生物로 認定하였으며, 累積된 地層에서 下位의 地層이 上位의 地層보다 고기(古期)의 것이라는 層序學的(層序學的) 原理도 나타났다. 18世紀 初부터 英國人들에 依해서 地質圖가 처음으로 그려지기 始作했다.

코페르니쿠스나 갈릴레오 等이 地球의 形象과 運動 等을 밝혔을 무렵, 데카르트와 라이프니치는 地球의 發生史를 論하여 地球가 高溫의 天體로부터 冷却된 것이라고 示唆했다.

17世紀 後半부터 巖石의 成人에 關해서 火成說(火成說)과 수성설(水成說)의 對立이 始作되었는데, 이는 18世紀 後半 베르너(水成論者)와 下톤(水成論者)의 時代에 이르기까지 거의 1世紀에 걸친 큰 論爭이었다.

같은 時代에 유럽 各地에서 地層의 層序와 鑛物 硏究가 盛行하였으며, 한便 프랑스의 게타드 같은 이는 各地를 遍歷하여 서로間의 關係와 巖石鑛物·溫泉·化石 等의 山地를 綜合하여 地質圖로서 出版하는 作業에 熱中하였다. 이는 萬國 地質調査所와 같은 任務의 始作이다.

有名한 地質學者 지텔은 1790年에서 1820年에 걸친 戰後 30年을 地質學史上 英雄時代라고 불렀다. 이 時代는 單純한 臆測에 滿足하지 않고 野外에서 새事實을 發見하고, 硏究室에서 정밀히 觀察하여 하나하나 眞理에 接近해 갔다. 이리하여 地質學의 根底가 굳혀졌다.

19世紀 初에서 中葉에 걸쳐 地質學은 다음과 같은 要因에 依해서 큰 發展을 이룩하여, 現代 地質學의 基礎를 確立했다. 1) 新大陸에 關한 知識이 增加했다. 2) 各國 大學에서 地質學을 하나의 講座로 分配했다. 3) 各國 各地方에 地質調査所를 急히 開設하여 地質圖를 일정한 縮尺으로 統一 刊行했다.

19世紀 初에 들어와 英國의 天才的 地質學者 찰스 라이엘은 不滅의 名著 『地質學 原理』에서 自然系 變遷의 基本原理 卽 "現在는 過去를 아는 열쇠다"라는 第一설(齊一說)을 主唱하여 學界의 많은 支持를 얻었는데, 이는 現在도 地質學 思潮의 根幹이 되고 있다. 19世紀 後半에 들어서자 外因的 및 內人的 動力地質學이 活潑하게 일어나 그 때까지의 모든 地質學的 資料를 綜合化하는 方向으로 轉換되었다. 니콜이 1827年에 偏光顯微鏡을 發明한 以來 巖石學度 그體系를 整備하여 巖石 成人에 關한 理論이 定立되기 始作했다.

19世紀 後半에서 20世紀 初에 들어와 巖石學을 熱力學的인 理論化學, 卽 化學平衡論과 化學成分上의 觀點에서 地球化學的 硏究가 始作되었으며, 이에서 火成巖 成因論·變成相 槪論 및 理論的 堆積론 等이 樹立되었다. 또한 地震波 硏究를 主로 하여 地球內部의 構造가 밝혀졌다.

1950年代부터는 同位元素를 利用하는 分野가 地質學에 導入되어 巖石의 絶對年齡 測定, 同位元素비에 依한 物質의 變遷史 等 許多한 問題를 解決하는 길이 트였다.

때를 같이 해서 南極大陸과 大西洋·印度洋·太平洋 및 北極海의 海底에 對한 先進 各國의 聯合的 探査活動으로 知覺과 그 下部의 構造運動을 推理할 수 있게 되었으며, 同時에 맨틀을 對象으로 하는 高溫·高壓의 맨틀地質學이 現代 地質學의 尖端的 位置를 차지하게 되었다.

<李 大 聲>

地球와 그 內部構造 [ 編輯 ]

地球와 그 內部構造 [ 編輯 ]

地球－內部構造

古代 이집트 사람들은 自己들이 살고 있는 世界는 나일江을 中心으로 한 平野와 그 周邊을 에워싸고 있는 山地(山地)로 이루어져 있다고 생각하였고, 古代 印度人은 커다란 거북을 타고 있는 코끼리가 히말라야 山脈 따위의 産地를 떠받치고 있다고 생각했다. 이런 段階에서는 아직까지 사람들은 地球가 둥근 공 模樣이라는 觀念을 갖지 못하였다. 그러나 알렉산드리아(Alexandria)時代에 접어들어 에라토스테네스(Eratosthenes, 紀元前 275景∼194景)는 簡單한 天文觀測과 對象(隊商)들의 旅行 日數(日數)를 根據로 地球를 求刑(球形)이라고 看做할 때의 半지름을 決定하였다. 그의 數値(數値)는 오늘날의 數値와 比較하여 12% 假量 컸으나 當時로 봐서는 놀라울 만큼 正確한 값으로서, 이로 말미암아 그는 測地學(測地學)의 援助(元祖)라 일컬어진다.

17世紀 以後 近代科學이 隆盛함에 따라 地球의 形態와 크기에 關한 知識도 急速度로 正確해졌다. 뉴턴(I. Newton)은 그 有名한 著書 『프린키피아(Principia)』(1687)에서 地球 楕圓體說을 提唱하여 扁平率(扁平率)을 230分의 1이라고 計算하였다. 이 學說이 옳다는 것은 18世紀에 들어서서 프랑스 사람들이 實際로 地球의 크기를 測量해 봄으로써 實證되었다. 한便 18世紀에 있어서 캐번디시(H. Cawendish, 1731∼1810)는 비틀림저울이란 裝置를 써서 萬有引力의 常數(常數)를 決定하고, 이미 알려진 地球上의 重力의 값이나 地球 半지름 等을 써서 地球의 平均密度를 5.5g／㎠로 決定하였다.

그런데 地球의 表層(表層)인 遲刻(地殼)의 平均密度는 2.6假量이므로, 地球 全體의 密度가 5.5로 되려면 地球의 中心에서 相當히 무거운 것이 存在하지 않으면 안 된다. 이와 같은 推定이 오늘날의 地球 內部構造의 硏究의 始發이라고 할 수 있겠다. 그리고 사람의 손이 直接 미치지 못하는 地球 內部의 比較的 仔細한 構造를 알게 된 것은 19世紀 末 近代的인 地震計가 發明되어 地球의 心府(深部)를 傳播해 오는 地震波를 觀測할 수 있게 된 然後의 일이었다.

그 草創期 무렵의 硏究는 獨逸人들에 依해 이루어졌다. 오르淡(1858∼1936)李 오늘날 地球의 核이라고 일컬어지는 部分의 깊이를 2,600km로 推定한 것은 1906年의 일이었으나, 그 뒤 구텐베르크(B. Gutenberg, 1889∼1960)와 非헬트(1861∼1928) 等이 地球의 內部構造에 關해 連이어 重要한 硏究를 하였다.

오늘날 우리는 地球 表面에서 測地測量에 依하여 土地의 隆起와 下降을 觀測하거나 重力과 地磁氣(地磁氣)를 測定하여 知覺의 두께를 推算하거나 또는 地震波의 觀測에 依해서 知覺 構造를 解明하거나 하고 있다. 또한 地球 內部로부터 바깥쪽을 向하여 流出되는 熱量을 測定하고 있다. 그리고 이와 같은 指標에서 觀測할 수 있는 量을 根據로 하여 나머지는 推理와 計算으로, 사람이 到底히 가볼 수 없을 것 같은 地球의 깊숙한 內部構造를 解明해 가고 있다. 特히 1950年 以後 海域(海域)의 地球物理學은 눈부신 發展이 이룩되어, 從來의 知彀官은 크게 變하려 하고 있다. 그 成果에 立脚하여 體系化되는 地球 進化의 이야기는 地球의 起源이나 大陸·大洋의 形成, 나아가서는 早産(造山)·造陸(造陸)運動의 原因도 밝혀주는 雄壯한 드라마(drama)이기도 하다. 그리고 일찍이 베게너(A. Wegener, 1880∼1930)가 主唱하여 한때 거의 잊혀졌던 大陸漂移說(大陸漂移說)도 決코 空想的인 學說이 아님이 最近에 이르러 비로소 理解되기 始作하고 있다.

以上과 같은 地球 觀測事業은 硏究 對象의 性格上 國際 協力을 요하는 일이 많다. 이 傾向은 國際地球觀測年(國際地球觀測年：1957∼58) 以後 特히 剛해졌다. 그리고 學問上의 國際協力은 平和時代에 오로지 可能함을 생각할 때에, 地區科學이야말로 平和時代의 科學이라고 말할 수 있겠다.

지오이드 [ 編輯 ]

geoid

地球 表面에는 海拔 8,848m 되는 히말라야 山脈의 에베레스트(Everest) 봉우리도 있고, 깊이 1/11,034m의 메리에나 海溝(海溝)의 비티아스 해연(Vityaz 海淵)도 있다. 地球의 形態로서 먼저 이와 같이 甚한 凹凸(凹凸)面을 생각한다는 것은 不便한 點이 있기 때문에, 바다에서는 平均 海水面과 一致하고 陸地에서는 터널을 파서 이 平均 海水面을 延長하여 地球를 한 바퀴 돌 때 생기는 假想敵인 水準面을 생각하여, 이를 지오이드(geoid)라 한다. 測地學(測地學)에서 생각하는 地球의 形態라는 것은 이 지오이드를 이르는 것이다. 지오이드는 順坦한 面이지만, 그래도 地球楕圓體(地球楕圓體)의 表面에 比하면 凹凸(凹凸)이 있다. 지오이드의 凹凸(凹凸)은 地球楕圓體面과 지오이드面과의 사이의 距離, 卽 지오이드의 高低로 나타낼 수가 있다. 〔그림〕-1은 人工衛星·重力測定의 結果를 竝用해서 救한 世界의 지오이드 指導이다.

地球楕圓體 [ 編輯 ]

遲刻 [ 編輯 ]

地殼

地球의 形態는 正確하게 말하자면 回轉楕圓體이지만, 仔細히 따지지 않을 때에는 半지름 6,370km의 區(球)라고 생각하면 된다. 이 區의 겉쪽 단단한 部分을 遲刻(地殼：crust)이라 한다. 地球를 달걀에 比喩하면 흰 껍질 部分에 該當한다.

知覺의 두께는 場所에 따라 다르지만, 大體로 35km 程度이다. 그 아래로 地表에서 2,900km까지를 中間層(mantle)이라 하고, 더 아래인 地球의 中心部를 核(核：core)이라 한다. 中間層은 달걀의 흰자위, 核은 노른자위 部分이라고 할 수 있다. 知覺은 花崗巖·玄武巖(玄武岩) 等의 巖石으로 이루어져 있다(〔그림〕-3 參照).

모호로비치치 不連續面 [ 編輯 ]

Mohorovicic 不連續面

從來 知覺의 두께에 關한 槪念은 各樣各色이었으나, 모호로비치치(A. Mohorovi

i

, 1857∼1936)가 1910年에 地震波의 屈折에서 地下 35km 假量 되는 곳에 地震波(地震波)의 速度의 不連續面이 있음을 發見하고, 그後 이와 같은 事實이 世界 各國에서 確認되기에 이르러 오늘날 知覺의 두께를 決定하는 面(面)을 모호로비치치 面(줄여서 모호면)이라고 부르고 있다. 모호면(Moho面)은 大陸에서는 30∼40km, 大洋에서는 6km 程度이며, 이에 依하면 知覺은 大陸보다 大洋底(大洋底) 쪽이 엷다. 이것은 海域이나 大陸의 起源을 생각할 때의 重要한 事實이다(〔그림〕-4 參照).

아이소스타視 [ 編輯 ]

Isostasy

知覺이 어떻게 그 形態를 維持하고 있느냐 하는 데 對해서는, 나뭇조각이 물 위에 떠 있듯이 맨틀(mantle) 위에 떠 있는 것이라는 매우 재미있는 說이 있다. 이 說은 19世紀 中葉 印度에서의 測量 結果의 解釋에서 비롯된다. 그것은 다음과 같은 例로 理解될 수 있을 것이다. 只今 地殼 위에 히말라야 山脈이 質量怪(質量塊)로서 얹혀 있다고 생각하면, 그 山기슭에서의 鉛直線은 이 山덩어리에 끌려 多少 山쪽으로 기울어진다. 그런데 이런 생각을 갖고 計算한 鉛直線의 기울기는 實測(實測)된 기울기의 3倍나 큰 數値가 나왔던 것이다. 그래서 에어리(G. B. Airy, 1801∼1892)라든가 프랫(J. H. Pratt, 1811∼1871) 等의 學者들이 論爭한 끝에 얻은 結論은 山 밑에서는 知覺이 맨틀 안으로 박혀 있으며, 맨틀과 比較하면 地殼은 密度가 작으므로 그만큼 鉛直線의 기울기는 덜해진다는 것이었다.

要컨대 山 밑에서는 맨틀 內로 뻗은 山덩어리의 뿌리가 있다는 것이다. 이와 같이 하여 浮力의 힘으로 엷은 知覺은 히말라야 山脈을 얹고서도 부서지지 않고 支撐할 수 있다는 것이다. 이 생각이 옳다는 것은 그 後 重力測定이나 地震波의 觀測으로도 確認되었으며, 指標上의 90%는 아이소스타視(isostasy)가 成立되어 있다.

맨틀 [ 編輯 ]

Mantle

知覺은 固體인 데 反하여, 맨틀은 高溫(藥3,000°)의 巖石(橄欖巖)으로 이루어져, 粘性(粘性) 있는 流動體로 되어 있다고 생각된다. 從來에 맨틀의 構造로서는 여러 가지 物理量이 地球 中心을 向하는 方向으로만 變化하고 水平方向으로는 均一한 層을 이루고 있다고 생각되어 왔으나, 最近에는 맨틀은 水平方向으로도 物理的·化學的 性質이 다르다고 생각되어 왔다.

이를테면 구텐베르크가 主張하기 始作한 일이지만, 地震波의 速度로 보아 地下 100km∼200km 사이에서 一旦 巖石 密度는 작아져서 地震波의 速度는 느려지는 것 같고, 게다가 이 面의 깊이는 大陸 밑과 大洋 밑에서는 서로 달라 大陸 밑쪽이 더 깊은 듯하다.

이 事實은 어쩌면 大陸과 大洋底에서의 遲刻 두께가 다른 理由를 說明해 주는 것이 될지도 모른다. 또 溫度 面에서 보면 大洋底(大洋底) 쪽이 보다 뜨거운 셈이다. 어쨌든 指標의 代(大)地質構造는 아마도 맨틀 上層部의 構造 差異의 影響을 받아 그렇게 되어 있으리라 생각되며, 國際 地球內部 開發計劃(國際地球內部開發計劃：UMP)이라는 맨틀 上部를 調査하는 國際的 協同 觀測事業이 1965年 前後에 實施되었다.

核 [ 編輯 ]

核

核은 地震波의 宗派(縱波：P波)만을 통과시키고 橫波(橫波)는 통과시키지 않으므로 極히 高溫의 流動하는 液體라고 생각되며, 推定 密度에 依하여 大體로 鐵과 니켈로 되어 있으리라 생각되어 왔다. 또한 核 內部에서도 P派의 速度가 不連續的으로 變化하는 데가 있기 때문에 耐核(內核)의 存在도 생각되고 있다.

地球 內部의 構造 [ 編輯 ]

地球內部－構造

地球 內部의 地震波의 分布는 〔그림〕-5와 같다. 이 速度(速度)分布를 알게 되면, 어떤 깊이에 있는 物質의 密度는 그 層에서는 一定하고 壓力은 水平方向에서는 平衡狀態에 있다고 假定하여, 最初의 遲刻 密度의 값을 주면 地球 內部의 密度와 壓力의 分布를 計算할 수 있다(〔그림〕-6·〔그림〕-7). 나아가서 物質構造에 關한 適當한 모델을 생각하여, 地震波의 速度分布에 關한 知識을 利用하면 溫度分布度 計算할 수 있다(〔그림〕-8).

地殼熱流量 [ 編輯 ]

地殼熱流量

地殼 內의 溫度分布의 狀態에 關해서는 地殼熱流量(地殼熱流量)이란 量의 測定이 第2次 世界大戰 後 陸地 및 海域에서 많이 行하여지게 되었다. 地殼熱流量이란 것은 單位時間에 單位面積을 지나서 地球 內部로부터 地表를 向하여 흐르는 熱量이다.

이 값은 10-6·cal／㎠·sec의 單位로 나타내며, 아메리카 大陸에서 0.73∼2.0, 英國에서 1.2∼2.2, 日本에서 2.0, 大西洋에서 1.0, 太平洋에서는 1.1로 나타나 있다. 이 數値를 보면 大陸쪽이 海洋底(海洋底)보다 조금 크지만, 測定 誤差를 考慮한다면 大陸과 大洋底에서 別 큰 差異는 없는 것 같다. 이런 事實은 地殼이 大洋底에서 엷음을 생각할 때에, 若干 異常한 點이라 할 수 있겠다.

그리고 大洋底의 어느 특정한 곳, 例컨대 해령(海嶺)이라 불리어지는 大洋中의 臺海底山脈에서는 地殼熱流量이 顯著하게 크고(5.0보다 큼), 反對로 海溝(海溝)에서는 작다(1.0보다 작음)고 한다. 〔그림〕-9는 韓國의 東海와 그 近海의 地殼熱流量으로서, 火山脈·地震帶·海口의 分布와 關係가 있는 듯이 보인다. 이런 事實들은 地球上의 臺地質構造에 關한 맨틀 熱對流(熱對流)의 생각을 굳게 해 주었다.

地球潮汐 [ 編輯 ]

地球潮汐

地球 內部構造를 아는 方法으로서 比較的 예부터 行하여져 온 것으로는 地球潮汐이라 하여, 潮汐의 干滿과 마찬가지로 단단한 地球도 太陽과 달의 人力에 依해 부풀어지기도 하고 오그라들기도 하는 現象을 硏究하는 것이 있다. 이 地球 全體의 神(伸)·축(縮) 가운데 큰 것은 해釀造席처럼 半날 및 하루 週期의 運動이지만, 地球의 中心에서는 最大 30cm 假量 紙面이 昇降한다. 이것은 아주 精密度가 높은 觀測이 아니면 알아볼 수 없는 現象이다. 그리고 最終的으로 이 觀測에서 判明되는 事實은 全體로서의 地球가 가지는 歎聲적(彈性的인 여러 性質이다. 다케우치(竹內均, 1921∼ ? )는 遲刻·맨틀·核이라는 構造를 가진 地球의 모델에 對하여 理論的으로 地球潮汐을 計算하여, 計算치가 實測値(實測値)와 꼭 一致함을 表示하였다. 이 點에서도 地球의 內部構造의 모델은 옳다는 것이 알려졌다(1950).

重力 [ 編輯 ]

重力

全體로서의 地球의 形態와 크기를 認識하고, 더욱 細部에 이르는 知覺構造를 解明하기 위한 重要한 硏究로서 重力(重力)硏究가 있다.

重力이란, 地球가 地上의 物體를 끌어당기는 힘이다. 이 힘은 物體와 地球 사이에 作用하는 萬有引力과 遠心力(遠心力)의 合力(合力)으로서, 그 單位는 cm／sec2이며 이를 갈(gal)이라 한다. 重力은 地球가 球(球)가 아니고 回轉楕圓體(回轉楕圓體)라는 理由 外에도, 觀測點 아래의 知覺의 密度가 어떻게 되어 있느냐에 따라서도 變한다.

卽 紙面 아래에 무거운 것이 있으면 그 곳의 重力은 커진다. 또한 地球를 均一한 密度를 가진 回轉楕圓體라고 假定하였을 때의 重力을 標準重力(標準重力)이라 하고, 이는 比較的 簡單한 理論式으로 計算할 수 있다. 標準重力은 赤道(赤道)에서 978gal, 極(極)에서 93gal 程度로서 劇 쪽이 크며, 그 差異는 地球의 扁平率과 關係가 있다. 要컨대 地球를 回轉楕圓體라고 假定하였을 때의 赤道와 劇에서의 重力을 地球上의 實測(實測)韓 重力分布에 依해 計算하면 클레로의 整理(定理, 1743)를 써서 扁平率을 求할 수 있다.

重力測定 [ 編輯 ]

重力測定

重力을 測定하는 데는 重力計 또는 重力振子(振子) 裝置를 使用한다. 重力計는 龍鬚鐵 저울과 原理가 같은 機械로서, 重力의 크고 작음에 따라 龍鬚鐵이 新築하는 것을 測定한다. 이 新築을 龍鬚鐵의 길이가 10cm라고 하면 그것을 0.001마이크론까지 測定하는 것과 같은 精密度로 測定한다. 普通의 方法으로는 이와 같은 精密한 測定은 不可能하므로 特殊한 스프링을 使用하며, 오늘날 가장 代表的인 重力計로는 라 코스트－롬베르크(La Coste－Romberg) 重力計가 있다. 全 地球上의 重力을 0.001mgal(milli gal＝1/1,000gal)까지 測定할 수 있다. 重力振子(重力振子)裝置는, 振子의 週期는 振子의 길이가 일정하면 重力의 大小에 依해서만 變化한다는 原理를 利用하여 重力을 測定하는 裝置이다.

異常은 陸上에서 重力을 測定하는 機械이지만, 地球를 硏究하려면 地球의 2/3의 面積을 차지하는 海域에서의 重力測定度 必要하기 때문에 海上 重力測定器의 方法이 硏究되어 왔다. 1929年 네덜란드의 베닝 마이네츠(F. A. Vening Meinesz, 1887∼1966)는 潛水艦 속에 重力振子 裝置를 갖고 들어가서 重力을 測定하는 데 成功하였다. 第2次大戰 後에는 스프링저울式 重力計를 海面을 航行하는 船舶에 싣고 測定하는 方法이 開發되었다.

重力異常 [ 編輯 ]

重力異常

實測(實測) 重力値와 理論(理論) 重力値와의 差異를 重力異常(重力異常)이라 한다. 理論 重力치는 標準重力式(標準重力式)에 依하여 計算할 수 있다. 重力異常의 값이 (+)라고 함은 그 近方의 知覺의 密度가 平均狀態에 비해서 크다는 뜻이며, 反對로 (-)라 함은 知覺密度가 작다는 뜻이다. 假令 높은 山에서 重力을 測定하고, 適當한 補正(補正)을 加하여 이를 海綿狀의 값으로 고친 다음에 海綿狀의 標準重力의 값과 比較하면 (-)의 重力 이상치를 얻을 수 있으며, 〔그림〕-11과 같이 아이소스타視가 成立되어 있음을 알 수 있다.

地磁氣 [ 編輯 ]

地磁氣

地球가 한個의 커다란 磁石이라는 것은 옛날부터 알려져 있었다. 이 磁石의 自力(磁力)을 地磁氣라고 하며, 이것은 地球의 構造를 알아보는 데 重要한 現象이다. 地磁氣는 그 크기와 方向이 問題가 되는 量이기 때문에 〔그림〕-12와 같이 여러 要素 가운데서 적어도 3가지 成分을 測定할 必要가 있다. 地球의 自力 單位는 가우스(gauss)라 하지만, 實用的으로는 그 10萬分의 1人 감마(γ)라는 單位를 쓴다. 서울에서는 地磁氣의 水平磁力(磁力)은 0.3gauss, 鉛直自力은 0.4gauss이다. 그리고 地磁氣를 재는 데는 自己의(磁氣儀)라는 機械를 使用하는데, 最近에는 飛行機 안에서 地磁氣를 測定하는 航空 者記意라는 機械도 開發되었다.

磁氣異常 [ 編輯 ]

磁氣異常

地球上의 各 支店에서 磁氣를 測定하면, 地球를 한個의 磁石이라고 생각한 境遇의 分布보다도 훨씬 複雜한 分布를 하고 있는 境遇가 많다. 그 複雜한 分布를 나타내기 위하여, 관측치(觀測値)보다 地磁氣가 緩慢하게 變하는 成分을 뺀 孃을 磁氣異常이라 한다. 自己 以上은 어떤 原因으로 觀測點 近處의 巖石이 磁氣를 띠고 있기 때문에 생기는 것이라고 생각할 수 있으므로, 이 以上 現象은 知覺의 構造를 알아낼 실마리가 된다.

地磁氣의 變化 [ 編輯 ]

地磁氣－變化

重力과는 달리 地磁氣는 매우 變하기 쉬운 量으로서, 일變化(日變化)라고 하는 하루의 變化는 1日 동안에 水平分力이 振幅 10감마(γ) 假量 變化한다. 또한 永年(永年) 變化라고 하여 오랜 期間에 걸쳐서 천천히 變하는 變化도 있다.

〔그림〕-13은 런던과 파리에서의 地磁氣의 永年變化이다. 채프먼(Chapman)은 地球上의 各 地點에서 일變化를 調査한 結果, 緯度가 다른 場所에서 特色있는 日變化가 觀測된 것은 上層 大氣中을 흐르는 適當한 電流計(電流系)를 假定하면 說明할 수 있음을 밝혔다.

다이나모 理論 [ 編輯 ]

dynamo理論

自己의 存在는 어떤 適當한 電流計의 存在와 바꾸어놓을 수가 있다. 鐵絲 속을 電流가 흐르면 그 周圍에 自力(磁力)이 미치는 것은 잘 알려진 物理現象이다. 그렇다면 地球를 한個의 커다란 磁石이라고 생각했을 때의 自己(磁氣)도 地球 속을 흐르는 어떤 電流計와 置換(置換)할 수가 없을까？ 그리고 그 電流計의 變化로써 地磁氣의 永年變化를 說明할 수는 없을까？ 이것이 地磁氣原因論(地磁氣原因論)이라고 하는 學問의 課題이다. 地磁氣의 原因으로서, 磁性을 띤 地球 內部의 巖石이 磁石을 만든다고 생각할 수는 없다. 地下 깊은 곳에서는 巖石은 液體相으로 溶解되어 있어서, 아무리 磁性이 强한 巖石이라도 高溫下에서는 磁力을 잃게 된다는 것이 알려져 있기 때문이다. 그러나 第2次大戰 後 英國의 엘司書(W. Elsasser)와 불라드(Bullard) 等이 地磁氣 原因의 다이나모 理論(dynamo理論)이라는 것을 생각해 내어, 이 古來로부터의 難問題를 解決하였다.

卽, 地球核의 硏究가 進展됨에 따라 核을 構成하고 있는 物質은 電流를 잘 통한다는 것을 알았으므로, 液體인 核이 自己가 있는 곳을 流動함으로써 電流가 흐르게 되고 이 電流가 또 自己를 생기게 하는 式으로 次例로 自己를 發生시키고, 처음 自己는 減衰(減衰)함이 없이 일정하게 維持된다는 모델을 생각해낸 것이다. 要컨대 地球 속에 一種의 自己餘畸形(自己勵起型)의 發電機를 생각하여, 이 發電機를 作動시키는 根本 에너지는 核 內部 物質의 流體(流體)運動의 에너지라고 推定하였다.

古地磁氣學 [ 編輯 ]

古地磁氣學

一般的으로 火山巖은 微弱하나마 若干의 自己를 띠고 있다. 이는 巖石이 加熱된 液體 狀態로부터 冷却될 當時, 그 때의 地球磁氣의 方向으로 대자(帶磁)한 것이라 생각되어 이를 熱殘留(熱殘留) 自己라 한다. 一般的으로 巖石은 이 밖의 여러 가지 理由로 殘留磁氣(殘留磁氣)를 갖고 있다.

따라서 生成된 地質時代가 알려진 巖石의 殘留磁氣를 測定하면 그 地質時代의 地磁氣를 알 수 있으며, 結局 그 當時의 刺戟(磁極)을 알 수 있다. 이와 같이 巖石의 磁氣를 測定하여 옛 地質時代의 地磁氣를 硏究하는 學問을 古地磁氣學(古地磁氣學)이라 한다.

2次大戰 後 이 學問은 急速度로 各 地質時代의 刺戟(磁極)의 位置를 알 수 있게 되었고, 그 結果 刺戟의 移動에 對해서 놀라울 만한 事實이 連달아 判明되었다. 이를테면 刺戟은 어느 地質時代에는 南北이 逆轉(逆轉)韓 적이 있었고, 또 各 大陸의 巖石에서 얻은 刺戟의 移動은 서로가 全혀 一致하지 않는다.

〔그림〕-14는 이와 같은 刺戟의 움직音을 나타내고 있다. 그리고 런콘(Runcorn)을 爲始하여 英國의 地球物理學者들은 이와 같은 不一致는 巖石이 存在하고 있는 各 大陸이 그 後 移動하였기 때문이라고밖에 생각할 수 없음을 밝혀 여기에 大陸漂移說이 되살아났다.

大陸漂移說 [ 編輯 ]

大陸漂移說

大陸漂移說(或은 大陸移動說)은 獨逸의 베게너(A. L. Wegener, 1880∼1930)가 1912年에 提唱한 學說인데, 그는 現在의 아메리카 大陸·印度·오스트레일리아·아프리카는 元來 곤드와나(Gondwana)라고 하는 하나의 大陸이었으나 이것이 分裂하여 移動한 것이라고 생각하였다. 이것은 大陸과 海洋의 成人(成因)을 論하기에는 아주 合理的인 생각이었지만, 大陸을 움직일 수 있는 큰 힘에 對해서는 斟酌조차 할 수 없었으므로, 그 後 오랫동안 地球 物理學者로부터 忘却되어져 왔다.

그러나 1950年代에 古地磁氣學 分野에서 復活의 動機가 주어지고, 또 大戰 後 發達한 古氣候學(古氣候學)·地磁氣 測定·海底地形의 調査 等에 依하여 大規模的인 遲刻 移動이 過去에 있었던 것으로 생각되는 資料가 뒤따라 發見되어, 오늘날에는 地球科學의 指導的인 一帶 假說로 인정받게 되었다.

맨틀 熱對流 [ 編輯 ]

mantle 熱對流

大陸漂移說은 大陸을 움직일 수 있는 힘으로서 맨틀 內의 熱對流(熱對流)에 依한 物質의 移動을 생각하게 하기에 이르러, 현대 地球科學의 가장 重要한 假說이라고 생각하게 되었다. 物理學的으로는 옛날 레일리(J. Rayleigh) 等이 熱對流의 計算을 해본 적이 있었다(1916). 1931年에 홈스(A. Holmes)는 早産力(造山力)으로서 이 熱對流를 생각하였다. 그 뒤 페케리스(C. L. Pekeris)는 1935年에 地球上의 重力異常(異常)을 생기게 하는 物質分布를 맨틀 內의 對流로 생각하여 計算한 적이 있었다. 1939年엔 그리그스(D. Griggs)는 早産力으로서의 熱對流의 모델을 實驗하였다. 以上은 準備기라고 할 만한 時代의 硏究이다. 1930年代에 東印度諸島의 海溝(海溝)를 따라 (-)의 重力 以上代(異常帶)가 存在함을 發見한 베닝 마이네츠(F. A. Vening Meinesz)는 2次大戰 後 海口의 成因(成因)에 關한 熱對流說을 活潑히 展開하였다.

맨틀 熱對流에 依해 合理的인 說明이 주어질 수 있는 現象에는, 해령(海嶺) 위에서 遲刻 熱流量(地殼熱流量)李 顯著하게 크다(〔그림〕-16)든지 心拔(深發) 地震의 진원면(震源面)李 大陸쪽으로 陷入되어 있다(〔그림〕-17)든지 하는 것이 있다. 이들 現象의 맨틀 熱對流에 依한 說明은 〔그림〕-18로써 쉽게 理解될 수 있을 것이다. 그리고 이와 같은 熱對流(熱帶流)로 인하여 物質의 고르지 못한 分布가 생기면, 그것은 지오이드(geoid)의 凹凸(凹凸)로서 나타나게 되어 있고 거꾸로 지오이드의 分布로부터 熱對流의 方向, 나아가서는 遲刻 表面에 作用하고 있는 힘도 推定할 수 있다.

맨틀 熱對流의 速度는 水平方向으로 1年에 1cm 程度라고 하지만, 오늘날까지 아직 直接 그 움직임을 確認한 사람은 없다. 앞으로는 人工衛星을 利用하여 三角測量(三角測量)으로 大陸間의 距離를 되풀이해 測定함으로써 맨틀의 흐름과 함께 大陸이 움직이고 있는지 아닌지를 直接 實證할 수 있을 것이다. 그 때까지는 맨틀 熱對流論은 어디까지나 假說이다. 그리고 또 舊蘇聯의 베로소프, 類스테키 等과 같이 이 說에 反對한 사람도 많다. 그러나 맨틀 熱對流論이 對象으로 삼고 있는 地球科學的 現象은 大規模이며 本格的인 現象이어서, 어떤 假說로써 說明하는 것이 不可避하다. 이 假說이 實證되는 날에는 그것은 地球科學의 一大 革命이 될 것이다. 오늘날 우리는 早産·造陸(造陸) 運動, 大陸과 大洋의 成人 따위를 統一的으로 說明할 수 있는 地球館(地球觀)을 가질 時代에 와 있다고 할 수 있다.

地球의 起源 [ 編輯 ]

지 陳 [ 編輯 ]

地震과 火山 [ 編輯 ]

地震－火山

地震이나 火山을 本格的으로 硏究하기 始作한 것은 19世紀 유럽의 地質學者들로서, 훔볼트(A.Humboldt, 1769∼1859), 쥐스(E. Suess, 1831∼1914), 헤르네스(1852∼1917) 等의 이름을 들 수 있다. 特히 地震을 화산성(火山性)地震·陷落(陷落)地震·救助(構造) 地震으로 나눈 헤르네스의 分類는 오랫동안 사람들의 생각을 支配하였다. 한便, 物理學者 가운데 푸아송(S. D. Poisson, 1781∼1840)이나 스토크스(Sir George Gabriel Stokes, 1819∼1903), 레일리(J.Rayleigh 1842∼1919) 等은 일찍부터 彈性波動(彈性波動)의 硏究를 해 왔었지만, 이들 硏究가 地震學과 結付되기에는 地震計에 依한 地震 觀測이 實用化되어야만 했다. 그러다가 유럽의 젊은 科學者들에 依해 比較的 精密한 地震計가 發明되어 비로소 近代 地震學이 誕生하였다. 1880年에는 世界 最初의 地震學會가 존 밀른(John Milen, 1850∼1913), 멘덴홀(T. Mendenhall, 1841∼1924), 채플린(1847∼1918)), 기쿠치(菊池大麓, 1855∼1917) 等에 依해 創設되었는데, 이 學會는 當初부터 地震과 함께 火山島 硏究할 것을 目標로 삼고 있었다.

오늘날 地震學의 課題를 開館하면, 大別하여 ① 地震 豫測法을 完成하고 地震對策을 세울 수 있게 할 것, ② 그것을 위한 基礎硏究로서 地球 內部에 일어나고 있는 物理的 諸現象을 解明하는 것으로 생각할 수 있을 것이다. 前者에 對해서는 特히 日本에서 1962年 地震豫知(豫知) 計劃이라는 것이 처음으로 完成되어, 그 後 이 計劃은 조금씩 着實히 實施되고 있다. 그리고 1965年 美國에서 地震豫知 計劃이 完成되었으며, 舊蘇聯도 獨自的으로 이 硏究를 推進하고 있다. 後者에 對해서는 國際的으로 보아 地震學은 固體 地球 科學의 하나의 中心이 되어 있다. 華山에 對해서도 近代 物理學의 方法을 繼續 받아들여, 從來의 技術的(記術的)인 火山硏究家 더욱 物理學的인 火山硏究로 代替되어 가고 있다.

以上과 같이 自然 科學的인 地震과 火山의 硏究는 着實히 發展해 왔으나, 地震이나 火山 問題를 생각할 때에 잊어서는 안 되는 災害對策은 그 硏究가 뒤지고 있다. 都市로의 人口 集中, 또는 火山 地域에서의 無計劃的인 觀光開發 等과 같은 事態는 地震이나 分化가 일어났을 때 큰 被害를 낳게 할 것이다.

地震 [ 編輯 ]

地震

現在까지도 地震의 原因은 아직 알려져 있지 않다. 따라서 地震의 正義로선 現象的(現象的)으로 地殼 內에 貯藏되어 있던 意力(歪力：strain)李 彈性振動(彈性振動)에너지로 바뀌어져 急激히 放出되는 現象이라고 말하는 것이 普通이다. 이와 같은 現象은 아마 地殼內(地殼內) 巖石의 破壞로 인하여 惹起되는 것으로 보인다. 이 破壞가 일어난 場所를 震源(震源)이라 하며, 震源 바로 위의 指標點을 震央(震央)이라 한다. 그리고 特히 火山活動에 依해 일어나는 地震은 一般 地震과 區別하여, 화산성(火山性) 地震이라 한다. 화산성 地震은 一般的으로 작고 그 震源도 얕지만, 長期間 많은 地震이 한꺼번에 일어나는 일이 있다. 이와 같이 時間的·空間的으로 여러 個가 한꺼번에 發生하는 一連의 地震을 地震群(群)이라 한다.

地震波 [ 編輯 ]

地震波

震源에 일어난 急激한 變化, 卽 巖石의 破壞는 彈性振動으로서 四方으로 傳達된다. 이것이 地震波(地震波)이다. 地震波에는 여러 種類가 있다. 于先 實體波(實體波)라고 하는 P派(波)·S파는 各各 宗派(縱波)·橫波(橫波)라고도 하여, 振動의 方向이 波動의 進行方向으로 平行 또는 直角으로 일어나는 波動이다. P派의 速度는 遲刻(地殼) 附近에서 每秒 5∼7km, S파는 3∼5km로서 P派 쪽이 빠르며, 그래서 처음으로 地震計에 記錄되었을 때부터 프라이머리(primary)의 머리글字를 따서 P派라고 한다. 後者는 세컨더리(secondary)의 머리글字를 따서 S爬羅 한다. 이와는 別途로, 指標上의 觀測者에게는 彈性體 表面에만 傳達되는 表面波가 觀測된다. 그 中의 하나는 振動의 方向이 波動의 進行方向을 包含하는 鉛直面(鉛直面) 內에 있는 것으로서, 發明者의 이름을 붙여 레일리파(Rayleigh 波)라고 불린다. 또 하나는 彈性體의 表層에 異質的인 性質의 層이 있을 境遇에 나타나는 波動으로서, 러브(A. E. Love)가 發見하였으므로 러브파(波)라고 일컬어진다. 振動의 方向은 波動이 進行方向에 直角인 水平方向이다. P派·S派의 速度는 地球 內部를 通過하는 길이에 따라서 變化한다. 이 變化로부터 遲刻·맨틀·核이라는 地球의 內部構造가 判明되었다. 요즈음은 波長이 아주 긴 表面波를 觀測함으로써 知覺 및 上部 맨틀의 構造의 硏究가 活潑히 이루어지고 있다.

地震動 [ 編輯 ]

地震動

地震波가 地表에 到達하면 거기서 表面層의 振動이 일어난다. 우리는 이것을 地震動(地震動)으로서 觀測한다. 地震動 가운데 最初의 움직임은 특별한 意味를 갖고 있어서 이를 初動(初動)이라 하며, 이것으로부터 震源에서 어떤 힘이 作用하였는가를 나타내는 發震機構(發震機構)를 推定할 수 있다. 地震動의 世紀는 地震計(地震計)로 測定하고, 또 人體의 感覺으로 判斷한다. 知覺이 完全히 고른 構造裏面 地震動의 世紀는 震央(震央)을 中心으로 한 同心圓像(同心圓狀)으로 減衰한다고 생각되지만, 實際로는 그렇지 않고 震央보다 먼 데서 오히려 地震동이 剛한 境遇가 있다. 이 같은 地域은 異常震域(異常震域)이다.

珍島界 [ 編輯 ]

震度階

地震動의 世紀를 身體의 感覺 및 周圍 狀況으로 判斷하여, 몇 段階로 區分하는 수가 있다. 珍島界(震度階)는 얼핏 생각하기에 非科學的으로 地震同意 世紀를 表示하는 方法같이 보이지만, 實은 이 表에 依해서, 地震計가 없었던 옛날의 地震記錄을 통하여 그 地震의 規模도 推定할 수 있을 뿐더러, 正確한 地震計 氣象(記象)을 解釋하기 前에 發生한 地震에 關한 情報를 재빠르게 알아볼 수 있다는 等의 利點(利点)이 있다.

地震計 [ 編輯 ]

地震計

地震動을 觀測하는 器械를 地震計라고 하며, 어느 方向의 振動을 觀測하느냐에 따라서 上下動(上下動) 地震計·水平動(水平動) 地震計 等으로 나누며, 또한 主로 어떤 週期의 振動을 觀測하려 하는가에 따라서 장주기(長周期) 地震計·短週期(短周期) 地震計 等으로 分類한다. 地震計의 原理는 모두 振子(振子) 運動에 바탕을 두고 있다. 天障에서 실로 錘를 달면 그것도 하나의 地震計이다. 卽 地震動으로 紙面이 振動하여도 추는 慣性으로 停止하려고 하기 때문에, 그 錘에 펜을 달아 놓으면 地面 위에 놓은 종이에 振動을 記錄한다. 그러나 드디어는 振子(振子)도 움직이기 始作한다. 이 때 振子의 固有振動 週期를 크게 해놓으면 記錄地上(紙上)에서 地震動과 振子의 振動과를 區別할 수가 있다. 地震計는 오늘날 일렉트로닉스(electronics)를 利用한 電子式(電磁式)이 많다. 또한 大地震 때의 建物의 振動을 재는 地震計는 大地震일지라도 記錄 바늘이 튕겨나가지 않도록 特別히 設計되어 있어 이것을 强振計(强震計)라 한다.

地震의 規模(매그니튜드) [ 編輯 ]

地震體的 [ 編輯 ]

地震體積

1956年 쓰보이(坪井忠二, 1902∼ ? )는 知覺의 强度에 限界가 있으며 따라서 知覺이 부서지지 않고 貯藏할 수 있는 意力(歪力)에는 上限(上限)이 있다는 생각을 갖고, 發生 可能한 最大 地震의 에너지를 推算하여 5×1024erg라는 값을 얻었다. 이것은 只今까지 알려진 最大 地震인 매그니튜드 8.6人 地震의 에너지와 一致한다. 이렇게 하여 지진 에너지는 의(歪)의 大小보다도 그것에 關與하는 知覺의 體積으로 決定된다는 생각이 생겨났다. 이 體積을 地震體的(地震體積)이라 한다. 地震體的 1㎤ 中의 에너지는 約 3000erg이다.

地震의 頻度 [ 編輯 ]

地震소 [ 編輯 ]

地震巢

地震이 일어나는 場所를 調査해 보면 地震은 그 震央의 分布로 보든 震源의 깊이로 보든 知覺 또는 上部 맨틀(mantle)의 일정한 部分에 集中的으로 일어나는 일이 많다. 이를 地震소(地震巢)라 한다. 假令 日本의 東北地方의 地震소는 크고 두꺼우며, 맨틀 上部에 位置하고 있다. 이에 反하여 西南 日本의 地震소는 작고, 地表에서 30∼40km 깊이에 있다.

地震帶 [ 編輯 ]

地震帶

옛날부터 地震이 일어나기 쉬운 곳은 띠模樣으로 分布한다는 생각이 있어서 이를 지진대라고 한다. 世界的으로는 環太平洋 地震帶(環太平洋地震帶)라는 太平洋 둘레의 地震帶가 有名하다. 日本 附近의 地震 分布를 잘 調査한 結果, 띠模樣을 이룬다기보다는, 地震소(地震巢)로서 한 덩어리가 되어 있다고 생각하는 것이 옳음이 밝혀졌다. 그러므로 日本 附近에 關해서는 地震帶라는 생각은 낡은 생각이다.

地震災害 [ 編輯 ]

日本 고베 大地震 [ 編輯 ]

日本－大地震

1995年 1月 17日 日本 간사이(關西) 地方 효고(兵庫) 南部에 리히터 6의 强震이 일어났다. 이 地震으로 고베를 비롯한 그 地方 都市들은 瞬息間에 阿修羅場으로 變했다. 死亡·失踪 5,000餘 名, 負傷 21,000餘 名, 家屋 等 建物 破壞 30,415채로 約 3兆 엔(24조 원)의 財産 被害를 가져왔다. 이 같은 被害 規模는 지난 1948年의 후쿠이(福井) 地震 被害를 훨씬 넘어서 1923年의 關東大地震 以後 最大이다. 이 地震으로 인한 僑胞의 人命 被害도 5百餘 名에 達했다.

터키 大地震 [ 編輯 ]

Turkey 大地震

1999年 8月 17日 터키 北西部 이즈미트 地方에 리히터 7.8의 强震이 發生해 15,000餘 名이 숨지고 25,000餘 名이 부상당했다. 이 康津은 1980年代 以來 이란·아르메니아·아프가니스탄 等으로 이어지는 地域에서 發生한 地震 大慘事 가운데 하나가 됐다.

터키를 비롯한 이들 地域은 北쪽으로 밀고 올라오는 아프리카 암판, 아라비아 암판과 南쪽으로 내려오는 유라시아 암판이 만나는 곳에 끼여 있어 地質學的으로 不安할 수밖에 없다는 것이 地質學者들의 分析이다. 터키는 이들 세 암판이 衝突할 때마다 東西로 가로지른 斷層帶를 따라 西쪽의 에게海 方向으로 밀려난다. 에게海의 地盤이 東쪽에 比해 相對的으로 낮고 弱하기 때문이다. 터키에서는 歷史的으로 이러한 地殼運動이 北部 아나톨리아 斷層과 東部 아나톨리아 單層 사이에서 끊임없이 發生해 왔다. 1998年 리히터 規模 6.8의 地震으로 144名이 숨졌던 아다나度 東部 아나톨리아 斷層帶에 位置해 있었고 이番 地震의 震源地인 이즈미트는 北部 아나톨리아 斷層에 자리잡고 있다. 터키의 地質學者들은 1992年 硏究報告書를 통해 2020年까지 터키 全域을 强打할 地震이 發生할 確率이 12%라고 豫測한 바 있다.

하지만 地震 專門家들은 犧牲者가 많은 原因 가운데 하나로 터키 建築物의 安全度가 떨어졌기 때문이라고 보고 있다. 그렇지 않아도 經濟難을 겪고 있는 터키는 이 地震으로 더욱 困境에 빠지게 됐다. 터키는 1995年부터 4年 間 6%臺의 높은 經濟成長率을 보였으나 1999年 1/4分期에는 成長率이 －8.5%로 급전직하했다. 게다가 이 地震의 最大 被害地域인 이즈미트는 自動車와 精油 工場이 密集해 있는 터키 經濟의 心臟部에 該當하는 곳이다. 한便 터키에서 獨立을 推進하고 있는 쿠르드勞動者黨(PKK)은 震央地에서 그리 멀지 않은 곳에 收監돼 있는 自身들의 指導者 압둘라 오잘란의 安全에 關한 情報를 提供해 줄 것을 터키 政府에 要請했다. 黨 指導部는 이와 함께 黨員들에게 地震 被害者들을 돕기 위한 모든 活動에 나설 것을 促求했다.

또 1999年 11月 12日에는 이즈미트에서 그리 멀지 않은 볼루주(州) 두즈체 마을에서 또다시 리히터 規模 7.2의 强震이 發生해 數百 名이 목숨을 잃었다. 칸딜라 地震觀測所는 이番 地震이 8月 地震과 關係가 없으나, 地中海 東部地域을 接點으로 한 유라시아－아프리카－아라비아 指標 판(板)李 衝突해 地震이 頻發한다고 밝혔다. 터키는 8月 地震으로 120億 달러의 經濟的 被害가 난 데 이어, 11月 地震으로 100億 달러의 財産被害를 입어 經濟的으로 더욱 어려움에 處하게 되었다.

臺灣(타이완) 大地震 [ 編輯 ]

臺灣－大地震

1999年 9月 21日 타이완 中北部 地域에서 리히터 規模 7.3의 强力한 地震이 發生해 2,000餘 名이 死亡하고 엄청난 財産被害가 났다. 失踪者가 200餘 名, 埋沒된 사람이 2,500餘 名, 負傷者가 3,900餘 名을 記錄했다. 地震은 震央인 中部 난터우(南投)에서 始作돼 1分 假量 首都 타이베이(臺北) 等 中北部 全域을 强打했으며 뒤이어 18時間 동안 1,000餘 次例의 餘震이 繼續됐다. 地震으로 送電塔 等이 부서져 臺灣의 折半을 넘는 650萬 家口 以上에 電力供給이 끊겼고 山沙汰와 橋梁分塊로 相當數 地域이 外部와 斷絶됐다.

臺灣은 世界에서 地震活動이 가장 活潑한 環太平洋 地震帶에 屬해 있어 地震이 자주 發生한다. 臺灣 南部 東中國海는 指標版 中 유라시아版과 필리핀板이 만나는 地震帶이다. 比較的 規模가 작은 필리핀版 밖에는 太平洋板이 있어 太平洋板과 필리핀版 유라시아版 等이 서로 부딪치면서 地震 等 갖가지 地質活動이 繼續 일어난다. 特히 필리핀版과 유라시아板이 만나는 地震帶의 境遇 두 指標版이 엇갈려 있는데다 만나는 깊이가 200km 以下여서 地震이 잦을 뿐만 아니라 地震이 發生할 때마다 被害가 크다.

다만 只今까지 臺灣 周邊 地震帶에서 發生한 地震은 震央이 이番처럼 臺灣 섬 內部가 아니고 大部分 海底여서 地震 規模에 비해 被害가 적었다. 臺灣에서는 1935年 리히터 規模 7.4의 强震으로 3,276名의 犧牲者가 發生했으며 1964年에도 强震으로 106名이 死亡하고 650名이 다쳤다. 統計에 따르면 臺灣에서는 每年 10餘 次例의 크고 작은 地震이 發生하고 있다. 南北아메리카의 西海岸에서 알류샨列島·캄차카半島·쿠릴熱島·日本을 거쳐 臺灣東部 海岸·필리핀·뉴질랜드로 이어지는 環太平洋地震帶에서는 해마다 地球 地震에너지의 80%가 放出되고 있다.

地震에 따르는 여러 現象 [ 編輯 ]

地震現象

大地震은 大災害를 가져오지만, 지學的으로도 몇 가지 特殊 現象을 隨伴하는 일이 많다. 地震 前後에 샘물의 濁한 程度와 샘물의 量이 變했다거나, 溫泉물이 나오는 模樣이 變했다고 하는 따위는 흔히 있는 일이다. 그러나 가장 顯著한 現象은 遲刻(地殼)變動이다. 地震에 隨伴하여 생긴 單層(斷層)을 地震斷層이라 하며, 地震斷層 中에는 그 上下·水平 方向으로 어긋난 것을 보아서 쉽게 確認할 수 있는 例가 흔히 있다. 또한 이와 같이 目擊할 수 있는 地殼變動 以外에, 水準 測量(水準測量)이라고 하여 土地의 높이를 決定하는 測量을 되풀이함으로써 비로소 判明되는 僅少한 變化도 있다. 뿐만 아니라 土地는 水平方向으로도 變化한다. 오랫동안의 硏究에 依하여 이들 知覺의 異常變化는 실은 大地震에 앞서서도 일어나고 있음이 밝혀졌으며, 이는 地震을 豫測하는 데 하나의 有力한 方法이 되어 있다. 그리고 海底에 地震이 있어서 急激한 土地 變動이 일어나면 그 影響은 海溢(海溢)이라는 아주 波長이 긴 波濤가 되어서 海岸에 밀려오고, 海岸에 가까워지면 波高(波高)가 增大하여 特히 滿(灣) 안쪽에서는 高調(高潮)가 되어 陸地를 휩쓸고 큰 被害를 준다. 그러나 海溢은 地震이 일어난 뒤 30分∼1時間 假量 있다가 밀어닥치기 때문에, 注意만 하면 充分한 對策을 講究하여 避難할 수 있다. 또한 地震에 따라 地磁氣(地磁氣)가 變한다는 說이 예부터 있다. 그와 같은 例가 보고 되어 있기는 하나, 반드시 언제나 地震에 따라 地磁氣에 變化가 생긴다고 말할 수는 없는 것 같다.

微小地震 [ 編輯 ]

微小地震

매그니튜드(magnitude) 3에서 1까지의 地震을 微笑(微小)地震, 1 以下의 地震을 極微小(極微小)地震이라 한다. 이와 같은 작은 地震의 觀測은 2次大戰 後 일렉트로닉스(electronics)의 發達로 말미암아 感도 높은 電子式(電磁式)地震計가 쉽게 製作됨에 따라서 活潑히 硏究되었다. 작은 地震의 觀測에는 雜音이 없는 堅固한 特需 觀測點을 만들지 않으면 안 된다는 不利한 點도 많지만, 한便 작은 地震은 地震 頻度의 法則에 따라 그 數가 많기 때문에, 短期間 內에 많은 資料를 얻을 수 있다는 利點이 있다. 그리하여 작은 地震의 資料로부터 큰 地震의 發生 頻度를 推定할 수 있다. 이것은 地震 豫測上 매우 便利하다고 할 수 있겠다. 나아가서 巖石에 壓力을 주어 破壞하여 彈性振動을 發生시키는 巖石破壞 實驗으로 큰 破壞에 앞서서 작은 破壞가 많이 일어남이 判明되었다. 더구나 부서지기 쉬운 巖石일수록 작은 破壞가 빨리 또 많이 일어난다. 知覺이 本來 무른 곳에서는 地震이 일어나기 쉽다는 것이 調査되어 있다.

地震의 原因 [ 編輯 ]

地震－原因

1917∼18年頃 日本의 시다(志田順, 1876∼1936)는 地震이 일어났을 때에 紙面이 最初 震源에 對해 끌리는 式으로 움직였는지 밀리는 式으로 움직였는지를 地震計 氣象(記象)에서 判讀하여, 이를 관측점마다 地圖上에 記入해 보고 規則的인 分布를 이룸에 注意하였다. 이러한 P派 初動(初動)의 分布에는 두 가지 兄이 있는데, 하나는 〔그림〕-22와 같은 四象限型(四象限型), 또 하나는 震央(震央) 附近의 院內에 限定된 兄(밀린 圓錐形)으로, 史上韓兄은 單層의 生成에 依해 說明되고 後者는 震央 附近의 知覺의 沒落으로 說明된다. 이와 같은 얼개를 發震機構(發震機構)라 한다. 그 後 四象限刑으로 樵童이 分布하는 地震은 數없이 發見되어, 한때는 斷層地震설(單層地震說)李 流行하였다. 이에 對하여 1934年 이시모토(石本已四雄)는 마그마 貫入설(magma 貫入說)을 主唱하였다. 1929年 와다치(和達淸夫)는 맨틀 內에 일어나는 心拔(深發)地震을 發見하였는데, 心拔 地震의 P派 初動分布가 있는 것은 震央 近處가 밀리고 있다. 이시모토는 이것은 圓錐 內에서 미는 힘이 作用하고 있어서 그 圓錐가 비스듬히 地表와 交叉되므로 雙曲線이나 楕圓形의 初動分布의 境界가 생긴다고 생각했다. 이 메커니즘은 마그마의 貫入을 聯想시킨다. 以上과 같이 地震의 原因으로서는 斷層地震설·마그마 管입설이 있으나, 現在로서는 兩쪽 다 完全한 說明이 못된다.

地震의 豫測 [ 編輯 ]

地震－豫測

地震 發生의 때·場所·크기를 豫測하는 것은 오래前부터 地震學者의 꿈이었다. 地震 豫測에 必要한 觀測 項目은 ① 測地(測地)測量의 되풀이 等에 依한 地殼變動의 硏究, ② 地震計에 依한 地震活動度의 調査, ③ 地震波 速度의 觀測, ④ 只今도 움직이고 있는 單層인 활(活)單層의 調査, ⑤ 地磁氣·地電流(地電流)의 調査 等을 들 수 있다. 이와 같은 觀測을 實施해 나가면 머지 않아 地震豫測의 可能性이 있을 것이다.

禍 산 [ 編輯 ]

火山 [ 編輯 ]

마그마 [ 編輯 ]

마그마의 發生 [ 編輯 ]

magma－發生

地球 內部는 깊은 곳일수록 溫度가 높고, 壓力 또한 높다. 巖石은 壓力이 높으면 녹기 始作하는 溫度도 높아지기 때문에 地下에서는 溫度가 올라가도 巖石은 좀처럼 녹지 않는다. 마그마의 大部分은 地下 數十 킬로미터에서 數百 킬로미터 깊이에서 發生하는 것으로 보인다. 그와 같은 깊은 部分은 上部 맨틀이라고 하는데, 指標에서 볼 수 있는 많은 巖石과는 다른 組成을 가진 橄欖巖(橄欖巖)이라는 巖石으로 이루어져 있다. 그러나 橄欖巖이 一部 녹아서 생기는 마그마는 元來의 橄欖巖과는 다르며, 普通은 玄武巖質로 되어 있다. 溫度가 充分히 높지 않기 때문에 橄欖巖은 恒常 一部分밖에 녹지 않으며, 그렇게 形成된 마그마는 조금씩 모여 徐徐히 上昇한다.

마그마의 上昇 [ 編輯 ]

magma－上昇

마그마는 周圍의 巖石보다 가볍기 때문에 浮力에 依해 上部 맨틀 案을 上昇한다. 모호로비치치面을 通過하여 知覺 속을 더욱 上昇하면 地下 10km 깊이 程度에서 浮力이 없어져 그곳에 고이게 된다. 이렇게 많은 量의 마그마가 모여 있는 部分을 마그마 덩어리라고 한다. 마그마 덩어리 안의 마그마는 周圍의 巖石보다도 溫度가 높지만 熱을 빼앗겨 漸次 冷却되면서 結晶體가 되어간다. 이때 液體 狀態의 마그마 속에 溶解되어 있는 가스 成分은 漸漸 濃縮되어 壓力이 높아진다. 그리고 壓力이 지나치게 높아지면 暴發的으로 噴出한다. 이것이 火山 活動의 에너지 形式이다.

火山 밑에는 이와 같은 마그마 덩어리가 있는 境遇가 많다고 볼 수 있는데, 때로는 훨씬 깊은 部分에서 마그마가 一時에 上昇하여 指標에 噴出하는 境遇도 있다.

噴火 形態 [ 編輯 ]

噴火形態

陸上에서의 噴火 活動은 仔細히 觀察되고 있기 때문에 잘 알고 있으나 海底에서도 火山의 分化가 旺盛하게 일어나고 있을 것으로 推測된다. 陸上의 分化 形態는 다음과 같이 크게 나눌 수 있다.

玄武巖質 洪水 噴火(噴出型 噴火) [ 編輯 ]

數十 킬로미터에 이르는 大規模의 갈라진 틈에서 玄武巖質 마그마가 噴水처럼 噴出하여(용암 噴泉(噴泉)이라고 한다), 廣大한 玄武巖 大地를 形成하는 分化로서 印度의 데칸高原, 美國의 콜롬비아江 垈地, 아이슬란드의 라카飢渴(1783年의 分化로 500㎢ 以上의 넓은 地域이 噴出物로 뒤덮였다) 等이 있다.

하와이式 噴火 [ 編輯 ]

流動性이 豐富한 玄武巖質 마그마가 山꼭대기의 火口나 山中턱의 갈라진 틈에서 噴泉으로 噴出하는 것은 玄武巖質 洪水 分化와 같지만 마그마가 噴出하는 量이 훨씬 적다. 하와이의 킬라우에나 마우나로아 火山의 分化가 代表的이다. 暴發的이 아니어서 火山 煙氣는 많이 나오지 않지만 火口나 움푹 팬 웅덩이 等에 녹은 狀態의 鎔巖이 고여 鎔巖湖(鎔巖湖)가 생기는 境遇가 있다. 킬라우에 火山의 山꼭대기의 할레마우마우 火口에는 數十 年에 걸쳐 鎔巖湖가 存在했다.

스트롬볼리식 噴火 [ 編輯 ]

玄武巖質 또는 安山巖質로 된 流動性이 豐富한 마그마가 數十 秒에서 數十 分 間隔으로 작은 爆發을 일으키면서 火口에서 噴出하는 噴火이다. 噴出한 마그마는 물보라나 紡錘狀(紡錘狀), 소똥 模樣의 火山彈으로 落下한다.

火口 周圍에는 噴出物이 겹쳐 쌓여 圓뿔 模樣의 화쇄구(火碎丘)가 生成된다. 地中海의 섬 스트롬볼리 火山은 2000年 以上이나 이와 같은 形態의 噴火를 繼續하고 있어 이 섬을 '地中海의 燈臺'라고 부른다.

블루카노式 噴火 [ 編輯 ]

스트롬볼리식 分化의 境遇보다 粘性이 큰 安山巖質 마그마가 噴出할 때 鎔巖의 破片(火山재, 火山 자갈, 火山 巖塊)이나 火山彈 등이 검은 煙氣가 되어 暴發的으로 噴出한다. 스트롬볼리 火山과 마찬가지로 地中海의 섬 블루카노 火山의 活動에서 命名된 것인데, 現在는 分化를 하지 않는다. 하늘 높이 噴出한 火山彈이나 火山 巖塊는 飛行機의 窓이나 建物 지붕 等을 損傷시키기 때문에 매우 危險하다.

플리니식 噴火(混合型 噴火) [ 編輯 ]

安山巖質 또는 流紋巖質 마그마가 스코리아(巖石 부스러기)나 경석(輕石), 火山재로 激烈한 爆發을 隨伴하여 噴出하는 形態이다. 噴出物은 버섯 模樣의 煙氣가 되어 하늘 높이까지 올라가 바람에 依해 밑으로 떨어진다. 山中턱에 떨어진 火山類는 傾斜面을 따라 흘러내려오는 境遇도 있다. 西紀 79年에 이탈리아의 베수비오 火山의 分化가 代表的으로 分化를 記錄한 박물학자 플리니우스의 이름을 따서 붙여졌다. 그때 일어난 分化로 山기슭에 있던 都市 폼페이와 엘콜라노는 瞬息間에 경석과 火山재에 묻혀 버렸다. 1991年 필리핀의 피나츠步 火山의 噴火에서는 煙氣가 높이 40km까지 치솟았다.

울트라블루카노食 噴火 [ 編輯 ]

溫度가 높은 마그마가 直接 나오지 않는 暴發的인 噴火로, 水蒸氣 爆發이라고도 한다.

스루츠移植 噴火 [ 編輯 ]

玄武巖質 마그마가 바닷물과 接觸하여 爆發을 일으켜 多量의 火山재가 되어 噴出한다. 이를 마그마-水蒸氣 爆發이라고도 한다. 아이슬란드 南쪽의 먼바다에서 1967年까지 分化가 繼續되어 스루츠이라는 火山섬이 생긴 데서 이런 이름이 붙여졌다.

火碎流 [ 編輯 ]

火碎流

高溫의 가스와 火山재, 경석 또는 스코리아, 火山 巖塊가 한꺼번에 傾斜面을 따라 흘러내리는 現象을 말한다. 大規模 火碎流는 흔히 發砲한(기공이 많은) 경석이나 스코리아, 火山재로 이루어져 있으며, 火口에서 100km 以上 멀리까지 간다. 多量의 噴出物이 나온 後 火口 周圍는 陷沒하여 칼데라湖가 생긴다. 中間 規模의 火碎流는 中間 程度로 發砲한 경석이나 스코리아로 이루어진다. 小規模 火碎流는 熱雲(熱雲)이라고도 한다.

深海底에서의 分化 [ 編輯 ]

海洋底에서는 大量의 玄武巖質 마그마가 噴出하고 있을 것으로 推測된다. 水中 카메라 等의 記錄에 依하면 噴出한 마그마의 大部分은 공 또는 楕圓形 덩어리의 集合體로 굳어진 듯하다. 이것을 寢牀(枕狀) 鎔巖이라고 하며, 옛날 地質 時代의 海成層(海成層) 안에 들어 있는 狀態로 地上에 露出되어 있는 것도 있다. 또한 鎔巖의 一部는 바닷물에 依해 急激히 冷却되어 잘게 부스러져 琉璃質 破片의 集合體가 된다.

噴火 에너지 [ 編輯 ]

爆發할 때 火山 가스의 壓力은 엄청나서 火口에서 半徑 10km 以內의 窓門을 부술 程度의 空氣 振動 에너지를 發生한다. 火山彈이나 巖塊는 이러한 가스 壓力에 依해서 火口에서 銃알처럼 퉁겨져 나와 100-250m/sec에 達한다. 그러나 噴火 에너지는 이와 같은 運動 에너지보다도 噴出物에 依해 火口에서 運搬되는 熱에너지 쪽이 100倍나 큰 것으로 알려져 있다. 大規模 分化에서 放出되는 熱에너지는 1,025에르그(erg)를 넘는데, 이것은 메가톤級 水素爆彈 100個가 내는 에너지에 相當한다.

火山의 噴出物 [ 編輯 ]

華山에서 放出되는 物質에는 機體(火山가스), 液體(鎔巖), 固體(火山碎屑物)의 세 種類가 있다.

火山가스 [ 編輯 ]

火山gas

地下의 高壓 狀態에서 마그마에 溶解되어 있는 가스 成分(揮發性 成分)李 壓力의 減少와 함께 液體의 마그마에서 分離되어 가스가 된 것이다. 水蒸氣(H2O)가 大部分을 차지하며, 그 밖에 二酸化炭素, 鹽素, 二酸化黃, 黃化水素, 水素, 一酸化炭素, 鹽化水素, 弗素, 메탄 等이 含有되어 있다. 活火山에서는 暴發的인 噴火 活動을 하지 않을 때라도 火口나 噴氣孔에서 火山가스가 繼續 放出되고 있으며, 그 量은 實로 莫大하다. 바닷물 속의 鹽素이온은 華山에서 放出된 것으로 여겨진다. 火山이 分化活動을 멈춘 뒤에도 火山가스의 放出은 分期地帶, 黃芪地帶 等으로 불리는 局部的인 地域에서 오랫동안 이어지는 境遇가 있다.

鎔巖 [ 編輯 ]

鎔巖

液體 狀態의 마그마가 地表에 噴出하여 흘러내리는 것으로서 火口에서 噴出할 때의 溫度는 玄武巖質 鎔巖이 1,200-1,050℃, 安山巖質 鎔巖이 1,100-900℃, 데이사이트質이나 流紋巖質 鎔巖은 1,000-750℃ 程度이다. 鎔巖의 粘性은 溫度가 높을수록 낮다. 玄武巖質 鎔巖은 물엿 程度의 끈氣를 갖고 있어 流動性이 豐富하지만, 데이사이트質이나 流紋巖質 鎔巖은 粘性이 매우 커서 鎔巖流가 흘러내리는 速度가 무척 느리다.

玄武巖質 鎔巖은 粘性이 낮기 때문에 一般的으로 두께가 얇아 數十 센티미터에서 몇 미터 程度로, 光澤이 있는 매끄러운 表面을 가진 것이나 밧줄 模樣으로 된 것이 많다. 이러한 鎔巖은 하와이의 火山에서 많이 볼 수 있어 派호이호이 鎔巖이라고 불리기도 한다. 또한 表面이 거칠거칠한 코크스 狀態의 鎔巖을 아아 鎔巖이라고 부른다. 安山巖質이나 데이사이트質 鎔巖流는 粘性이 크기 때문에 두께가 50m 以上 되는 것도 흔히 볼 수 있다. 이와 같은 두꺼운 鎔巖流의 境遇 表面이 冷却되어 굳으면서 생긴 皮角(皮殼)李 內部의 유동에 依해 破壞되어 巨大한 巖石 덩어리가 되기 때문에 커다란 巖塊가 마구 쌓인 狀態가 된다.

火山 瑣屑物 [ 編輯 ]

火山의 暴發的 分化에 依해 破碎, 放出된 바위 破片을 火山 瑣屑物이라고 한다. 넓은 意味에서는 火山巖 以外의 바위 破片을 包含하는 境遇도 있다. 火山 瑣屑物은 巖質(巖質)·外形·內部構造 等으로 分類된다. 지름이 64mm 以上 되는 것을 火山巖塊, 지름 64-2mm인 것을 火山 자갈, 지름 2mm 以下인 것을 火山재라고 부른다.

高溫의 마그마가 부드러운 狀態로 火口에서 空中으로 放出되면 飛行中 또는 着陸 直後에 特定한 外形이나 內部 構造를 갖게 되는데, 이러한 것을 火山彈이라고 한다. 또 마그마에서 火山 가스가 빠져나갈 때 氣泡가 大量으로 發生하면 多孔質(多孔質)의 스펀지 같은 덩어리가 생긴다. 大部分은 色깔이 하얀데, 이를 경석이라고 부른다. 또 色깔이 검은 것은 스코리아라고 한다.

화산의 形態와 構造 [ 編輯 ]

火山 活動에 依해 생긴 地形을 火山體(火山體)라고 한다. 火山體에는 單 한 次例의 噴火로 생긴 單成火山과 100萬 年 程度 噴火를 繼續하여 생긴 複成火山이 있다. 火山體는 噴出物이 繼續 쌓여 山이 된 것만이 아니라 爆發로 인해 땅이 움푹 팬(마르) 것도 있다. 陸上의 火山體 中에서 가장 큰 것은 鎔巖臺地이며, 작은 것은 마르·화쇄구·鎔巖 尖塔·鎔巖 圓頂丘 等이다.

爆裂 火口 [ 編輯 ]

爆裂火口

激烈한 爆發에 依해 山꼭대기의 火口가 넓어진 것이나 爆發에 依해 山中턱에 생긴 火口를 말한다.

마르 [ 編輯 ]

Marr

마그마-水蒸氣 爆發 等의 暴發的인 分化로 생기며, 噴出物이 멀리까지 날아가기 때문에 火口 周圍에 噴出物이 堆積하지 않는다. 火山 가스만이 噴出할 境遇는 火도(火道) 周圍의 巖石 破片이 四方으로 날며, 火口는 절구 模樣이 된다. 경석이나 스코리아도 噴出한 境遇에는 火山 瑣屑物이 많이 쌓인다. 마르 밑은 扁平한 境遇가 많으며, 물이 고여 있는 境遇도 있다. 지름은 數百 미터 程度 되는 것이 많이 있다. 獨逸의 아이펠 地方에 많이 있는 마르가 有名하다.

화쇄구(火山 碎屑丘) [ 編輯 ]

火屑口 暴發的인 分化에 依해 경석이나 火山재 等의 火山 瑣屑物이 火口 周圍에 날려 쌓여서 생긴 圓뿔 模樣의 火山體로, 火口 部分이 큰 것이 特徵이다. 火山體를 만드는 火山 碎屑物의 種類에 따라 火山재區, 경석구, 스코리아區(또는 噴石丘)라고 부른다.

楯狀火山 [ 編輯 ]

楯狀火山

噴火의 中心에서 두세 곳의 方向으로 내려가는 코스가 생겨 中央 畫具와 이 코스를 따라 갈라진 틈에서 遊動하기 쉬운 玄武巖質 鎔巖이 流出하여 생긴 傾斜가 緩慢한 圓뿔 模樣의 火山體이다. 楯狀火山은 主로 鎔巖流로 이루어진다. 아이슬란드型 楯狀火山은 楯狀火山으로서는 小型으로, 높이 1,000m 以下인 것이 많으며, 山꼭대기의 火口는 比較的 크다.

하와이型 楯狀火山은 中央火口와 갈라진 틈에서의 分化를 되풀이하여 생긴 巨大한 火山體이다. 하와이섬의 마우나로아 火山은 海拔 4,170m, 킬라우에 火山은 1,247m이지만 하와이섬 附近의 海底의 깊이가 5,600m인 것을 考慮하면 마우나로아 火山은 높이 約 1萬 m의 火山이라고 할 수 있다. 火山體 寄附(基部)의 지름은 100-400km나 되며, 陸上의 山기슭의 警査는 3-6°이다. 山體의 크기에 比해 山꼭대기 火口의 지름은 작으며, 山꼭대기에 칼데라가 있는 곳이 많다. 海底 部分에는 寢牀 鎔巖이나 琉璃質 破片의 集合體가 쌓여 있다.

成層火山 [ 編輯 ]

成層火山

鎔巖流와 火山재, 火山彈, 火山巖塊 等의 降下 火山 瑣屑物層이 쌓여서 생긴 圓뿔 模樣의 火山體를 말한다. 山꼭대기에는 中央火口가 있으며, 山中턱은 急傾斜인 反面 山기슭은 傾斜가 緩慢하다. 中央火口 밑의 圓뿔形 火도 部分은 高溫의 巖石 破片이나 鎔巖이 쌓여 있기 때문에 단단한 心지처럼 굳어져 있다. 山中턱 部分이 浸蝕作用으로 流失되어도 火도 部分은 남아 있는 例가 있다. 스시마 列島, 캄차카 半島, 알레우트 列島, 안데스 山脈, 필리핀 諸島, 인도네시아, 地中海의 火山의 大部分이 成層火山이다.

火碎流 垈地 [ 編輯 ]

火屑類大地

大規模 火碎流가 堆積하여 생긴 廣大한 大地를 말한다. 火口 附近은 陷沒하여 칼데라湖가 되어 있다. 칼데라 밑에는 小型 成層火山(中央火口)이 생긴다.

鎔巖 垈地 [ 編輯 ]

鎔巖大地

多數의 大規模 鎔巖流가 쌓여 생긴 大地이다. 玄武巖質 鎔巖 大地에는 巨大한 것이 있다. 遊動하기 쉬운 鎔巖이 길게 갈라진 틈을 따라 멀리까지 噴出한 것이라고 생각하면 된다. 印度의 데칸 高原이나 美國의 콜롬비아江 垈地 等도 鎔巖 大地이다. 데칸 高原에서는 數千 張에 이르는 鎔巖이 거의 水平으로 겹쳐 2000미터나 되는 두께로 쌓여 있다.

칼데라 [ 編輯 ]

caldera

普通 噴火口는 크기가 지름 1km 以下이지만 어떤 原因으로 인해 畫具가 크게 팬 境遇 그 輪廓이 圓形 또는 말굽形日 때 칼데라라고 한다. 우리나라에서의 畫具와 칼데라의 區別은 지름 2km를 境界로 하고 있다. 爆發 칼데라는 大型 爆裂 火口이며, 浸蝕 칼데라는 浸蝕 作用에 依해 火山體에 커다란 圓形 웅덩이가 팬 것이다.

칼데라의 大部分은 陷沒 칼데라이며, 어떤 原因으로 畫具 바로 밑의 마그마의 量이 急激히 減少하여 火山體가 밑에서부터 받쳐주는 支持를 잃어 陷沒하면서 땅이 팬 것이다. 킬라우에型 칼데라는 하와이型 楯狀 火山에서 볼 수 있으며, 山꼭대기 바로 밑에 있는 마그마 덩어리에서 玄武巖質 마그마가 急激히 다른쪽으로 移動하면서 속이 비기 때문에 생긴다. 마그마의 이동은 普通 山中턱의 갈라진 틈이 벌어져서 생기는 側(側)分化가 原因이 된다. 이들은 모두 大規模 火碎流 噴出이 먼저 일어나고 그 直後에 火口 附近이 陷沒하여 지름 몇 킬로미터에서 20km의 칼데라가 된 것이다. 칼데라의 바깥쪽에는 廣大한 地域에 火碎流 堆積物이 大地를 이루어 펼쳐 있다.

複合火山 [ 編輯 ]

複合火山

單純한 構造의 火山 몇 個가 서로 密接하게 聯關되거나 겹쳐져 하나의 複雜한 構造의 火山을 形成할 때 이러한 火山을 複合火山이라고 한다. 例를 들어 칼데라가 생긴 뒤에 여러 個의 中央火口가 成長한 것이 그 例이다. 또 實際로는 두 個의 成層火山과 하나의 楯狀火山이 겹쳐져서 생긴 것도 複合 火山의 한 例이다. 커다란 火山體 山中턱에 附着되어 있는 小型 火山體를 側火山(寄生火山)이라 한다.

活火山 [ 編輯 ]

活火山 active volcano

現在 活動中인 火山 또는 只今은 活動하지 않으나, 앞으로 活動이 豫想되는 火山을 가리킨다. 現在 800個 程度의 活火山이 알려져 있는데 大部分 좁은 띠 模樣으로 分布하고 特히 日本列島를 包含한 環太平洋地域이나 인도네시아에 密集되어 있다.

火山分化의 豫測 [ 編輯 ]

火山噴火－豫測

地震豫測과 마찬가지로 火山分化의 豫測도 噴火에 앞선 前兆(前兆)現象을 잘 살펴봄으로써 可能하다. 地震과는 달리 火山의 境遇는 異變(異變)이 일어나는 場所가 定해져 있기 때문에, 언제·얼마만큼의 크기인가 하는 두 가지 要素를 豫測하면 된다. 前兆現象으로서는 火山性 微動(微動)·地形變動·지온分期용천(地溫噴氣湧泉)의 變化·地磁氣·地電流重力(地電流重力)의 變化 等이 있다.

火山의 分布 [ 編輯 ]

火山은 地球上의 특정한 環境에 한하여 分布하고 있다. 大部分은 판의 境界 附近에 存在하며 띠 模樣으로 配列되어 있기 때문에 火山帶라고 한다.

世界의 火山帶 [ 編輯 ]

世界－火山帶

火山帶의 幅은 普通 100-200km인데, 世界에서 가장 긴 火山帶는 太平洋을 에워싸고 있는 環太平洋 火山帶이다. 全世界 活火山의 60%는 이 火山帶에 屬해 있다. 特徵은 컬크알칼리 暗計라고 불리는, 主로 安山巖質 마그마의 噴出이 많으며, 여러 가지 形態의 火山이 있고, 噴火 形態도 매우 다양하여 地球 表面에서 火山 活動이 가장 活潑한 部分이다. 이 밖에도 地中海에서 아시아에 걸쳐 뻗어 있는 地中海 火山帶, 아프리카 大陸 東部의 大地溝帶를 따라 分布하는 東아프리카 火山帶 等이 있다. 모든 火山帶는 地震帶나 地殼 變動이 激烈한 地域과 一致한다. 한便 海底에는 다른 種類의 火山帶, 卽 太平洋 南東部와 大西洋 中央部를 南北으로 달리는 地帶, 印度洋 等의 中央 海嶺이라 불리는 總延長 8萬 킬로미터에 이르는 龜裂 地帶가 있으며, 이곳은 玄武巖質 마그마의 活動이 旺盛하다. 하와이 制度나 갈라파고스 制度는 巨大한 火山列島이다.

地殼과 그 變動 [ 編輯 ]

地殼과 그 變動 [ 編輯 ]

地殼－變動

知覺은 大陸 地域에서는 두꺼워서 30∼40km되지만, 海洋 地域에서는 엷어서 5∼6km에 지나지 않는다. 褶曲(褶曲)山脈 아래에서는 50∼60km에 이르는 곳도 있다. 大陸地域의 地殼은 密度가 다른 上下 두層으로 나누어진다. 上層은 下層에 비하여 密度가 若干 작고 花崗巖 비슷한 物質로 이루어져 있다. 下層은 玄武巖 비슷한 物質로 이루어져 있으며, 海洋地域의 知覺은 玄武巖質의 下層만으로 되어 있다.

地殼의 表面은 複雜한 起伏이 있어서, 地殼을 이루는 巖石은 火成巖이 가장 많고, 堆積巖(堆積岩)·變成巖(變成岩)李 그 다음으로 많다. 이들 巖石은 40∼50億年에 이르는 地球의 오랜 歷史를 통하여 생긴 地殼變動의 産物이다. 그러므로 地殼을 이루는 巖石의 性質이나 知覺의 構造를 살펴봄으로써 知覺의 生成이나 歷史를 알아볼 수가 있다.

指標의 變化 [ 編輯 ]

地表－變化

地球의 表面은 大陸과 海洋의 두 部分으로 나누어진다. 陸地의 平均 높이는 840m인데, 海岸平野·丘陵·垈地(臺地)·山脈 따위의 複雜한 起伏을 가지고 있다. 山脈이 되어 있는 地域은 面積은 크지 않으나, 그 大部分은 大陸의 內部보다 바다에 가까운 곳에 있어서 造山帶(造山帶)라고 일컬어지는 특별한 地域으로 되어 있다. 孤山(高山)의 赦免(斜面)에는 많은 골짜기가 패어 있고, 이들 골짜기를 흘러내리는 물은 河川이 되어 바다로 들어간다. 河川의 流水는 指標의 巖石을 侵蝕하고 大小의 巖屑(岩屑)을 運搬하여 下流 流域이나 海底에 이들 物質을 堆積한다.

指標는 地殼의 內部 마그마(magma)의 作用 等에 依하여 끊임없이 隆起와 沈降을 일으킨다. 또한 大氣나 물의 作用으로 風化·浸蝕을 받고 있다. 말하자면 指標는 知覺의 運動과 大氣나 물에 依한 風化·浸蝕의 作用의 複合으로 인하여 複雜한 起伏이 만들어지고, 그 形態가 끊임없이 바뀌어지고 있다고 할 수 있다.

海岸 段丘 [ 編輯 ]

海岸에 가까운 地域에는 때때로 扁平한 面을 가진 地形이 몇 個의 階段 模樣으로 나누어져 있는 것을 볼 수 있다. 이 段을 形成하고 있는 面은 海面이나 그보다 낮은 地域과 斷崖(斷崖)로 接하고 있다. 이와 같은 段을 이루고 있는 海岸 地形을 海岸 段丘라고 한다. 이 短軀의 上部에는 種種 얕은 海底에서 堆積한 것으로 보이는 조개 껍데기를 含有한 모래나 자갈層이 남아 있다. 따라서 이와 같은 段丘는 옛날에는 海底였던 地層이 隆起하여 海面 위에 나타난 것이라고 할 수 있다. 또한 地形이 扁平한 것은 일찍이 얕은 海底였던 것이 波濤의 作用으로 扁平하게 깎였고, 모래나 자갈에 依해 凹凸이 메워졌기 때문이다.

海岸段丘 [ 編輯 ]

海岸段丘

때로 2段이나 3段으로 되어 있는 境遇가 있다. 이것은 第4期 更新世에 氷河期와 間氷期가 反復되어 海水面이 오르내렸기 때문이다. 올라간 時期(間氷期)에 海底面이 깎여 하나의 段丘面이 生成된다. 그런데 이 사이에 地盤은 恒常 조금씩 隆起를 거듭하기 때문에 한 番 生成된 段丘面은 잇따라 생기는 새로운 段丘面보다 높은 곳으로 밀려올라가게 된다. 이와 같이 하여 間氷期 數만큼 段丘가 생겨 더 오래된 時代의 短軀일수록 높은 位置를 차지하게 된다.

河岸段丘 [ 編輯 ]

河岸段丘

큰 講義 江기슭에는 海岸段丘와 마찬가지로 서로 벼랑끼리 接하는 몇 段의 扁平한 面으로 이루어진 段丘가 發達해 있다. 이 短軀에는 옛날에 江이었음을 보여주는 자갈이나 모래層이 남아 있다. 過去의 江이 몇 段이나 거쳐 높은 곳으로 밀려올라간 것은 地盤이 조금씩 들려올라가는 사이에 河川이 溪谷을 侵蝕하기 때문이다. 그리고 새로운 江일수록 낮은 곳에 生成되어 있다.

段丘가 많은 段을 이루는 것은 河川 溪谷의 浸蝕에 週期가 있기 때문이다. 이 週期는 海岸 段丘를 形成한 氷河期와 間氷期의 海水面의 上下 運動 週期와 一致한다. 그것은 間氷期 때에 海水面이 올라가면 河川의 運搬力이 弱해지기 때문에 河川의 浸蝕도 自然히 弱해지며, 河川의 氾濫原은 모래나 자갈로 因해 묻혀 거기에 하나의 安定된 段丘面이 生成된다. 또 다음 氷河期에 海水面이 내려가면 河川의 運搬力이 剛해져 河川의 浸蝕 作用도 剛해짐으로써 낮은 段丘面이 깎여들어가 이미 生成되어 있던 오래된 段丘面은 같은 速度로 進行하는 地盤의 隆起 때문에 보다 높은 位置로 밀려올라간다. 이와 같은 現象이 되풀이되기 때문에 몇 段의 段丘가 남게 된다.

隆起海岸 [ 編輯 ]

隆起海岸

海岸에 가까운 海底는 波濤의 浸蝕 作用에 依해 扁平해지며, 게다가 오목한 部分은 土沙에 묻혀 한層 扁平한 地形이 된다. 이 같은 얕고 扁平한 海底가 若干 隆起하면 扁平하고 出入이 적은 海岸線을 나타내는 陸地가 나타난다. 隆起海岸은 멀리까지 얕은 모래沙場으로 되어 있으며, 波濤에 쓸려온 모래가 使嗾(砂州)를 만들거나 그 안쪽에 개펄이 形成되기도 한다. 또한 隆起 海岸에는 단단한 巖石이 얕은 海底에서 波濤에 依해 扁平하게 깎인 海底가 그대로 들려올라가 넓은 플랫폼을 이루는 境遇도 있다.

리아스式海岸 [ 編輯 ]

rias式海岸

段丘나 隆起海岸과 달리 리아스式海岸은 海水面이 上昇한 것, 卽 陸地가 바다에 가라앉아 생기는 海岸 地形이다. 山地처럼 起伏이 甚한 地形이 바다에 가라앉으면 溪谷 밑바닥까지 바닷물이 流入되기 때문에 複雜하고 出入이 頻繁한 海岸線이 된다.

이와 같은 海岸은 巖石으로 形成되는 境遇가 많으며 작은 섬들을 많이 볼 수 있다. 이것은 에스파냐 北西部에서 많이 볼 수 있는데, 이 地方에서 리아(에스파냐語로 '後尾'라는 뜻)라고 부르는 데서 붙여진 이름이다. 우리나라에서는 全羅南道 海南 海岸 等地에 리아스式 海岸이 있다.

溺谷 [ 編輯 ]

溺谷

海水面이 올라갈 때 생기는 地形 가운데 溺谷이 있다. 이것은 海底 밑에 가라앉아 있기 때문으로는 보이지 않지만 옛날의 江줄기를 나타내고 있다. 大部分이 現在 河川의 延長이 海底 밑으로 뻗어 있다.

피오르드海岸 [ 編輯 ]

fjord海岸

3海水面이 올라갈 때 생기는 地形으로 有名한데, 勿論 우리나라에서는 볼 수 없다. 피오르드 海岸은 氷河가 두껍게 發達한 地域에서 氷河로 인해 溪谷이 U字形으로 깊게 패여 거기에 바닷물이 侵入하여 생기는 地形이기 때문이다. 다시 말해서 우리나라처럼 氷河가 없었던 곳에서는 이러한 地形은 볼 수 없다. 유럽의 노르웨이 海岸, 南美 칠레 南部의 海岸, 그린란드 海岸 等이 有名하다.

地盤의 變動 [ 編輯 ]

아이소스터市에 依한 變動 [ 編輯 ]

地盤의 大規模 承康 運動 [ 編輯 ]

地盤－大規模昇降運動

플레이트 누름과는 直接 關係 없이 大陸의 넓은 範圍에 걸쳐 地殼이 隆起하거나 沈降하는 境遇가 있다. 代表的인 것은 北部 유럽에서 英國 北部에 걸친 地域이나 캐나다 北東部에서 볼 수 있다. 이들 地域은 氷河期에는 두꺼운 大陸 氷河로 뒤덮여 있었으나 後氷期에 그것이 녹아 荷重이 없어졌기 때문에 隆起한 場所이다. 隆起量은 北部 유럽의 보스니아 灣 附近에서 年間 10-11mm이다. 이러한 隆起 地域과 對照的으로 네덜란드 附近을 中心으로 하여 沈降하는 領域이 있다.

氷河의 融解에 依한 大陸 知覺의 上昇이라는 現象을 理解하기 위해 물에 뜬 통나무의 모습을 想像해 보자. 물을 맨틀, 錘를 단 통나무를 大陸 知覺에 對應시켜 생각해 보자. 秋는 氷河를 나타낸다. 덧붙여서 맨틀은 充分히 긴 時間 동안 變形하는 境遇는 液體처럼 行動한다. 錘를 떼어내면 통나무는 錘에 依해 가라앉아 있었던 만큼 위로 떠오른다. 처음에 위에 얼음이 얹힌 大陸 知覺은 보다 比重이 큰 맨틀 위로 떠올라 均衡을 維持하게 된다. 이러한 均衡 狀態를 아이소스터시라고 한다. 氷河가 녹아 사라지면 大陸 知覺은 앞에서 例로 든 통나무처럼 均衡을 維持하기 위해 위로 떠오른다. 後氷期 大陸 地域에서의 隆起 運動은 이와 같이 아이소스터시로 說明할 수 있다. 全體的인 均衡을 維持하기 위해 上昇 地域 周邊部의 맨틀은 相勝負 아래로 移動한다. 이 때문에 上昇 地域 周邊部에 沈降 地域이 생긴다.

해水準의 變化 [ 編輯 ]

海水準－變化

古生代에서 現在까지 地球 規模의 해水準의 變化가 最近에 밝혀졌다. 해水準은 가장 높이 上昇했을 때는 只今의 海面보다 350m 위에 있으며, 가장 낮게 下降했을 때는 只今의 海面보다 150m가 낮았다. 해水準의 變動 週期는 크게는 數億年에서 작게는 1萬年 以下까지 多樣하다.

100萬 年 以上 되는 큰 週期를 가진 해水準의 變化는 大部分 海洋底의 擴大 速度와 密接한 關係가 있다. 海洋底의 擴大速度가 클 때 中央海嶺(海嶺)에서는 맨틀에서 大量의 物質이 供給되고 있기 때문에 中央海嶺이 부풀어오른다. 또한 갓 生成되어 식지 않은 海洋저는 가볍기 때문에 들려올라간다. 이와 같이 海洋底의 擴大 速度가 빠를 때는 바다 밑바닥이 올라가기 때문에 海面이 上昇한다. 또 이와 反對인 境遇 海面은 下降한다. 이와 같이 海面의 上昇·下降 現象은 海洋底의 地殼 變動을 反映한 것이다. 한便 100萬 年 以下의 작은 週期를 가진 해水準의 變化는 氷河의 所長(消長)과 關聯된 것으로 보인다. 大陸 氷河가 發達할 때는 바닷물이 氷河가 되어 大陸 위에 固定되어 버리기 때문에 海面이 낮아진다. 大陸 氷河가 녹으면 바닷물은 불어나기 때문에 海面은 높아진다.

火山과 地震에 依한 變動 [ 編輯 ]

華山에 依한 變動 [ 編輯 ]

火山－變動

마그마의 貫入(貫入)에 隨伴하여 局所的으로 地盤이 急激히 隆起하는 境遇가 있다. 이와 같은 地盤 變形의 有名한 例는 日本 홋카이도(北海道) 우스산(有珠山) 東쪽 기슭에 出現한 쇼와辛酸(昭和新山)이다.

1943年 12月, 우스산 周邊에서 軍發 地震이 發生하였다. 이것을 契機로 1944年에는 우스산 東쪽 기슭의 보리밭이 隆起를 始作하여 1945年 10月까지 繼續되었다. 初期에는 隆起 地域이 比較的 넓은 範圍에 퍼져 있었으나 漸次 좁아져 갔다. 이것은 半高潔(半固結) 狀態의 粘性이 높은 鎔巖이 地下에서 上昇했기 때문이라고 볼 수 있다. 우스산은 1977年에도 分化를 일으켰는데 分化와 함께 地盤 變動이 1984年까지 繼續 이어졌다. 이 地盤 變動에 依해 山體(山體)가 變形하였는데, 變形한 場所가 土沙流(土砂流)의 發生源이 되었다. 이와 같이 火山活動으로 因한 地盤變動은 自然災害의 原因이 되기도 한다.

地震에 依한 變動 [ 編輯 ]

地震－變動

地震으로 인한 地殼變動은 板構造論으로 說明하는 境遇가 많다. 1923年에 일어난 日本의 간토(關東) 大地震에 隨伴한 地殼變動을 例로 들어 說明해 보자. 간토 大地震은 혼슈(本州)와 그 밑에 가라앉은 필리핀版과의 境界 部分에서 일어났다.

간토 大地震이 일어나자 미우라(三浦) 半島의 끝部分이 約 2m나 急激히 隆起하여 海蝕臺(海蝕臺)가 海面보다 위로 突出해 버렸다. 이 地域은 간토 大地震이 일어나기 前에는 緩慢하게 沈降해 있던 곳이었다. 또 간토 大地震이 끝난 뒤에도 徐徐히 沈降을 繼續하고 있다.

가라앉은 판은 相反 판을 끌어내린다. 그 때문에 판의 沈降이 進行하면 相反 板 위에 있는 大陸은 밑으로 가라앉는다. 끌어내리는 限界에 到達하면 相反 판이 퉁겨져 나가 地震이 發生한다. 이때 地震이 일어나기 前에 沈降을 繼續하던 大陸이 갑자기 隆起한다. 地震이 끝난 後의 相反 판의 느린 沈降은 다시 가라앉은 판에 依해 끌려내려가는 것이 開始되었음을 나타낸다. 이와 같이 知覺의 隆起와 沈降은 地震과 密接한 關係가 있기 때문에 地震 豫報를 위한 地盤의 變動이 持續的으로 觀測되고 있다.

地殼 變動과 地層 [ 編輯 ]

地殼變動－地層

地層의 形成은 해水準의 變動이나 氣候 外에 地殼 變動에 依해 큰 影響을 받는다. 板의 境界 等 知覺 變動이 큰 곳에서는 두꺼운 堆積物이 쌓인다. 地殼 變動으로 인해 知覺이 變形하면 堆積 作用이 中斷되거나 地層이 侵蝕되어 不整合(不整合)이 形成되는 境遇가 있다. 地殼 變動에 依한 힘을 强하게 받은 地層은 갈라지거나 구부러져 單層(斷層)이나 褶曲(褶曲)이 形成된다. 地殼 變動과 地層 形成과의 關係, 地層의 變形에 對해 살펴보자.

地殼 變動의 모니터로서의 地層 [ 編輯 ]

두꺼운 地層이 쌓이는 場所 [ 編輯 ]

－地層－場所

地向斜(地向斜)설에 依하면 沈降 運動을 繼續하는 가느다란 홈이나 地球가 오그라듦으로써 地球 表面에 생긴 깊은 주름 안에 두꺼운 地層이 쌓이게 된다고 한다. 그러나 志向社說은 堆積物이 具體的으로 어떤 形態로 쌓이는지에 對한 明確한 說明이 없다. 그러나 板構造論에 依하면 具體的인 說明이 可能하다.

두꺼운 地層이 堆積하는 주된 場所는 판의 衝突 警戒나 沈降 境界이다. 이들 판의 境界는 地球上에서 地殼變動이 가장 活潑하게 일어난 場所이다. 印度-오스트레일리아版과 유라시아版이 衝突하는 곳에는 世界 最大의 히말라야山脈이 있는데, 그 앞面에 大量의 堆積物이 쌓여 있다. 히말라야산맥처럼 隆起 速度가 빠른 地域은 地層의 削剝輛(削剝量)이 크다. 削剝에 依해 생긴 자갈이나 모래, 진흙은 河川에 依해 運搬되어 山脈의 기슭이나 海底에 堆積한다. 갠지스江이나 브라마푸트라江은 大量의 堆積物을 히말라야산맥에서 벵갈만으로 運搬한다. 이 堆積物을 材料로 벵갈만에는 길이 3,000km에 最大 두께 10km에 이르는 世界 最大의 海底 扇狀地가 形成되었다. 한便 인더스강이 아라비아海로 흘러드는 곳에는 인더스 海底扇狀地가 形成되어 있다.

沈降 警戒의 海溝(海溝)나 트랩 內部에는 陸地에서 運搬되어 온 자갈이나 모래가 堆積한다. 沈降 警戒와 衝突 境界는 모두 地球上에서 地殼運動이 가장 庚熱하게 일어나고 있는 地域의 하나이며, 大量의 堆積物이 生産되는 場所이다. 激烈한 地殼運動에 依해 急激히 隆起한 山地에서 河川을 통해 運搬된 土沙는 물과 섞여 粥 같은 形態로 時速 100km를 넘는 速度로 海口나 트랩 赦免을 흘러내려간다. 그 結果 形成된 堆積物을 터비다이트라고 부른다. 板의 境界가 아니라 大西洋 周邊의 大陸과 海洋의 境界 部分에도 두꺼운 堆積物이 쌓여 있다. 이곳에는 大陸棚에서 深海底에 걸쳐 앞치마 模樣의 扇狀地에 堆積物이 쌓여 있다.

陸上에 있는 판의 境界 部分에서도 堆積 作用이 活潑하다. 例를 들면 샌프란시스코에서 로스앤젤레스에 걸친 샌안드레아스 地層은 판에서 若干 빗나간 境界 部分이다. 이 單層의 周邊에는 斷層 運動에 隨伴하여 形成된 웅덩이 안에 大量의 礫巖과 沙巖이 堆積해 있다.

地殼變動과 不整合 [ 編輯 ]

地殼變動－不正合

堆積巖이 露出되어 있는 벼랑을 觀察해 보면 平行한 層理面(層理面)에서 境界를 이루는 地層이 여러 겹 쌓여 있음을 알 수 있다. 이것은 이들이 同一한 環境 아래에서 連續的으로 堆積했음을 나타내고 있다. 各各의 層理面은 堆積 作用이 一次的으로 中斷된 面이지만 堆積 環境이 크게 變化할 程度의 時間的인 間隔은 없었다고 볼 수 있다. 이와 같은 地層의 關係를 整合(整合)이라고 한다.

堆積 環境을 크게 바꾸는 原因 中의 하나는 地殼 變動이다. 地殼 變動에 依해 知覺이 變形, 隆起하면 그때까지의 連續的인 堆積 作用이 오랜 期間 中止되면서 削剝作用이 일어난다. 이와 같이 削剝에 依해 만들어진 面을 不整合面이라 한다.

知覺이 넓은 範圍에 걸쳐 그다지 큰 變形을 일으키지 않고 隆起하여 地層이 水平인 채로 水面 위로 떠오르면 浸蝕이 始作된다. 그 結果 地層面에 거의 平行한 削剝面이 形成된다. 그 後 知覺이 다시 水面 밑으로 가라앉아 堆積 作用이 再開되면 削剝面 위에, 아래의 地層이 層理面과 平行한 層理面을 가진 地層이 겹쳐지게 된다. 이러한 削剝面을 平行 不整合이라고 한다.

遲刻에 强한 壓縮力 等이 作用하여 地層이 褶曲이나 斷層으로 激烈하게 變形하여 削剝된 後에 그 윗部分에 堆積物이 쌓이면 削剝面을 사이에 두고 그 아래위에 地層의 構造가 두드러지게 變하는데, 이러한 面을 傾斜 不整合이라고 한다.

오래 前부터 不整合은 地層 속에 남아 있는 地殼運動의 證據로 여겨져 왔다. 不整合의 規模가 클수록 地殼變動도 컸다고 믿었다. 確實히 不整合은 地殼變動을 觀察하는 하나의 重要한 手段이다. 그러나 地殼變動은 不整合의 有無만에 依해 認識되는 것이 아니라 知覺의 構造나 當時의 판의 分布 等을 綜合的으로 考察해야 한다.

最近에는 石油 開發과 關聯하여 大陸棚 위의 堆積物의 硏究가 進步하여 氷河性 海面 低下에 隨伴하여 形成된 것이라고 여겨지는 不整合이 確認되고 있다.

褶曲 [ 編輯 ]

褶曲의 形成 [ 編輯 ]

褶曲－形成

電話番號簿를 冊床 위에 올려 놓고 兩손으로 누르면 주름이 생기는데, 地層의 境遇도 水平 方向으로 누르면 구부러져 주름이 생긴다. 板構造論에서는 판의 運動에 依해 加해지는 水平 方向에서의 힘에 依해 褶曲이 形成된다. 褶曲하고 있는 地層이 가장 甚하게 屈曲하는 곳을 이은 線을 褶曲의 軸이라고 한다. 그리고 水平 方向에서 눌러서 생긴 褶曲의 軸은 누르는 힘 方向으로 直角으로 뻗는다는 事實이 밝혀지고 있다. 바꾸어 말하면 現在 地表에서 觀察되는 褶曲의 軸 方向을 살펴보면 褶曲이 形成된 當時의 힘의 方向을 復元할 수 있다.

또한 이들과는 다른 메커니즘으로 形成되는 褶曲度 알려져 있다. 地下에서 밀려올라오는 힘에 依해 地層이 구부러져 褶曲을 일으키는 것이 그것이다. 地下에서 생기는 힘의 原因은 마그마이거나 블록 狀態가 된 知覺의 垂直方向運動이다.

現在 觀察되고 있는 褶曲이 水平 方向으로 밀려서 생긴 것인지 垂直 方向의 힘에 依해 생긴 것인지는 褶曲의 內部構造 等을 詳細히 調査해 보지 않고는 判斷할 수 없다.

褶曲의 種類 [ 編輯 ]

褶曲－種類

巖石은 높은 溫度와 壓力 아래서 徐徐히 變形하면 粘土처럼 變한다. 地層이 粘土처럼 變形한 結果 생기는 것이 褶曲이다. 褶曲은 形成 當時의 條件이나 地層의 物理的인 性質에 依해 여러 가지 形態가 된다. 溫度나 壓力은 地表에서의 깊이에 따라 달라지기 때문에 여기에서는 地表에서의 깊이를 하나의 基準으로 하여 褶曲의 形態를 살펴보기로 하자. 褶曲의 形態는 褶曲의 軸에 垂直인 面에서의 形態에 따라 크게 셋으로 나눌 수 있다.

첫째는 斷面의 地層面 形態가 不規則한 褶曲이다. 溫度나 壓力이 매우 높은 地下 깊은 곳에서 生成된 것으로 巖石의 流動이 考察된다. 이것은 물엿 表面에 잉크로 주름을 그렸다가 휘저을 때 생기는 무늬와 비슷하다.

겹쳐 놓은 카드의 側面에 매직으로 주름을 그려 넣은 後 側面과 直交하는 方向에서 손가락으로 눌러 카드를 어긋나게 하면 매직으로 그린 주름이 물결 模樣을 이룬다. 野外에 나가면 이와 같은 形態의 褶曲을 흔히 볼 수 있다. 카드면을 巖石 속에 發達한 갈라진 틈, 그리고 매직으로 그린 주름을 地層面이라고 假定해 보자. 天然的으로 볼 수 있는 이러한 種類의 褶曲은 갈라진 틈에 依해 얇은 板이 된 巖石이 조금씩 빗나가서 생긴 것이라고 推測할 수 있다. 이 갈라진 틈을 따라 巖石은 얇게 벗겨지며, 벗겨지면 얇은 巖石판이 된다. 이것이 판이라 불리는 것으로 옛날에는 지붕에 얹는 기와 代身 쓰이기도 했다. 이러한 形態의 褶曲은 앞에서 說明한 不規則한 形態의 褶曲보다 얕은 곳에서 形成된 것으로 여겨진다.

指標 附近에서 褶曲이 形成되면 斷面에서 地層面이 同心圓上이 된다. 冊을 옆에서 손으로 눌렀을 때 구부러지는 模樣에 比喩되는 褶曲으로서 冊 한 페이지가 地層 한 張에 對應한다. 이런 種類의 褶曲은 地層의 구부러짐과 地層間의 미끄러짐에 依해 생긴다. 알프스 山脈이나 히말라야 山脈은 판의 衝突 地帶에 있으며, 地球上에서 褶曲 構造가 가장 發達한 地域의 代表이다. 여기에서는 판의 衝突 進行과 더불어 褶曲이 구부러지는 比率도 漸次 커지며, 結局에는 접어 개킨 것 같은 模樣이 된다. 이와 같이 하여 생긴 褶曲을 橫臥(橫臥) 褶曲이라 한다.

單層 [ 編輯 ]

單層의 形成과 種類 [ 編輯 ]

單層－形成－種類

巖石은 溫度와 壓力이 낮은 곳에서는 부서지기 쉽다. 이러한 條件에서 일정한 크기를 超過한 힘이 加해지면 巖石은 부서지고, 그 틈을 따라 쪼개진다. 巖石이나 地層이 갈라져 어긋나 있는 面을 斷層이라 한다. 斷層은 生成 當時의 힘이 加해지는 方向에 따라 크게 세 種類로 分類된다. 여기에서는 理解하기 쉽게 最大의 힘이 水平 또는 垂直 方向으로 作用하는 것을 살펴보기로 한다. 그러나 實際로는 힘이 비스듬히 作用하는 境遇도 많다.

最大의 힘이 地下에서 밀려올라오듯이 作用한 境遇 斷層面보다 위에 있는 블록이 미끄러 떨어지듯이 運動한다. 이와 같이 形成된 斷層을 正斷層(正斷層)이라 한다. 地下에서 밀어올리는 힘의 源泉으로는 上昇하는 마그마 等을 꼽을 수 있다.

最大의 힘이 水平으로 作用하여 斷層面보다 위에 있는 블록이 갈라진 틈을 따라 뻗어올라가듯이 運動하면 驛(逆)斷層이 생긴다. 판의 衝突 地帶나 沈降 地帶에서 흔히 나타나는 單層이다. 逆斷層 中에서 斷層面의 傾斜가 45°以下인 境遇를 衝上(衝上)單層이라 한다.

最大의 힘이 水平으로 作用하는 境遇에도 垂直 方向의 힘의 크기에 依해 斷層面이 垂直이 되는 境遇가 있다. 이러한 境遇에는 單層의 兩쪽 블록이 水平 方向으로 빗나간다. 이것을 回轉斷層이라고 한다. 回轉斷層은 판의 若干 빗나간 境界 等에서 發達하기 쉽다. 美國의 샌안드레아스 斷層처럼 規模가 큰 것이 많다.

여기에서는 理想的인 狀態에서 斷層을 分類했으나 自然系에는 이들의 中間的인 것이 大部分이다.

單層 破碎帶 [ 編輯 ]

單層破碎帶

길거리를 지나다 보면 斷層面과 單層 活動에 依해 巖石이 갈라져 생긴 角礫巖(角礫岩)과 粘土를 볼 수 있다. 斷層面은 오랜 歲月 동안 風波에 깎여 맨들맨들해진 것이 많으며, 斷層面 위에 直線으로 된 줄이 그려져 있다. 이 줄은 斷層面을 사이에 두고 兩쪽 블록의 相對的인 運動 方向과 平行하다. 角礫巖은 斷層이 形成될 當時에 巖石이 破碎되어 생긴 것이다. 角礫巖의 表面도 맨들맨들하高 줄이 쳐져 있는 것이 많다. 角礫巖이 더욱 많이 破碎되어 微細해지면 單層 粘土가 된다. 規模가 큰 斷層에서는 어떤 範圍에 斷層面이 密接하게 發達하거나 斷層 角礫巖이나 粘土가 폭넓게 分布한다. 이와 같은 場所를 單層 破碎帶라고 한다.

單層 地形 [ 編輯 ]

單層地形

커다란 單層은 地形으로 나타나는 境遇가 많다. 單層 地形 가운데 가장 特徵的인 것은 斷層을 따라 形成되는 直線的인 地形이다. 랜드샛 衛星 寫眞에서도 巨大한 斷層은 確認된다. 第4期에 접어들면서 活動을 開始한 單層 附近에서는 斷層을 가로질러 흐르는 江줄기가 斷層을 境界로 急激한 角度로 구부러지거나 段丘가 어긋나거나 한다. 이와 같이 現在 活動하고 있는 證據가 있는 斷層을 활(活)單層이라고 한다.

地震 單層 [ 編輯 ]

地震單層

地震이 일어나면 道路나 담牆 等이 갈라지는 境遇가 있다. 이러한 龜裂이 地下 深層部와 連結되어 있을 때 이를 地震 斷層이라 한다.

火成巖 [ 編輯 ]

火成岩

知覺 內部에서 巖石이 녹은 狀態에 있는 것을 마그마(magma)라 한다. 마그마가 地殼運動과 함께 移動하여 식어서 굳어진 結果 생긴 巖石을 火成巖이라 하고, 이와 같은 作用을 火星(火成)作用이라 한다. 化成作用이 일어난 깊이에 따라 深成巖(深成岩)·反(半)深成巖(또는 脈巖(脈岩)·噴出巖(噴出岩))으로 나누어진다.

堆積巖 [ 編輯 ]

堆積岩

大氣나 물의 堆積作用으로 堆積巖이 생긴다. 堆積巖은 沙漠이나 海岸·火山 周邊 等의 陸地나 江·늪·氷河 等의 肉水(陸水)地域, 三角洲·개펄 따위의 肉水와 海水가 섞인 期數(汽水)地域, 海邊에서 深海底(深海底)까지의 海水(海水)地域 等의 갖가지 地域에서 生成된다. 堆積巖에는 크고 작은 바위 부스러기가 運搬되어 堆積한 碎屑巖(碎屑岩), 물속의 成分이 大量으로 沈澱하여 생긴 化學巖(化學岩), 그 밖에 大量의 生物 流體(遺體)가 密集하여 생긴 生物巖(生物岩)도 알려져 있다. 火山 作用과 關係하여 생겨난 碎屑巖을 特히 火山 碎屑巖이라 한다. 堆積巖은 大槪 처음에는 굳어져 있지 않으나, 오랫 동안의 壓力이나 熱의 影響으로 水分을 잃고 粒子(粒子)가 結合하여 굳어진다. 이와 같은 作用을 屬性(續成)作用이라 한다.

變成巖 [ 編輯 ]

變成岩

이미 만들어진 巖石이 열이나 壓力의 影響으로 그 構成鑛物이 固體인 채로 다른 決定(結晶)으로 變化함으로 因해서 巖石의 性質이 變하는 現象을 變成作用이라 하며, 이로 인해 생긴 巖石을 變成巖이라 한다. 變成巖에는 元來 巖石을 이루었던 鑛物과 새로 생긴 鑛物이 섞여 있다. 後者를 變成鑛物이라 하며, 이들 鑛物의 種類나 性質에 따라 本來의 巖石의 種類나 變成作用의 內容을 알 수 있다.

變成巖은 主로 마그마의 熱에 依해 생긴 熱變成巖(또는 接觸變成巖)과 造山運動에 依해 높은 溫度와 壓力을 받고 생긴 廣域(廣域)變成巖(結晶片巖·片麻巖)으로 區別된다.

造巖鑛物 [ 編輯 ]

造岩鑛物

巖石을 이루는 鑛物을 造巖(造岩)鑛物이라 한다. 造巖鑛物의 種類·性質이나 그 造成(組成)으로 巖石의 成人(成因)을 알 수가 있다. 火成巖의 主된 造巖鑛物은 石英·장석류(長石類)·운모류·角閃石類(角閃石類)·輝石類(輝石類)·橄欖石類 等의 硅酸(硅酸) 鑛物과 琉璃이다. 이들 造巖鑛物의 種類와 造成, 集合狀態는 元來의 마그마의 性質이나 化成作用의 形式에 따라서 달라진다. 特히 火成巖의 化學組成과 造巖鑛物의 結晶의 性質에 對한 硏究는 知覺의 聖人이나 變遷을 알아보는 데 重要한 資料를 提供한다.

偏光顯微鏡 [ 編輯 ]

偏光顯微鏡

硏磨機로 巖石이나 鑛物의 엷은 彫刻을 만들어 偏光顯微鏡으로 鑛物의 種類나 性質을 調査한다. 偏光顯微鏡은 19世紀 初에 英國의 윌리엄 니콜(William Nicol, 1768∼1851)에 依해 考案된 것으로, 普通의 顯微鏡에 方解石(方解石)으로 만든 偏光板(板)을 裝置한 것이다. 方解石을 通過한 通常狂(通常光)은 振動方向이 다른 두 偏光으로 갈라진다. 이 性質을 利用하여 여러 가지 鑛物 結晶의 光學的 性質을 알아볼 수 있다.

鑛床 [ 編輯 ]

鑛床

人類 生活에 有用한 鑛物이 密集한 巖石을 鑛石이라 하며, 鑛石이 採算性이 맞을 수 있는 狀態로 知覺 속에 密集한 것을 鑛床이라 한다. 鑛床에는 堆積作用에 關係하여 생겨난

堆積鑛床(石油·石炭·天然가스·四철·沙金·石灰巖·陶土 等)과 火星(火成)作用에 關係하여 생겨난 火成鑛床이 있다. 이 밖에 變成作用으로 생긴 鑛床도 알려지고 있다.

地下資源 [ 編輯 ]

地下資源

知覺에는 石油·石炭·金屬鑛物 等의 갖가지 地下資源이 包含되어 있다. 人間은 生活의 道具로서 石器·鐵器·同期·輕金屬氣를 次例로 開發 使用해 왔으며, 또 燃料로서는 石油·石炭을 開發하였고 오늘날에는 放射能 鑛物에 依한 原子 燃料의 開發에 이르고 있다. 말하자면 人間의 歷史는 地下資源의 開發社와 함께 發展하고 있다.

地下資源의 開發에는 知覺을 이루는 巖石의 種類·分布나 그 構造를 알 必要가 있다. 그러기 위해 指標의 地質을 調査하여 地質圖(地質圖)를 作成하기도 하고, 땅속 巖石을 直接 採集하여 調査하기도 한다. 또한 巖石의 密度·電流에 對한 抵抗도·자성 等을 利用한 地震探査法·電氣探査法·自力(磁力)探査法 等을 實施하는 수도 있다. 이 밖에 放射能 探査法이나 其他의 化學的 性質을 對象으로 한 化學 探査法도 있다.

地下資源을 開發하고 있는 곳을 鑛山(鑛山)이라 한다. 때로 鑛床(鑛床)이 地表에 넓게 露出되어 있을 境遇에는 露天掘(露天掘)을 하지만 地質構造가 複雜한 地域에서는 大部分의 鑛山은 땅 속으로 窟을 파서 採掘하고 있다.

造山運動 [ 編輯 ]

地球 表面을 덮은 約 10張의 强한 판이 運動을 하여 다른 판에 부딪치거나 다른 版 밑으로 들어간 地帶에서 地震이나 火山 活動이 頻繁하게 일어난다. 또한 그곳에는 알프스나 히말라야 같은 大山脈度 생겨난다. 이와 같은 見解를 板構造論이라 한다. 여기서는 板構造論에 立脚하여 早産活動을 살펴보기로 하자.

早産운동론의 變遷 [ 編輯 ]

古典的인 早産론-志向私設 [ 編輯 ]

古典的－造山論－地向斜說板構造論이 登場하기 以前에는 志向社說에 依해 山脈 生成을 說明하였다. 히말라야산맥이나 알프스山脈에는 두꺼운 地層이 褶曲을 일으키거나 斷層에 依해 切斷된 狀態로 指標에 露出되어 있다. 이와 같은 山脈을 構成하고 있는 地層이 쌓인 너비가 數百km에 길이가 數千km에 達하는 바닷속의 길다란 홈을 地向斜라고 하였다. 이 가느다란 홈은 위에 켜켜이 쌓이는 堆積物의 무게로 漸漸 깊어진 것으로 여겨졌다. 또한 地球가 收縮을 일으켰기 때문에 地球 表面에 생긴 주름 가운데 커다란 것이 地向斜라고 생각한 學者도 있었다. 그러나 現在는 그 모든 說이 잘못된 것으로 받아들여지고 있다.

地向斜의 最大 沈降부는 地層이 地下 깊숙이 패여 들어가기 때문에 高溫·高壓 狀態가 된다. 그 結果 地層을 構成하고 있는 巖石이 變成巖이 된다. 溫度가 더 한層 上昇하면 마그마度 發生한다. 열에너지 增大에 隨伴하여 最大 沈降部에서 隆起 運動이 開始된다. 그 隆起 過程에서 地層은 四方에서 壓縮을 받아 褶曲山脈이 形成된다. 褶曲山脈의 中樞府에는 마그마가 貫入하여 花崗巖이 생긴다. 이것이 志向社說에 根據하는 山脈 形成의 大略的인 內容이다.

志向社說은 山脈 形成의 重要한 原動力을 上下 方向의 힘으로 한 點에서 水平 方向의 運動을 重視하는 大陸 이동설에서 板構造論에 이르는 造山 運動論과 크게 다르다. 오랜 歲月 동안 兩者는 論爭을 거듭해 왔는데, 結局 志向社說은 판 構造論에 자리를 내주었다.

板構造論 [ 編輯 ]

板構造論

板構造論은 1960年代 末부터 1970年代 初에 걸쳐 確立된 說이며, 最近에는 大部分의 地學(地學) 現象이 板構造論에 立脚하여 論議되고 있다. 地球 表面은 두께 60-120km인 約 10張의 鋼板(플레이트)으로 뒤덮여 있으며, 이들 판이 水平 方向으로 移動함으로써 地震, 火山 活動, 造山 運動 等의 地學 現象이 일어난다고 主張한다. 다시 말해서 地學現象은 運動하는 판의 相互作用에 依해 일어나는 것이다. 따라서 重要한 地學現象은 판의 境界에서 일어나게 된다. 板構造論은 水平方向의 運動을 重要한 것으로 생각하는 點이나 各地에서 일어나고 있는 地學現象을 地球 規模에서 統一的으로 說明하고 있다는 點에서 從來의 早産論과 크게 다르다.

판은 上部 맨틀의 比較的 粘性이 낮은 阿世노스페어 위를 미끄러지듯이 移動한다. 板의 이동은 스케이트로 얼음 위를 지치는 것에 比喩할 수 있다. 스케이트 部分이 판이고, 亞세노스페어가 얼음과 스케이트 사이에 생기는 水分層에 該當한다. 판의 移動 速度는 年間 數cm 程度이다.

板構造論에 依한 造山 運動 [ 編輯 ]

板構造論과 세 種類의 造山帶 [ 編輯 ]

板構造論－三種類－造山帶地區의 表面的이 일정하여 變하지 않는다고 하면 地球上의 판의 境界는 다음의 세 種類가 된다. 첫째 판이 만들어지는 곳, 둘째 板이 서로 近接해 오는 곳, 셋째 板이 서로 스쳐 지나가는 곳이다. 이들 세 種類의 境界에서는 特徵的인 地學 現象이 일어난다.

안데스山脈, 히말라야山脈, 알프스山脈 같은 大規模 造山帶는 서로 近接하는 境界에 存在한다. 그래서 여기에서는 板이 서로 近接하는 境界에서의 造山運動을 살펴보기로 하자. 이 境界는 크게 둘로 나눌 수가 있다. 卽 판이 다른 版 밑에 가라앉는 警戒와 板과 板이 衝突하는 境界이다.

板의 沈降에 依해 생긴 造山帶 [ 編輯 ]

板－沈降－造山帶沈降 境界는 主로 太平洋 周邊에 있다. 東太平洋 海嶺에서 生産된 海洋板이 그곳에서 大陸板 밑에 가라앉아 있다. 太平洋板이 가라앉아 있는 나츠카판 沈降臺(沈降帶) 위에 있는 안데스 山脈은 沈降臺에 있는 造山帶이다. 海口의 大陸쪽에는 海洋板 위에 堆積한 甚해 堆積物이나 海洋板 自體를 構成하고 있는 玄武巖 等이 海洋板에서 떨어져 나와 붙어 있다. 陸上에서는 海口의 軸에 平行한 斷層이나 褶曲을 흔히 볼 수 있다. 이들은 海洋板에 依해 밀려나와 생긴 것으로 여겨진다.

大陸의 衝突에 依해 생긴 造山帶 [ 編輯 ]

大陸－衝突－造山帶알프스산맥이나 히말라야山脈은 世界의 山脈을 代表하고 있다. 이들 大山脈은 판의 衝突 地帶에 形成된 것으로, 電子는 아프리카版과 유라시아版의 衝突 警戒에, 後者는 印度-오스트레일리아版과 유라시아版의 衝突 境界에 있다.

印度-오스트레일리아版이 유라시아板 밑에 繼續 가라앉자 印度-오스트레일리아版 위에 있는 印度大陸은 유라시아대륙에 漸次 가까이 接近하여 約 3,800萬 年 前에 結局 衝突했다. 印度 大陸은 比重이 比較的 작은 巖石으로 이루어져 있어 簡單히 가라앉을 수는 없기 때문에 大陸 知覺이 들어올려져 巨大한 히말라야山脈이 形成되었다.

世界의 造山帶 [ 編輯 ]

造山帶와 楯狀地 [ 編輯 ]

造山帶－楯狀地

古生代 以後 地球上에는 세 次例에 걸쳐 造山運動이 일어난 것으로 보인다. 가장 나중에 일어난 造山運動이 中生代에서 新生代에 걸쳐 일어난 알프스造山運動이다. 古生代에 일어난 것은 現代에 가까운 것부터 말하면 발리스칸造山運動, 칼레도니아造山運動이다. 新生代의 造山帶는 現在 판의 沈降·衝突 境界에 있으며, 알프스·히말라야·로키·안데스라는 世界에서 손꼽히는 山脈 地帶가 되어 있다. 오래된 造山帶는 過去에 판의 境界 部分에 發達한 것으로 여겨진다.

古生代 以後 造山帶 사이를 메우듯이 存在한 것이 楯狀地이다. 楯狀地에는 선캄브리아시대의 變成巖類나 花崗巖 等 造山帶의 中心部를 構成하고 있는 巖石이 複雜한 構造를 띠며 널리 分布하고 있다. 楯狀地는 선캄브리아시대에 몇 次例의 造山 運動을 받은 後에 安定된 知覺이다.

大陸의 成長 [ 編輯 ]

大陸－成長

北아메리카 大陸에서는 大陸의 中心部에 오래된 巖石이 分布하며, 周邊으로 갈수록 보다 새로운 巖石이 分布하고 있다. 板構造論의 立場에서는 이러한 巖石의 分布는 다음과 같이 說明할 수 있다. 地球 歷史의 初期에 地球 表面에 板이 形成되어 판 構造論이 제 機能을 發揮하기 始作하자 처음에는 작은 大陸 知覺이 形成된다. 그 後 大陸의 周邊에서는 판의 沈降이 頻繁히 일어나 堆積物이 쌓이며, 火山 活動이 일어나기도 하고 때로는 판끼리 衝突을 일으키기도 하는 等 大陸은 漸次 바깥쪽을 向해 成長한다.

大陸 [ 編輯 ]

大陸

大陸의 內部에는 普通 낮고 扁平한 楯狀地(楯狀地：shield)라고 하는 넓은 地域이 發達하고 있으며, 그 둘레를 褶曲山脈이 에워싸고 있다. 楯狀地는 大槪 强하게 褶曲하여 大部分이 變成巖으로 變하고 있는 線(先)캄브리아 時代의 오래된 巖石이 露出하고 있고, 그 위를 새로운 時代의 엷은 地層이 거의 水平狀態로 덮고 있다.

이와 같은 事實은 楯狀地가 선캄브리아시대에는 造山帶였던 것이 地背斜(地背斜)의 段階를 지나, 낮고 扁平한 地形이 된 然後에 垂直方向이 造陸運動만을 받은 安定된 地域으로 變하였음을 말해 주고 있다. 그리고 古生代 以後에는 선캄브리아시대의 낡은 造山帶 둘레에 새로운 造山帶가 생겨서, 그것도 地背斜의 段階를 지나면 低平(底平)韓 安定된 地域이 되어서 楯狀地를 넓혀 간다. 이와 같이 大陸은 造山運動의 歷史와 더불어 긴 地質時代를 經過하여 形成된 것으로, 大陸에는 오랜 造山帶의 記錄이 남아 있다.

弧狀列島 [ 編輯 ]

弧狀列島

弧狀列島는 南北 兩(兩)아메리카 大陸과 아시아 大陸 사이에 끼인 太平洋 海域의 가장자리에 發達하여 있다. 그 中에서 류큐∼타이완 도호열(島弧列)·日本 혼슈 도호열·캄차카∼알류샨 도호열 等이 接合하여 花菜(花菜)를 이은 模樣으로 되어 있으므로 花菜列島(花菜列島)라고도 불린다.

이들 弧狀列島(弧狀列島)는 大陸 周邊에서 가장 새로운 알프스 造山帶와 平行하고 있다. 또한 地震帶나 火山帶·海口의 分布와도 一致하고 있어 知覺의 構造와도 깊은 關係가 있다. 特히 太平洋의 成人과 關聯이 있다고 생각되어 있다.

卽 알프스 造山運動 가운데서 弧狀列島를 따라 知覺에 斷熱(斷裂)이 생겨, 猛烈한 火山運動이 따르면서 太平洋과 弧狀列島를 형성시킨 것이다. 綠色 凝灰巖(凝灰岩：그린터프)은 이 時期에 만들어진 巖石이기 때문에, 弧狀列島를 形成한 變動을 그린터프 變動이라고 한다.

地球의 進化 [ 編輯 ]

地球－進化

地球가 太陽系의 一員으로서 誕生한 것은 只今으로부터 約 45億年 前이라고 생각된다. 最初의 地球 內部가 核·맨틀·知覺으로 나누어지는 過程에서 最初의 海洋이나 大氣를 形成하였다. 地球上에 最初의 生命이 出現한 것은 約 30億年 前이라고 생각된다. 生命이 出現할 때까지의 地球의 狀態를 생각할 資料는 極히 적으므로, 隕石·隕鐵(隕鐵) 따위의 資料나 다른 天體의 性質 等에서 推定하고 있다.

生命이 出現한 뒤부터의 地球의 連帶는 生物이 發達한 段階에 線캄브리아(先 cambria)時代·古生代·中生代·新生代로 나뉘고, 더욱 仔細한 連帶로 區分되어 있다. 이들 時代에 일어났던 갖가지 變動에 依하여 오늘날의 大陸과 海洋이 完成되고, 生物界에는 漸次로 高等生物이 出現하여 마침내 人類의 誕生을 보기에 이르렀다. 이와 같은 地球의 發達史는 生物 進化와 比較할 수 있으므로 地球의 進化라고 불린다.

連帶測定 [ 編輯 ]

年代測定

地球의 連帶는 上下로 겹쳐진 地層의 新舊(新舊)를 눈금으로 하여 그 속에 包含된 化石의 變化의 傳道에 따라 相對的인 連帶를 定할 수가 있다. 卽 進化된 化石이 産出되는 地層일수록 그 連帶가 새로운 것이 된다. 이렇게 하여 定한 地球의 連帶를 相對 年代(相對年代)라고 한다. 相對年代에서는 化石의 記錄이 많고 進化가 顯著한 새로운 連帶일수록 그 期間이 짧음에도 不拘하고 細分하기가 可能하다. 放射性 元素의 發見으로 이를 含有한 鑛物이 만들어진 絶對硏修(絶對年數)를 測定할 수 있게 되었다. 放射性 元素는 放射能에 依해 一定 期間에 元來의 量의 半만큼 崩壞하여 다른 元素로 變해간다. 그러므로 우라늄·토륨·칼륨 等의 放射性 元素를 含有한 鑛物을 火成巖 中에서 抽出하여, 이들 元素가 납이나 아르곤으로 變化한 量에 따라서 그 火成巖이 생긴 絶對年代를 測定하고 있다. 只今까지 測定된 가장 오랜 巖石의 絶對年代는 38億年을 나타내고 있다.

海洋과 海底 [ 編輯 ]

海洋 [ 編輯 ]

海洋

地球 表面의 2/3는 바닷물로 덮여 있다. 海洋의 面積은

3億6,105萬㎢에

이르고,

海水의

부피는

13億7,030萬㎢에 이른다. 그 中에서도 가장 큰 것은 太平洋으로서, 全體 海洋의 1/2의 面積을 차지하고 있다. 太平洋·大西洋·印度洋을 合쳐 3大洋이라 부르며, 3大洋의 面積은 全體 海洋의 90%에 達한다. 海洋의 깊이를 평균하면 4,117m가 되며, 最大 깊이는 11,034m이다. 海洋의 起源에 關해서는 여러 가지 說이 있으나, 오늘날에는 다음과 같이 생각되고 있다. 海水의 始初에 關해서 말하자면 火山活動 等에 隨伴하여 溫泉이나 火山 蒸氣와 같은 形態로 指標에 到達한, 地球 內部에서 나온 물이 地球 表面의 움푹한 곳에 괸 것이다. 또한 海盆(海盆)의 起源은 元來 地球 表面에는 하나의 大陸과 하나의 大養分(大洋盆)이 있었는데, 大陸이 여러 個로 갈라져 地球 表面을 떠돌아다닌 結果 오늘날에 볼 수 있는 것과 같은 海盆의 配列이 決定되었다고 한다. 이와 같은 생각을 大陸漂移說(大陸漂移說)이라 하여, 反對說도 많지만 只今으로서는 主流的인 假說이 되어 있다.

海洋의 탐구사(探究史)는 人間의 歷史賞 매우 興味있는 것이다. 中世까지 海洋은 神祕의 帳幕 속에 갇혀 있었다. 15世紀부터 18世紀에 걸쳐서, 卽 콜럼버스로부터 쿡(J. Cook)의 時代까지는 海洋의 地理學的 發見의 時代라고 할 수 있다. 19世紀부터 20世紀 前半까지는 海洋의 植民地 時代라고 부를 수 있을 것이다. 20世紀 後半부터 21世紀에 걸쳐서는 海洋의 資源開發 時代가 到來할 것으로 展望된다. 海洋은 옛날부터 人間生活과 密接한 關係를 맺어 왔다. 3面이 바다로 둘러싸이고 豐富한 水産資源을 가진 韓國의 境遇도 氣候 等 이루 헤아릴 수 없이 많은 影響을 받아 왔다.

海水 [ 編輯 ]

海水

海水에는 여러 가지 物質이 녹아 있기 때문에 그 物理的 性質도 純粹한 물과 比較해서 많은 差異點을 갖고 있다. 海水의 性質을 얘기할 때는 鹽分과 溫度·빛깔 等을 생각하지 않으면 안 된다.

海水의 鹽分 [ 編輯 ]

海水－鹽分

海水의 鹽分(鹽分)이라는 것은 海水 1kg 속에 溶解되어 있는 固形物質의 全量을 나타낸 것으로, 千分率(퍼밀：‰)로 나타낸다. 대양중의 海水의 鹽分은 普通 34∼35‰인데, 紅海(紅海) 等에서는 39‰에 가까운 값을 나타내고 있다. 이들의 鹽分 造成(組成) 中에서 가장 많은 것이 食鹽으로서 前 鹽類의 80%를 차지한다. 卽 1盞의 海水 中에는 5∼6g의 食鹽이 含有되어 있고, 全 海水中에 包含된 鹽類의 양은 全 地球上을 50m의 두께로 덮을 수 있을 程度이다.

海水의 빛깔 [ 編輯 ]

海水－色

海水는 普通 푸르스름한 빛깔을 하고 있다. 이것은 主로 海水 中에 浮遊(浮游)하는 微細한 粒子의 産卵(散亂)에 依해서 靑色 빛이 되쏘여지기 때문이다. 그러나 바다의 빛깔은 海水 中의 浮遊物質의 크기나 羊 따위에 따라 가지各色으로 變한다. 監聽(紺靑) 빛깔은 플랑크톤(plankton)李 적은 맑은 바다 色이고, 生産力이 높은 플랑크톤이 豐富한 高緯度의 海水는 綠色을 띠고 있다.

海水의 溫度 [ 編輯 ]

海水－溫度

海水의 溫度는 人間生活과 密接한 關係를 갖고 있다. 一般的으로 深海의 水溫은 1∼2℃ 程度로서 低溫을 나타내지만, 紅海에서는 50℃를 넘는 異常 高溫인 底層水(底層水)가 局部的으로 分布하고 있는데 이것은 地熱의 影響에 依한 것으로 看做되고 있다.

海流 [ 編輯 ]

海流

일정한 方向으로 흘러가는 海水의 運動을 海流라 한다. 海流의 成人에 關해서는 이렇다 할 定說이 없다. 한때 盛行하였던 吹送流설(吹送流說)은 바람의 힘만으로는 現在 地球上에 볼 수 있는 것과 같은 큰 海流를 일으킬 수 없다는 것이 分明해져서 只今은 옛날 같은 權威가 없어졌다. 海水의 密度分布에 따라 일어난다고 생각되었던 海流, 卽 密度流(密度流)에 對해서 말할 것 같으면, 海水의 密度分布를 定하는 것은 바람의 分布라고 말해지며, 이른바 密度流라고 하는 것도, 元來 바람의 힘에 依한 것이라 한다. 그러나 劬勞시오(黑潮)해류의 起源에서 볼 수 있는 북적도海流 末端의 外洋水(外洋水)와 南支那海의 沿岸水(沿岸水)라는 密度가 다른 두 水塊(水塊)의 混合 問題 等의 問題點을 남기고 있다.

이 밖에 海面이 警査하고 있기 때문에 일어나는 傾斜流(傾斜流)라든가, 어떤 場所의 海水가 다른 데로 움직이면 이를 補充하기 위해 다른 場所의 海水가 흘러오는 保留(補流) 等이 있다. 흔히 쓰이는 暖流·韓流라는 말은 學問的으로 뚜렷한 正義를 가진 것은 아니다. 一般的으로 低緯度 地方에서 비롯된 것을 亂類라 하고 高緯度 地方에서 비롯된 海流를 韓流라고 부른다. 暖流의 代表的인 것은 劬勞시오·만류(灣流) 等이 있고, 韓流의 代表的인 것으로는 오야시오(親潮)海流·래브라도(Labrador)海流 等이 있다.

海水의 大循環 [ 編輯 ]

海水－大循環

이 말은 普通 大洋을 南北으로 갈라놓은 鉛直(鉛直)면 內의 海水의 運動에 쓰인다. 이 境遇 表層에는 對流圈이라고 불리는 亂數層(暖水層)이 있고, 그 아래에는 成層圈이라고 불리는 冷水層이 있으며, 그 境界는 躍層(躍層)이라 불린다. 對流圈은 熱帶 表層水(表層水)와 亞熱帶 車層數(次層水)로 이루어지며, 깊이 500∼800m보다 깊은 成層圈은 重層流(中層流)·深層流·底層流로 나누어지며, 이들 흐름의 源泉은 主로 南極海(南極海)의 寒冷한 海水의 沈降에 依한 것이다.

조석·鳥類 [ 編輯 ]

朝夕 現象 [ 編輯 ]

潮汐現象

달을 向한 地球 表面과 그 反對쪽 海面은 달의 人力과 地球 運動의 遠心力에 依해 부풀어 오르고 있다. 이것은 一種의 波長으로, 달이 地球 周圍를 一周하는 27日 남짓한 週期로 徐徐히 地球 周圍를 一周한다. 이를 地球의 猛烈한 自傳이 쫓아간다. 地球가 追越 運動을 하기 때문에 潮水의 干滿은 하루에 正確히 2回가 아니라 約 24時間 50分에 2回 일어난다. 다시 말해서 干潮와 滿潮는 每日 約 50分씩 늦게 일어난다. 이것은 每日 달이 뜨는 時間이 約 50分씩 늦어지는 것과도 一致한다.

滿潮時와 干潮時의 海面의 높이 車를 조차(潮差)라고 하며, 理論的으로는 달에 依해 53cm, 太陽에 依해 25cm의 潮差가 일어나야 하는데, 實際로는 몇 미터, 때로는 10m 以上이나 된다. 우리나라 沿岸에서 潮差가 가장 큰 곳은 仁川港으로 10m 以上이나 되는 境遇도 있다.

世界에서 潮差가 가장 큰 곳은 보스턴의 北쪽에 있는 펀지만(캐나다)으로, 15m에 達하는 境遇도 있다. 一般的으로 大西洋의 潮汐은 太平洋보다 若干 크며, 潮力 發展으로 有名한 프랑스 北西 海岸에서는 12-13m의 租借를 볼 수 있다. 또한 高調로 有名한 갠지스江 河口는 潮差가 5m 程度에 達한다.

潮汐의 豫報 [ 編輯 ]

潮汐－豫報

朝夕에 依한 海面의 上下 運動을 觀測할 때는 檢潮儀(檢潮儀)를 利用한다. 海岸에 우물을 파서 海面과 우물 睡眠의 上下를 一致시키고, 그것을 時計 裝置로 돌리는 종이 위에 記錄한다. 이렇게 얻은 曲線을 조후(潮候) 曲線이라 한다. 仁川港은 1日 2回의 滿潮(干潮)의 높이가 일정하지 않다. 이러한 狀態를 日照 不等이라 하며, 그 原因 中 가장 重要한 것은 다음과 같다. 卽 달은 普通 地球 赤道面의 延長線上에 位置하지 않는다. 그 結果 달이 地球의 北緯 36-37°附近을 地球가 自轉하는 대로 쫓아가면 藥 하루 사이에 큰 滿潮 1回와 작은 滿潮 1回가 부딪친다는 것을 알 수 있다.

日照 不等은 1日 1回 朝夕과 1日 1回 조석(週期가 2倍)의 정현(正弦) 函數를 곱한 값으로 나타낼 수 있다. 또 太陽에 依한 1日 2回 조석(週期가 12時間), 마찬가지로 太陽에 依한 1日 1回 조석 等은 振幅이나 週期가 달에 依한 조석과는 다르다. 이 밖에도 여러 가지 力學的 要因이 있다. 그러나 어떤 港口의 潮水 干滿은 經驗的으로 몇 個의 週期를 갖는 潮汐이 複合的으로 存在하기 때문에 充分히 表現할 수 있다. 表現을 未來로 延長하면 그 港口에서의 조석 豫報가 可能해지며, 이미 우리 日常生活에 浸透하고 있다.

조석理論 [ 編輯 ]

潮汐理論

太平洋에서는 經度線에 거의 平行한 萬(肝)組가 東에서 서로 進行한다. 그러나 實際로는 摩擦 等으로 인해 반드시 經度線에 平行하여 進行하지는 않는다. 달에 依한 1日 2回 潮汐 成分으로, 滿潮가 된 點을 이은 線을 同時潮線度(潮線圖)라 한다.

大棗(大潮)·小組(小潮)에서 興味 있는 現象은 對照가 太陽-地球-달과 一直線이 되는 滿月視, 太陽-달-地球가 一直線이 되는 신월時에 理論대로는 일어나지 않고 1-3晝夜 늦게 일어나는 일이 있다. 小組도 달이 上下弦이 될 때부터 1-3晝夜 늦게 일어난다. 北半球에서 가장 더운 날은 夏至에서 한 달 後쯤인데, 이는 地表面이나 大氣가 熱容量을 갖기 때문이다. 熱學의 熱容量에 力學 世界에 適用되는 것은 物體의 慣性이다. 바닷물의 慣性이 이러한 지체의 原因이 되고 있다. 또한 特히 얕은 바다에서는 바닷물의 慣性이나 摩擦 때문에 달이 뜨고 나서 몇 時間 後에 滿潮가 되는 것을 알 수 있다.

鳥類 [ 編輯 ]

潮流

朝夕에 依해 海面의 上下 運動이 일어나려면 바닷물의 移動이 있어야 한다. 그 흐름을 潮流라고 하며, 이는 조석 그 自體만큼 重要하다. 좁은 海峽의 兩쪽에서 潮汐의 干滿이 一致하지 않으면 激烈한 潮流가 發生한다. 좁은 海峽에서는 潮流가 한 方向으로 흐르지만, 一般的으로 흐르는 方向이 桐→北→徐→南으로 回轉한다.

暖流와 寒流 [ 編輯 ]

亂流－寒流

海流의 性質을 對照的으로 나타내기 위해 一般的으로 暖流와 韓流라는 呼稱이 많이 쓰인다. 그래서 臨時로 亂流를 低緯度에서 高緯度로 흐르는 海流, 寒流를 高緯度에서 低緯度로 흐르는 海流라고 하면 우리나라 近海의 劬勞시오해류는 暖流이고, 쿠릴海流는 韓流가 된다. 그러나 世界의 海流圖를 보면 太平洋의 赤道 北쪽을 東쪽에서 西쪽으로 흐르는 북적도海流, 마찬가지로 赤道 바로 밑을 西쪽으로 흐르는 남적도海流, 그리고 이들 둘 사이에 끼어 西쪽에서 東쪽으로 逆流하는 赤道 反流(反流) 等에는 이러한 定義가 適用되지 않는다.

그러면 亂流를 自己 自身보다 低溫의 海域으로 흐르는 海流, 卽 그 海流 左右의 海域의 水溫이 海流보다 低溫인 海流로 假定하고, 그 反對의 境遇를 韓流라고 定義해 보자. 그런데 劬勞시오해류의 境遇는 이러한 家庭에 符合되지 않는다.

이番에는 暖流를 흐르면서 周圍에 熱을 放出하는 海流, 卽 周圍의 氣候를 따뜻하게 하면서 흐르는 海流라고 定義해 보기로 하자. 이 定義에 依하면 북적도 海流는 特히 太平洋 東部로 거슬러 올라올수록 눈에 띄게 太陽熱을 吸收하면서 西쪽으로 흐르고 있기 때문에 韓流라고 하기가 어렵다. 이와 같이 생각해 보면 暖流와 韓流라는 呼稱은 至極히 便宜的인 呼稱이며, 그 正確한 定義는 내릴 수 없다는 것을 알 수 있다.

파랑 [ 編輯 ]

波浪

바다의 波濤에는 風浪(風浪)과 물너울이 있다. 風浪은 海上에 부는 바람 때문에 일어나는 것이다. 바람이 全혀 없으면 海面은 기름의 面과 같지만, 산들바람이 불면 잔주름 模樣을 하다가 차차 잔물결이 된다. 이때의 風俗은 1m/sec 假量이다. 風速이 3-5m/sec가 되면 흰 물결이 보이기 始作하고, 風俗 10m 以上이면 큰 波濤가 부서지고 海面에 거품의 集團이 보인다. 暴風일 때는 波濤의 높이가 10-15m에 이르는 수가 있다. 물너울은 颱風의 中心에 생긴 물결이 멀리 오는 동안에 물결의 마루가 둥그스름해지고, 海岸에 倦罷(卷波)가 되어 부딪치는 것이다. 물너울이 海岸에 부딪쳐 부서질 때는 멀리에서 들리는 우뢰소리같이 內陸 안쪽까지 울린다. 파랑은 航海上의 큰 障礙가 되며, 물너울은 海岸이나 防波堤 等에 極甚한 被害를 준다.

世界의 代表的인 海流 [ 編輯 ]

舊로시오海流 [ 編輯 ]

－海流

劬勞시오는 우리나라 近海의 代表的인 海流임과 同時에 世界的으로도 有名한 海流이다. 各 大洋의 海流의 形態는 비슷한 點이 많은데, 劬勞시오와 아주 類似한 海流로서는 大西洋의 멕시코灣流이다. 規模는 九老詩誤解類보다 멕시코 灣流 쪽이 더 크다.

起源 [ 編輯 ]

起源

赤道의 若干 北쪽을 北東 貿易風에 이끌려 북적도 海流가 太平洋을 橫斷하여 西쪽으로 흐른다. 그것이 필리핀이나 臺灣의 먼바다에서 北쪽으로 굽어서 흐른다. 이것이 劬勞시오해류의 起源이다.

幅·두께 [ 編輯 ]

劬勞시오해류의 幅과 두께는 臺灣 北쪽에서 우리 나라 南쪽 沿岸을 따라 北東쪽으로 흘러 다시 太平洋 먼바다 쪽으로 사라지기까지 크게 變動한다. 劬勞시오의 두께를 1,000m라고 假定하고 平均 流量(流量)을 計算해 보면 每秒 5,000萬t이 나오는데, 實際로는 좀더 두께가 커서 每秒 6,000萬t 程度로 豫想된다.

유로 [ 編輯 ]

流路

劬勞시오해류가 흘러가는 海路를 따라가 보면 臺灣 먼바다에서 北쪽으로 구부러진 흐름은 먼저 臺灣과 日本의 여러 섬을 지나 東支那海로 突入한다. 그리고 이 本流(本流)는 東支那海를 크게 圓을 그리듯이 돌아 北上한다. 北쪽으로 가다가 스시마海流를 만나 다시 太平洋으로 나와서 北東쪽으로 進行한다. 그 後 東쪽으로 若干 方向을 바꾸어 日本 本土를 빠져나간다. 흐름은 比較的 빠른 便이다.

劬勞시오와 冷水塊 [ 編輯 ]

劬勞시오해류가 日本 本土에 가까운 海域에서 異常 低溫 現象을 나타내는 境遇가 있다. 冷却怪가 있는 동안 劬勞시오해류는 이것을 迂廻하여 먼바다로 흐른다. 冷却괴는 相當히 큰 넓이를 갖고 있으며, 대단히 安定된 狀態로 몇 年 間 持續되기도 한다. 冷却怪가 있는 바닷물은 쿠릴海流의 바닷물과 매우 비슷하다. 그렇기 때문에 冷却怪가 繼續 持續되면 附近의 陸上 氣候까지 큰 影響을 받아 그 地方은 冷害를 입기 쉽다.

멕시코灣流 [ 編輯 ]

－灣流

멕시코灣流에 對한 硏究의 歷史는 劬勞시오보다 훨씬 오래되어 海洋學이 學問的 體系를 整備하기 以前부터이다. 當時 微視시피江이 바다로 流入되어 생긴 것이라고 생각하기도 했으나 그 後 海流와 陸上의 講義 流量을 調査해본 結果 이러한 學說이 無意味하다는 것을 알게 되었다. 멕시코灣流의 流量은 每秒 7,400-9,300萬t에 이르러 世界 最大의 海流임이 밝혀졌기 때문이다. 北大西洋과 北太平洋의 海流의 形態는 매우 비슷하며, 劬勞시오해류는 그대로 멕시코海流에 適用된다. 커다란 差異點이 있다면 北大西洋이 北極海에 直結되어 있기 때문에 灣流의 相當 部分은 北極海로 突入하고 있다는 것이다.

挽留는 그 起源이 되는 熱帶海域에서 水分이 蒸發하기 때문에 鹽分이 높다. 北極海로 突入한 끝部分은 가는 途中 左右의 冷水와 섞여 北極海 물보다 若干 高溫인 程度의 水溫으로까지 冷却한다. 그러나 이 挽留는 鹽分이 높기 때문에 密度가 크고 自身보다 低溫인 北極海 물밑으로 들어가 버린다. 따뜻한 灣流가 흘러들었는데도 北極海麵의 얼음이 녹지 않는 것은 이 때문이라고 할 수 있다. 그린란드 바다 밑으로 들어간 海水는 海底 附近을 徐徐히 흐르는 深層 循環流의 起源이 된다. 이와 같은 沈降 地域은 南極 附近의 웨델해에도 存在하는 것이 밝혀졌다.

쓰시마海流 [ 編輯 ]

－海流

東支那海에서 劬勞시오해류에서 갈라져 나온 것이 쓰시마海流이다. 이 海流는 東海로 突入하여 比較的 東海를 따라 北上한다. 이 形態는 北極海로 突入하는 灣流의 끝部分과 비슷하지만, 쓰시마海流의 바닷물은 劬勞시오의 性質을 거의 잃고 高溫에다가 密度가 높기 때문에 東海 表面에 퍼지는 傾向을 나타낸다. 劬勞시오에 비해 透明度는 若干 작지만 劬勞시오 特有의 검은빛이 많이 사라진 코발트빛을 띤다. 이것은 中國 大陸, 韓半島, 日本 列島에서 供給되는 淡水가 熱帶系의 검은 바닷물에 섞여들어가기 때문에 일어나는 現象이다.

東海쪽의 눈은 主로 쓰시마에서 蒸發하여 北西 季節風에 依해 運搬되어 온 水分 때문이다. 이와 같이 쓰시마海流는 작은 海流이지만 劬勞시오와 쿠릴海流 못지않게 우리나라의 氣候를 支配한다.

쿠릴海流 [ 編輯 ]

－海流

北太平洋의 海流圖를 보면 劬勞시오, 北太平洋 海流, 북적도 海流가 時計方向으로 커다란 水平 大循環을 形成하고 있다. 이것의 一環인 캘리포니아海流는 이른바 日次 臺(大)韓流라고 할 수 있다. 이 大循環에 힘입어 太平洋 最北端에 時計 反對 方向으로 小循環이 生成된다. 쿠릴海流는 이것의 一環을 이루는 海流로, 오호츠크해 等에서 南下해 오는 이른바 二次 소(小)韓流라고 할 수 있다. 豐富한 韓流 바닷물은 黃綠色을 띠고 있다.

페루海流 [ 編輯 ]

－海流

南아메리카 大陸의 西쪽 沿岸 먼바다를 北上하는 페루海流(훔볼트海流라고도 한다)는 赤道로 向하는 흐름 中에서도 最大 規模이다. 쿠로시오 海流 等에 비해 流速(流速)은 작고, 流量은 1000-1500萬 톤/秒에 지나지 않지만, 幅은 넓다. 또한 下層의 營養 鹽分으로 豐富한 차가운 바닷물을 받아들이면서 흐르고 있기 때문에 페루 먼바다는 世界的으로 有名한 멸치 漁場이다.

그런데 몇 年에 한 番 間隔으로 太平洋의 赤道 附近에 發生하는 엘니뇨 現象에 隨伴하여 赤道 附近의 따뜻한 물이 沿岸을 따라 南下하여 페루海流度 弱해진다. 이 때문에 페루 먼바다의 表面 水溫은 몇 ℃ 上昇하고, 페루나 에콰도르 等의 太平洋 沿岸 海域의 漁業이나 世界의 氣候에 커다란 影響을 미치고 있다.

印度洋의 海流計 [ 編輯 ]

－海流系

印度洋 上空에 부는 몬순 바람이 季節에 따라 逆轉하기 때문에 印度洋의 大部分의 海流圖 그 方向을 바꾼다. 위 그림에 標示된 代表的인 海流의 方向은 北半球 겨울철이다. 여름이 되면 북적도 海流가 있는 北緯 5度 附近에서는 東쪽으로 흐르고, 소말리 海流는 强한 北쪽 方向 흐름이 되어 時計 方向으로 循環을 한다. 이와 같은 海流의 激烈한 變動은 太平洋이나 大西洋의 海流界에서는 볼 수 없는 顯著한 特徵이다.

오야시오海流 [ 編輯 ]

親潮海流

이 이름은 營養念(營養鹽)이 豐富하여 魚類나 海草類를 길러 주는 어버이와도 같은 海水의 흐름이라는 뜻을 가지고 있다. 오야시오는 元來 오호츠크해에 생기는 얼음이 녹은 鹽分이 적은 海水가 쿠릴(Kuril) 列島를 따라 南西로 내려와서 산리쿠오키(三陸沖)까지 達하는 典型的인 寒流이다. 速度는 時速 0.5-1km, 두께는 200-400m, 흐름이 센 部分의 幅은 40km 程度이다. 오야시오의 首魁(水塊)는 차갑고 鹽分이 적으며 表面 水溫이 15℃ 以下, 鹽分은 33-33.5퍼밀 程度이다. 플랑크톤을 많이 간직하여 물 빛깔은 綠色이 돌고 透明度는 15m 以下이다.

海流의 原因과 大循環 [ 編輯 ]

劬勞시오유역에 特히 剛한 南西風이 불고 있는 것도 아닌데 이곳에 太平洋에서 가장 强한 흐름이 생기는 原因은 무엇일까. 北太平洋의 形象은 거의 左右(同壻) 對稱인데, 캘리포니아 먼바다를 南下하는 캘리포니아 海流의 勢力이 弱하고 幅이 넓은 理由는 무엇일까. 또 이들 海流는 왜 생기는 것일까.

第2次世界大戰 以前의 海流 理論 [ 編輯 ]

第二次世界大戰以前－海流理論

이러한 疑問에 對한 答을 얻기 위해서는 먼저 2次大戰 以前의 海流 理論을 紹介해야 한다. 南쪽에서 北上해 오는 劬勞시오의 바닷물은 따뜻하고 密度가 작기 때문에 마치 氷山 꼭대기가 海面에 솟아나와 있는 것처럼 그 部分만 불룩하게 나와 있다. 이 때문에 海面에 慶事가 생겨 이 傾斜에 依한 水平 壓力 경도력과 코리올리의 힘이 均衡을 이루어 急流가 形成된다. 海面 警査를 물 속에 생긴 密度車와 바꾸어도 큰 差異는 없다.

그러나 이러한 理論에는 矛盾이 있었다. 例를 들어 自動車 競走에서 自動車가 코스 안쪽의 相當히 경사진 커브로 왔다고 假定해 보자. 競走用 車는 그 地點에서 안쪽으로 顚覆되지 않기 위해 그 傾斜에 맞게 빠른 速度로 커브를 벗어나려고 한다. 이때 코스가 경사져 있기 때문에 競走用 車가 速力을 높였다는 力學 說明은 無意味하다. 速力을 낸 原因은 연소량을 求하지 않으면 力學 說明이 되지 않는다. 劬勞시오해류가 急流가 된 原因을 密度車 또는 海面 傾斜에서 求한 理論은 그래서 矛盾이 있다.

劬勞시오해류의 急流 原因을 다시 밝힌 것은 美國의 스톰멜이었다. 스톰멜理論에 依하면 太平洋의 풍계(風系)와 코리올리 힘의 緯度 變化(赤道上에서는 코리올리의 힘이 0으로, 高緯度 地方으로 갈수록 커진다)라고 한다.

風系와 大循環 [ 編輯 ]

風系－大循環

北太平洋의 風力 分布를 보면 赤道에서 相當히 北쪽에 이르기까지 東風인 貿易風이 분다. 이 東風의 힘에 依해 太平洋을 東에서 서로 橫斷하는 書類(西쪽으로 向하는 흐름)인 북적도 海流가 생긴다. 그런데 赤道 附近에서는 코리올리의 힘이 作用하지 않기 때문에 幅이 넓은 書類(西流)는 모두 필리핀이나 臺灣 먼바다에 到着한다. 이것을 收拾하기 위해서는 到着한 바닷물이 좁은 유로(流路)를 따라 北上해야 한다. 그러나 좁은 유로에 壓搾되기 때문에 流速(流速)은 그 幅에 反比例하여 빨라진다. 이것이 劬勞시오해류이다.

北上한 劬勞시오해류의 끝部分은 北緯 40度 附近을 東쪽으로 부는 偏西風의 힘에 依해 東쪽으로 進行하는데, 이番에는 緯度가 높기 때문에 코리올리의 힘이 剛해져 끊임없이 南쪽으로 向하는 作用을 받는다. 따라서 北아메리카 大陸의 西쪽 沿岸에 到着하기까지 많은 部分이 南쪽으로 갈라진다. 캘리포니아 海流는 劬勞시오해류에 비해 幅이 넓으며, 그에 反比例하여 有速度 작다. 스톰멜은 이 現象을 豐盛(風成) 海流의 西岸(西岸) 講和라고 불렀다. 스톰멜의 單純한 모델에서 出發하여 뭉크 等은 좀더 複雜한 實測(實測) 風力 分布에 가까운 分布를 모델로 더욱 詳細한 計算을 算出하여 쿠릴海流를 비롯한 時計反對方向으로 도는 循環까지 說明하였다. 그러나 一連의 理論이 有效한 것은 北太平洋과 北大西洋, 그리고 기껏해야 印度洋뿐이며, 南太平洋과 南大西洋의 海流 形態의 說明에는 符合되지 않았다.

이러한 理論 展開에 비해서는 조금 뒤늦게 大洋의 水平大循環에 對한 說明으로 低緯度 地域의 바다가 吸收하는 太陽에너지가 크고 高緯度 地域의 바다가 吸收하는 太陽에너지는 작다는, 不均衡으로 인해 생기는 對流(對流)로 說明하는 學說도 登場하였다. 對流에 比重을 둔 學者, 豐盛 海流에 比重을 두는 學者는 現在 共存하고 있는 狀態이다.

海洋의 鉛直循環 [ 編輯 ]

海洋－鉛直循環

바닷물은 水平方向뿐 아니라 年直斷面 內에서도 큰 規模로 循環하고 있다. 溫帶地方의 바다에서 여러 가지 바닷물을 採取하여 水溫과 鹽分의 分布를 調査해 보면 어떤 깊이에 特殊한 鹽分을 갖는 물이 퍼져 있다는 것을 알 수 있다.

먼저 表層의 바닷물은 熱帶表層水와 亞熱帶車層數로 나누어지며 이 둘을 합쳐서 對流圈이라 한다. 對流圈에는 對流나 暖流(亂流)가 旺盛하다. 水深이 約 500m를 넘으면 바닷물의 흐름이 緩慢해지며, 깊이 順序대로 중층수, 深層水, 底層水로 불린다.

우리나라 近海의 중층수는 舊로시오海流 밑으로 들어간 쿠릴海流의 물을 가리킨다. 이 程度의 깊이에서 바닷물의 溫度 또한 急激히 낮아져, 鹽分은 極小値가 된다. 이러한 중층수 以下의 受權(水圈)을 成層圈이라 한다.

쿠릴海流 같은 흐름을 一般的으로 極流(極流)라고 하며, 이것이 暖流 밑으로 흘러들어가는 條目(潮目)을 極前線이라고도 한다. 極前線보다 高緯度 海域에서는 成層圈이 大氣中에 露出되어 있다. 중층수는 高緯度에서 低緯度를 向해 흐르고 있다. 深層水는 중층수 밑에 있으며, 흐름은 反對이고, 바닷물의 鹽分이 높다. 底層水는 가장 아래쪽에 있으며, 深層水와는 反對, 卽 중층수와 같은 方向으로 흐른다. 이 底層水는 極地에서 冷水가 海底 近處까지 가라앉아 大洋底를 따라 擴散된 것이다. 중층수와 底層水는 모두 熱帶를 向해 흐르고 있기 때문에 그것을 補完하기 위해 深層水가 생기는 것이다.

現在는 舊로시오海流 밑을 흐르는 빠른 흐름도 發見되고 있는데, 그 速度는 鉛直 大循環의 微微한 速度를 完全히 덮을 程度로 크다. 따라서 大洋의 東西 끝部分에서는 年職大循環의 一部는 無意味하지만, 大洋 全體로 보면 이 大循環은 大局的으로 成立하고 있다고 보아야 할 것이다.

暫留와 湧昇 [ 編輯 ]

暫留 [ 編輯 ]

潛流

赤道 바로 밑에서는 南赤道 海流가 西쪽으로 흐르고, 마찬가지로 北쪽을 북적도 海流가 西쪽으로 흐르며, 두 海流 사이에 赤道 反流가 東쪽으로 흐르고 있다. 그런데 海洋 觀測이 發達함에 따라 赤道 바로 밑의 下層을 亦是 東쪽으로 흐르는 흐름이 있다는 것이 밝혀졌다. 이것을 赤道潛流라고 한다. 流速은 1-3노트(1노트는 51.4cm/sec)나 되며, 流量은 每秒 3000萬t에 達한다. 이 暫留는 發見者의 이름을 따서 크롬웰海流라고도 한다.

最近 表面海流가 두드러진 海域에서 잇따라 表面海流와 다른 흐름이나 때로는 海面의 主流와 反對로 흐르는 暫留가 發見되고 있다. 캘리포니아海流 밑을 흐르는 데이비슨海流圖 暫留이다.

湧昇 [ 編輯 ]

湧昇

世界의 바다는 表面의 바닷물이 沈降하고 있는 海域, 깊은 곳에 있는 바닷물이 海面으로 湧昇하고 있는 海域, 그리고 中間海域으로 크게 分類할 수 있다. 이들 中 가장 重要한 것은 湧昇海域이다. 海面에서 植物性 플랑크톤이 繁殖하면 바닷물 속에 含有되어 있는 營養 鹽類를 다 消費하게 되는데, 湧昇海域에서는 깊은 곳에서 그것이 無限定 供給되기 때문에 植物性 플랑크톤이 잘 자란다. 이와 같은 海域은 풍요롭고, 바닷물 色깔도 黃綠色이다. 또한 九老詩誤解類처럼 湧昇이 일어나기 어려운 海流라도 疫學的으로 湧昇이 일어난다.

湧昇의 速度는 極端的으로 느리며, 觀測이 不可能할 程度이다. 特定 地域에서 海面의 바닷물이 어느 程度 四方으로 發散하고 있으므로 그것을 補完하는 湧昇의 速度는 理論的으로 推定할 수 있을 뿐이다. 放射性 物質을 使用하여 追跡하려는 試圖도 해보았으나 湧昇의 微細한 速度를 測定하는 것은 쉽지 않다.

그 밖에 冷水塊 같은 時計反對方向(北半球)으로 흐르는 首魁(水槐)에서는 湧昇이 일어나며, 時計方向으로 흐르는 首魁에서는 沈降(北半球)이 일어난다. 劬勞시오해류의 南쪽으로 펼쳐지는 亞熱帶바다는 巨大한 沈降 海域이다. 大西洋 灣流의 바깥쪽, 卽 姊妹海域은 살苛小해(海)로서 透明度는 60-70m에 達한다. 이러한 沈降海域에는 生物다운 生物이 없다.

波濤와 조석 [ 編輯 ]

바닷물은 여러 가지 運動을 하고 있다. 海面에서 볼 수 있는 波濤나 潮流의 간만(干滿), 卽 潮汐은 그 中에서도 週期性이 剛한 運動이다. 여기에서는 波濤와 朝夕에 對해 알아보자.

바다의 波濤 [ 編輯 ]

風波와 물결 [ 編輯 ]

風波－

海面에 이는 波濤는 風波와 물결 두 가지로 나눌 수 있다. 風波는 直接 바람에 依해 생기는 것이며, 물결은 바람이 潛潛해진 뒤에 風波가 오랜 旅行 途中에 變化된 것이다. 波濤가 멀리 傳해질 때 摩擦에 依해 에너지를 잃게 되는데, 그 消失量은 놀랄 만큼 작아 南半球에서 생긴 波濤가 우리나라까지 到達하는 境遇도 적지 않다.

風波와 물결은 大槪 뒤섞여서 存在하지만 이 두 가지를 識別하는 것은 簡單하다. 風波는 산이 뾰족하고, 山과 山 사이의 길이(波長)가 짧아서 몇 미터 乃至 몇 十 미터 程度이다. 反面에 물결은 波濤의 傾斜가 緩慢하고, 酸度 둥그렇고 扁平하며, 波長도 길어 때로는 數百 미터에 達한다. 波濤의 山이 오고 나서 다음 山이 올 때까지의 時間을 週期라고 한다. 風波의 週期는 짧아서 大體로 2-8秒가 많다. 反面 물결의 週期는 길어서 5-15秒 程度이다.

먼바다에서는 風波가 눈에 많이 띄고 흰 泡沫을 일으키며 부서지는데, 海岸에 가까울수록 물결이 눈에 많이 띄며 繼續해서 沿岸으로 밀려온다. 말하자면 물결은 小型 海溢이라고 해도 좋다. 風波는 옆길이度 짧아 토막을 낸 것 같은데, 물결은 規則的인 行列을 이루면서 밀려와 海岸線을 따라 거의 一直線으로 泡沫을 이루며 사라진다. 먼바다의 배가 徐徐히 크게 요동치는 것은 물결 때문이며, 뱃머리에 물보라를 일으키는 것은 風波이다.

風波가 커지는 條件을 생각해 보자. 例를 들어 北風이 불고 있을 때 蓮못의 北쪽 기슭에는 잔물결이 일고 있을 뿐인데, 蓮못 睡眠을 따라 南쪽으로 눈을 돌리면 波濤가 漸漸 거세져 南쪽 기슭에는 가장 큰 波濤가 밀려온다. 바람이 불어오는 거리(時間)가 길수록 風波가 커진다. 東海의 거센 波濤는 겨울철에 北西 季節風이 强하고, 바람이 불어오는 거리(時間)가 길기 때문에 생긴다. 이로써 생각할 수 있는 것은 東海의 幅이 더 넓으면 波濤는 더욱 거세질 것이라고 豫想할 수 있다.

波濤와 波濤가 부딪치면 波濤의 山과 山 사이의 交點에 주먹 같은 뾰족한 波濤가 생긴다. 이것을 三角波라고 한다. 三角波는 배를 沈沒시킬 程度로 威力이 있기 때문에 바다를 航海하는 사람들에게 威脅的인 存在가 되고 있다.

表面波와 長波 [ 編輯 ]

表面波－長波

風波와 물결은 共通된 性質을 갖고 있다. 이들은 自己 波長의 折半 以上의 깊이(波長이 100m라면 50m 以上의 깊이)의 바다를 進行할 때 各各의 물 粒子는 進行 方向의 鉛直面 內에서 원 運動을 하면서 조금씩 前進한다. 이 圓의 半지름은 海面에서 가장 크고, 바닷속으로 들어가면 急激히 작아지며, 波長의 折半 깊이에서는 海面 원의 約 4%의 半지름의 원이 된다. 따라서 波長의 折半 깊이에서 밑이 海底라도 또는 深海로 이어져 있어도 波濤의 進行에는 큰 差異가 없다.

潛水艇이 거친 바다에서도 거의 搖動이 없는 것은 바닷속에 들어가면 바닷물의 움직임이 漸次 작아지기 때문이다.

크게 보아 海面 近處의 물만 運動하는 波濤를 表面波라고 한다. 따라서 風波와 물결은 깊은 바다에서는 모두 表面波이다.

風波와 물결은 얕은 곳으로 옴에 따라 漸次 波長이 짧아지는데, 그 波長의 20分의 1 以下의 깊이까지 오면 물 粒子는 楕圓을 그리며, 짧은 軸은 鉛直 方向을 向한다. 또한 길이는 海面에서 가장 길어 水深이 깊어짐에 따라 0이 된다. 긴 軸은 水平 方向을 가리키며, 그 길이는 깊이에 相關 없이 一定하다. 이와 같은 波長을 長波라고 한다. 깊은 바다로 온 表面波는 波長의 1/2-1/20 깊이에서 表面波와 長波의 中間 性質을 갖게 되며, 複雜한 주름 무늬를 그린다. 그 주름 무늬는 놀랄 만큼 正確하게 追跡할 수 있다. 串의 끝部分에서 若干 내려온 곳에 큰 波濤가 나타나는 境遇가 많은데, 이것도 주름 무늬로 인한 것이다.

海岸 附近의 바닷물의 움직임 [ 編輯 ]

沿岸流 [ 編輯 ]

沿岸流

波濤의 進行에 따라서 물 粒子가 조금씩 前進하는 性質은 表面波, 中間派, 長波 모두에 나타난다. 이 前震은 波濤가 거칠수록 確然해진다. 그 結果 波濤가 沿岸線의 傾斜에 들어올 때는 沿岸線을 따라 흐름이 만들어진다. 이것이 沿岸流로서, 海岸의 모래 運動을 論할 때 重要한 흐름이다.

리프 카렌트 [ 編輯 ]

波濤는 앞에서 말한 주름 무늬의 結果로서 海岸線에 平行하게 들어오는 性質이 있다. 따라서 波濤가 경사진 곳으로 들어올 때나 海岸線에 直角으로 들어올 때나 相當한 量의 바닷물이 沿岸을 向해 오기 때문에 이것을 잘 處理하지 않으면 海岸가에서 물이 솟아오르게 된다.

그런데 自然的으로 이러한 處理를 하는 것이 바로 리프 카렌트라는 흐름이다. 이 흐름은 海岸 곳곳에서 좁은 急流가 되어 먼바다를 向해 흐르고 있다. 바다에서 海水浴을 할 때 遭難者가 생기는 것은 大部分 이 리프 카렌트 때문이라고 할 수 있다. 萬若 먼바다로 向하는 急流에 휘말렸다면 唐慌하지 말고 海岸線에 平行하게 헤엄을 쳐서 脫出하고, 그런 다음 海岸을 向해 헤엄쳐서 돌아오면 된다.

고파 [ 編輯 ]

高波

大洋의 颱風에서 불어오는 典型的인 큰 물결에 依한 높은 波濤는 큰 波濤가 몇 個 잇따라 오고, 그 다음에는 작은 波濤가 暫時 밀려오는 性質을 갖고 있기 때문에 嚴重한 注意를 要求한다.

海洋觀測船 [ 編輯 ]

海洋觀測船

海水의 性質·運動을 測定하고 海洋生物의 分布와 狀態, 海底 堆積物이나 基盤巖(基盤岩) 따위의 調査를 하며 더 나아가서 海底의 地殼構造 等을 調査하는 倍이다. 이들 硏究分野는 제各其의 觀測機構를 必要로 하지만, 特히 이들 觀測器를 海中 또는 海底로 내리기 위해 觀測船은 强力한 捲揚機(捲揚機：winch)를 裝備하고 있는 것이 特徵이다. 우리나라는 100t級 以上의 海洋觀測船을 保有하고 있다.

海溢과 高調 [ 編輯 ]

海溢 [ 編輯 ]

海溢

海溢의 週期는 十餘 分에서 數十 分이며, 波長은 數百 km에 達한다. 따라서 太平洋(平均 깊이 約 4,000m) 位를 進行하고 있을 때는 波長이 恒常 깊이의 20倍 以上 되기 때문에 繼續 長波이다. 速度는 깊이가 4,000m일 때 時速 約 720km이다. 1960年 南美의 칠레 먼바다에서 생긴 큰 海溢이 太平洋을 가로질러 우리나라 沿岸까지 밀려온 것은 有名한 이야기이다.

海溢은 海底의 大地震 等으로 지름이 數百 킬로미터나 되는 海底가 몇 미터 上昇하게 되는데, 그에 따라 海面에 凹凸(凹凸)李 생기면서 그것이 四方으로 퍼져서 생긴다. 그 밖에도 火山 爆發이나 陸上에 있던 物體가 바닷속으로 들어갈 때에도 생긴다. 알래스카 리츠野蠻의 피오르드海岸의 崩壞로 높이가 500m 以上이나 되는 큰 海溢이 밀려온 적도 있다.

海溢은 長波이며, 海岸에 가까우면 바다의 깊이가 작아져 速度가 늦어진다. 海岸에 가까워짐에 따라 波濤의 앞部分이 늦어지기 始作하면 뒷部分이 따라와 에너지는 좁은 範圍로 壓縮된다. 그렇기 때문에 먼바다에서는 그다지 대수롭지 않았던 波濤가 海岸에서는 높이 數十m나 되는 큰 波濤가 되는 境遇가 있다.

海岸에서 觀測되는 海溢의 에너지(큰 海溢人 境遇 1,023에르그(erg) 以上)로 逆算하여 드물게 海溢의 原因이 되는 海面의 凹凸이 10m나 되는 것을 보면 앞에서 말한 事實이 決코 誇張된 것이 아님을 알 수 있다. 그런데 大洋에서 週期 몇十 分, 波高(波高) 10m나 되는 波濤를 만나도 배는 적어도 해일 그 自體가 눈에 띄지는 않는다. 그러나 海岸에서는 10m 높이의 波濤는 큰 波濤로 當場에 눈에 들어온다. 發源地에서 나온 海溢은 發源地와 海岸 사이에서 廣範圍하게 퍼지는데, 이때 波高는 어느 程度 낮아진다. 그러나 이러한 境遇라도 큰 海溢의 波高가 1m 以下가 되는 일은 칠레 海溢 같은 특수한 境遇를 除外하면 一般的으로는 생각할 수 없다.

火山이 爆發한 境遇 어떠한 緣由로 海溢이 생기는지에 對해서는 여러 가지로 推定할 수 있지만, 리츠野蠻 等의 境遇를 보더라도 陸上의 物體에 依한 紙面 崩壞가 그 正答을 暗示하고 있다. 華山에 依한 海溢은 爆發로 인해 空中 높이 퉁겨져 올라간 物體가 落下하여 海面에 剛한 刺戟을 주어 생기는 것이다. 1883年의 크라카토兒 섬의 爆發에 依한 亥日 被害는 史上 最高로 3萬 6千 名이나 되는 人命을 앗아갔다.

크라카토兒 섬 等의 剛한 爆發은 火山 鎔巖이 데이사이트로 構成되어 있었기 때문이다. 리아스式 海岸은 U字形, V字形의 작은 만이 많으며, 이러한 작은 萬 깊숙이에 海溢의 에너지가 集中하여 큰 海溢이 일어난다.

高調 [ 編輯 ]

高潮

地震에 依한 普通 海溢을 地震海溢이라고 부르는 데 비해 高調는 바람해일이라고 한다. 單番에 數十 萬 名의 人命 被害를 내는 방글라데시 低地帶의 高調는 印度洋의 사이클론에 依해 일어나는 것이다. 颱風이나 사이클론의 境遇는 바람이 일으키는 被害보다도 이른바 2次的 被害人 高潮에 依한 被害가 훨씬 크다. 記錄으로 남은 高調를 일으킨 大型 颱風은 9月 24日 一週日 前後로 일어나는 것이 壓倒的으로 많다.

高祖의 原因은 颱風이 低氣壓이기 때문에 넓은 範圍에 걸쳐 1m 높이까지 바닷물이 빨려올라감으로써 생긴다. 또한 强風이 萬 깊숙이까지 큰 波濤와 함께 바닷물을 밀려오게 하는 것도 原因 中 하나이다. 여기에 滿潮가 겹치면 大型 高祖가 된다. 세 番째와 네 番째 波濤가 最高인 地震 海溢에 비해 高調는 大槪 몇十 分間 海面이 한 次例 높아질 뿐이다. 또한 颱風이 進行하는 方向으로 特히 强風이 휘몰아치기 때문에 高調도 激烈해지기 쉽다.

高調와 關聯하여 看過할 수 없는 것은 큰 萬 깊숙이 있는 大都市의 地盤 沈下 問題이다. 海洋汚染이나 大氣汚染 等은 人間의 感覺으로 느껴진다. 이에 비해 地盤沈下는 感覺的으로 느껴지는 것이 아니라 해마다 沈下量이 確實히 加算되는 深刻한 公害이며, 徹底한 破壞를 豫告하고 있다.

海底地形 [ 編輯 ]

海底地形

海底地形을 調査하기 위해서는 예부터 밧줄 끝에 錘를 단 것으로 깊이를 재는 方法을 基本으로 삼고 있었다. 現在로서는 音響測深機(音響測深器)에 依하여 배의 抗敵(航跡)을 따른 바다의 깊이가 自動的으로 또 連續的으로 記錄되는 裝置가 使用되고 있다. 옛날 바다의 깊이를 재는 單位로서는 韓國에서는 길(1.5m), 패덤(1.8m)李 쓰이고 있었다. 이것들은 둘 다 兩팔을 폈을 때의 길이이다. 그러나 오늘에는 많은 나라에서 미터(m)가 使用되고 있다. 깊이의 基準은 陸地에서의 높이의 基準(中等潮位(中等潮位))과는 달라, 海面이 가장 낮아졌을 때(最低 低調位(底潮位))로 삼는다. 이는 船舶 航行의 安全을 圖謀하기 위한 것이다. 이렇게 하여 測量된 海底의 地形을 綜合하여 해도(海圖)가 만들어진다. 또한 地球 全體의 海底地形은 모나코에 있는 國際 水路局에서 多色(多色) 印刷 24桃葉(圖葉)의 海圖로서 刊行되고 있다.

또한 海岸에서 앞바다로 지저(地底)地形의 斷面을 만들어 이를 大略 區分하면, 大陸棚(大陸棚)·大陸斜面(斜面)·海溝·大洋底(大洋底)로 된다.

海底堆積物 [ 編輯 ]

海底堆積物

海底에 堆積되어 있는 土沙(土砂)나 生物의 遺骸는 海底地形의 區分에 對應한 堆積 環境마다 各各 다른 特徵을 갖고 分布하고 있다. 大陸棚 위의 堆積物 中 沿岸 近處를 除外한 앞바다의 堆積物은 氷河時代의 沮害水面期(底海水面期)에 運搬된 沿岸 堆積物이 그 後의 海面 上昇에 따라 처져 남게 된 化石 堆積物이다. 大陸棚이 陸地였을 때 그 위를 흐르고 있던 河川이 運搬하여 만든 沙金·四철(砂鐵) 따위의 漂沙鑛床(漂砂鑛床)李 現在 世界 各國에서 開發되고 있다. 또한 北海나 베링(Bering)해의 堆積物 中에는 일찍이 그 곳에 살았던 맘모스 等의 化石이 發見되는 일이 많다.

大陸斜面을 特徵짓는 堆積物은 靑泥(靑泥)이다. 堆積物의 빛깔은 堆積環境을 알아보는 데 重要한 실마리가 된다. 靑泥의 色은 還元鐵(還元鐵)이 나타내는 빛깔로서, 이것은 海水의 流通이 甚하지 않은 境遇 酸化되지 않는 堆積物 中의 有機物을 배지(培地)로 하는 黃酸還元菌의 影響에 依한 것이다. 또한 大陸斜面 위에도 組立(粗粒)堆積物이 分布하는 수가 있는데, 그 起源에 對해서는 現在의 海底에서 흘러 내려간 것이라고 하는 說과 知覺과 海面의 變動으로 海底에 모이게 된 제3기(紀) 末期의 堆積物이라고 하는 說이 있다. 大洋底를 덮는 深海堆積物을 大別하면, 低緯度 地方에 널리 分布하는 石灰質 軟泥(軟泥：有孔蟲·코트코리스 等으로 됨), 中緯度 地方에 分布하는 육원성(陸源性)의 붉은 진흙, 高緯度 地方에서 볼 수 있는 硅藻軟泥(硅藻軟泥) 等으로 區分된다.

音響測深機 [ 編輯 ]

音響測深器

山메아리처럼 船底(船底)에서 소리를 내어 그것이 海底에 부딪쳐서 되돌아오는 時間을 재어서 바다의 깊이를 재는 機械이다. 1920年代부터 實用化되기 始作하였는데, 처음에는 受信機로 소리를 듣고 時間을 재어 깊이를 換算하였으나, 오늘날에는 記錄紙(紙) 위에 自動的으로 깊이의 曲線이 그려지도록 되어 있다. 그러나 1秒間에 1,500m 程度의 바다 속을 傳達하는 소리의 速度는 海水 密度에 따라 다르기 때문에, 深海의 精密한 測定은 相當히 어려운 일이다.

大陸棚 [ 編輯 ]

大陸棚

海岸에서부터 始作하여 海底의 傾斜가 深海로 向하여 갑자기 내려가기 始作하는 곳까지를 大陸棚이라 하며, 그 기울기의 急變點(急變點)은 150m 假量이 되어 이 部分을 大陸棚의 外延(外緣)이라고 한다. 外延 水深은 地球의 大部分의 곳에서 고르며, 이 곳은 只今으로부터 2萬年 全義 氷河時代에 海面이 低下했을 때의 海岸 近處에서 形成된 平坦面의 가장자리이다. 또한 大陸棚의 一部인 깊이 50∼60m되는 곳에 平坦面이 있는데, 이것은 約 1萬2000年 前의 最後의 氷河時代의 저(低)海面에 對應하는 平坦面이다. 大陸棚은 海底까지 햇빛이 미치므로 光合成(光合成)을 하는 海草가 蕃盛하며, 또한 魚介類(魚介類)가 모이는 곳에서는 좋은 漁場이 되어 있는 곳이 많다. 그리고 石油·石炭을 비롯하여 各種 金屬 鑛床(鑛床)이 있어서 그 開發이 試圖되고 있다. 그렇기 때문에 現在 大陸棚의 領有(領有) 問題는 世界的인 關心事가 되고 있다.

海口 [ 編輯 ]

海溝

해구는 도호(島弧)에 따라 좁다랗게 海底가 패인 곳을 말한다. 現在 地球上에는 海溝라고 불리는 곳이 28군데 있다. 그 中에 20個 假量은 太平洋에 있고, 그 大多數가 서태평양에 分布하고 있어서, 해구는 서태평양을 特徵짓는 海底地形이다. 海口의 길이가 가장 긴 것은 알류샨(Aleutian) 해九老서 2,600km에 이른다. 한便 日本海溝는 不過 300km 假量의 길이이며, 海口의 幅은 20∼60km 程度이다. 海口의 가장 깊은 곳을 해연(海淵)이라 한다. 世界에서 가장 깊은 해연은 마리아나(Mariana)海口 中의 비티아즈(Vityaz)해연으로서, 그 깊이는 11,034m이다.

海底山脈 [ 編輯 ]

海底山脈

海底山脈의 規模·形式에는 몇 가지가 있는데, 가장 有名한 것은 中央海底山脈으로서 그 代表的인 것이 中央大西洋(中央大西洋) 海底山脈이다. 이것은 아이슬란드(Iceland)에서 始作하여 大西洋의 中央을 南北으로 南極 가까이까지 連續하며, 더 나아가서 그 末端은 아프리카와 南極 사이를 通過하여 中央 印度洋 海底山脈으로 連續하고 있다. 그 길이는 大略 1萬km를 넘고, 높이는 水深 4,000∼5,000m의 深海底에서 平均 3,000m의 높이로 솟아 있는 大山脈이다. 이와 같은 海底山脈의 頂上(頂上)에는 單層으로 가라앉은 陷沒曲(陷沒谷)이 있거나 千發(淺發)地震이 자주 일어나는 等의 일이 있어서 大洋과 大陸의 成人(成因)을 硏究하는 데에 重要한 실마리가 되고 있다.

解産 [ 編輯 ]

海山

海底에 孤立한 1,000m 以上의 山으로서 大部分의 境遇 火山이다. 解散은 一般的으로 規模가 작지만, 大西洋의 메테오르 解散은, 그 基底(基底)의 지름이 110km나 된다. 解散은 모든 大洋에 存在하며, 太平洋에는 1,400 남짓한 解散이 分布하고 있다. 그러나 이 數字는 全體의 10% 程度에 지나지 않고 나머지는 아직 發見되지 않은 것으로 생각된다. 正常(頂上)李 扁平한 解散을 平定(平頂)解散(규요)이라 한다. 平頂海山의 꼭대기는 옛날의 火山島(火山島)가 波濤에 깎여서 扁平해진 것으로 看做되고 있다. 5,000m 假量의 深海底에서 3,000m 程度의 높이로 솟아 있는 平頂海山의 꼭대기에서 白堊紀(百惡紀)의 淺海性(淺海性) 化石이 發見되고 있다. 따라서 平頂海山은 白堊紀 以後에 沈降한 것이다. 解散의 山腹(山腹)을 따라, 營養分이 豐富한 深層水(深層水)가 솟아나오기 때문에, 解散이 있는 곳은 좋은 漁場이 된다.

海底峽谷 [ 編輯 ]

海底峽谷

大陸 斜面에 V字 模樣으로 깊이 팬 골짜기로서, 陸上의 골짜기와 마찬가지로 나뭇가지 模樣의 止哭(支谷)이 있기도 하고 曲行(曲行)하기도 하며, 境遇에 따라서는 側壁(側壁)에 段構想(段丘狀)의 地形을 이루기도 한다. 海底峽谷이 地質學上 큰 問題로 되어 있는 것은 그 聖人에 起因한다. 陸上과는 달리 골짜기 地形을 만드는 河川이 없는 海底에 大規模의 峽谷이 世界 到處에 分布하고 있는 것이 問題인 것이다. 現在 海底峽谷의 聖人에 對해서는 海底에도 골짜기를 만드는 흐름이 있다는 說과 陸上의 골짜기가 沈水한 것이라고 하는 說이 있는데 어느 쪽으로도 아직 結論이 나 있지 않다.

大洋底의 斷裂帶 [ 編輯 ]

大洋底－斷裂帶

大洋底에 있어서 特異한 構造의 하나는 해령(海嶺)을 橫斷하는 單層構造들이다. 이를 斷裂帶 또는 轉移斷熱(轉移斷裂, Transform Fault)이라고 부른다.

斷裂帶는 〔그림〕-31과 같이 大洋底를 數百에서 數千km에 걸쳐 거의 直線的으로 뻗는 破裂臺(破裂帶)이다. 이들은 거의 平行하는 關係를 이루며, 이 斷裂帶를 境界로 그 兩側은 水深(水深)의 差異가 커서 海底의 狀態를 이루는 것도 많고, 斷裂帶들 사이에 있는 海盆(海盆)도 各各 그 性質을 달리한다. 이러한 點으로 보아, 斷裂帶는 單純한 斷層이 아니고 遲刻構造까지도 다른 두 地域의 警戒임을 豫想하게 한다. 이는 마치 京東山塊(傾動山塊)에서와 비슷하게 非對稱的인 해령·海底愛(海底崖), 좁은 舟狀海盆(舟狀海盆) 解散(海山) 等이 모여서 된 하나의 不規則한 直線上의 構造 地形이라는 程度로 보아 왔다.

그러나, 1950年 初부터 海底의 地球物理學的人 調査가 登場하게 되면서, 北美(北美) 西쪽의 桐(東) 太平洋에서 廣範圍하게 프로톤 磁力計에 依한 地磁氣의 全磁力(全磁力) 測定이 實施되었다. 그 測定 結果, 海底에는 어떤 地磁氣의 影響으로 局地的인 自己 以上(磁氣異常)의 原因이 있음을 알게 되었다. 그런데 이 地磁氣 異常을 平行하게 놓은 側線(側線)들에다 標示하여 서로 比較해 봄으로써, 南北으로 連續되는 特異한 地磁氣 以上의 護喪(縞狀)무늬가 있음을 알게 되었다. 그 以上은 백감마(γ)에 達하는 것으로서, 그 原因이 아직 凝固되지 않은 堆積物 바로 아래에 있을 것이 豫想되었다.

그런데 이와 같은 異常치(異常値)는 護喪무늬를 이루는 것으로, 南北方向으로 길게 連續되어, 이것이 斷裂帶를 사이에 두고 갑작스럽게 어긋나고 있다는 事實도 알게 되었다.

더욱이 斷裂帶의 兩側에서 護喪 模樣의 패턴이 너무도 잘 對應하므로, 서로의 어긋난 量을 잴 수 있을 程度이다. 卽 海底에 自己 以上을 가져오게 하는 무엇인가가 大洋底를 形成하였고, 이를 斷裂帶가 자르고 있다는 것을 생각할 수 있다. 斷裂帶에서의 水平方向의 相互 移動方向은 斷裂帶에 따라 달라, 左側 또는 右側의 方向을 가지며, 그 移動量(移動量)도 數百km에서 數千km까지 達한다.

한便 垂直的인 面에서 斷裂帶 兩側의 大洋底의 地殼構造가 調査되었다. 卽 地殼 下部에 있는 맨틀 上不渡 어긋나 있다. 兩側의 大洋底에서 重力치(重力値)도 差異가 있어, 斷裂帶에 오면 顯著한 不連續線을 보인다. 卽 斷裂帶는 地殼을 자르는 하나의 큰 單層이다. 그러나 이 部分에서는 現在 地震活動이나 火山活動이 全혀 보이지 않는다.

中央海嶺 [ 編輯 ]

中央海嶺

大西洋을 東西로 2분하는 긴 南北方向의 臺해령(大海嶺)이 發見된 것은 相當히 오래 되었다. 近 10餘年 前부터 이와 같은 해령이 大西洋뿐만 아니라 印度洋·太平洋·北極海底에도 둘려져 있다는 것을 알게 되었다. 〔그림〕-34는 이 模樣과 斷裂帶를 單純化해서 그린 것이다.

그런데 1953年에 大西洋 中央海嶺의 中央에 깊은 裂谷(裂谷)이 생겨져 있음이 美國의 라몬드硏究所에 依하여 처음으로 밝혀졌다. 이 裂谷의 바닥까지의 水深(水深)은 2,700∼4,600m임에 對하여, 兩側 山脈의 頂上은 1,100∼2,200m이므로, 裂谷의 깊이는 1,800m 以上이 되며, 그 暴徒 13∼48km로서 長長 數百km에 걸쳐 連續되고 있다. 그 後의 調査로써 大西洋 中央部의 淺發地震(淺發地震)의 震央이 이 裂谷과 一致한다는 것도 알게 되었다. 이 部分의 地震은 70km 以上 깊이의 것은 없고, 大多數가 30km 以下의 것이 集中되어 있는 것이다.

이 中央海嶺을 大西洋의 北쪽으로 더욱 延長·追跡하면 아이슬란드를 거쳐 北極海까지 간다. 아이슬란드에서는 中央 아이슬란드地球(地構)라는 要旨(凹地)가 그 섬을 橫斷하며, 最近의 火山活動과 천발地震은 모두 이 地球에서 일어나고 있다(〔그림〕-35). 이 地球는 1000年 동안에 1km에 對해서 3.5m의 比率로 벌어지고 있으며, 이 해령은 繼續 北極海로 들어가서 스피츠 베르겐을 지나 밭고랑 模樣의 로모노소프 해령과 竝行하다가 시베리아 大陸棚에 부딪치는 分布를 보인다. 여기서 繼續 地震帶를 따라 追跡하면 베르호얀스크 要旨(凹地)를 지나 바이칼호에까지 이른다. 中央 해령의 南側 延長도 뚜렷하다. 그 分布는 大西洋 부채의 形象에 平行하여 赤道 附近에서 크게 東쪽으로 굽어진 後, 다시 남을 向해서 延長되고, 結局 아프리카 南側을 돌아 印度洋의 海嶺으로 連結된다.

地殼熱流量(地殼熱流量)도 中央海嶺의 軸을 따라 대단히 높은 것으로 보아, 해령의 地下는 相當히 높은 溫度를 지닌 것으로 推定된다. 이와 같은 性質은 印度洋 中央海嶺, 太平洋 海嶺에서도 거의 같게 나타난다. 中央海嶺의 性質을 綜合하면 다음과 같다.

⑴ 해령의 平行方向으로 正斷層(正斷層)이나 地溝帶가 있고, 橫斷方向으로 斷裂帶가 있다.

⑵ 地殼熱流量은 中軸部(中軸部)에서 높고, 赦免(斜面)에서 낮다.

⑶ 火山活動이 있다.

⑷ 知覺의 두께는 다르며, 中軸部에서는 그 下部에 보통의 맨틀 物質과는 다른 地震波가 낮은 物質이 있다.

⑸ 中軸部에 淺發地震代가 있다.

⑹ 大洋의 中央部에 있는 境遇가 많다.

大洋底 擴張說(地球板構造論) [ 編輯 ]

大洋底擴張說(地球板構造論)해령의 成人(成因)은 다음과 같이 說明할 수 있다.

地球 內部의 맨틀 속에서 對流(對流)가 일어나며, 中央 해령은 바로 그 上昇類의 場所에 該當한다고 생각한다. 맨틀이 固體임은 地震波가 傳播되는 點으로 미루어 알 수 있으나, 長時間에 걸쳐 힘이 作用하면 맨틀은 플라스틱과 같은 性質을 갖게 되는데, 맨틀 內에 熱(熱)分布의 不均等이 있게 되면 對流가 일어난다. 上昇流에 依하여 地球 內部에서 運搬된 맨틀 物質은 地下 깊은 곳의 高壓帶(高壓帶)에서 低壓帶로 膨脹되므로 鎔融現象(熔融現象)이 일어나서 해령의 中央地球(中央地構)로 貫入한다.

따라서 中央海嶺은 構造的으로 活潑한 곳이며, 그 下部가 高溫狀態에 있게 된다. 또한 맨틀 物質의 繼續的인 供給에 依하여 中央海嶺은 恒常 새로운 大洋底가 만들어진다. 이것이 바로 大洋底 擴張說이다.

〔그림〕-36은 맨틀의 對流와 遲刻플레이트의 構造運動을 보여 주는 그림이다. 맨틀의 對流에 依하여 地殼은 여러 個의 판上構造(板狀構造：Plate)로 갈라지며, 이 遲刻플레이트는 맨틀 위를 미끄러지듯이 움직여 해령에서는 隆起·分散하고, 海溝에서는 下降·收斂(收斂)하여 知覺은 맨틀 속으로 녹아들어간다. 플레이트의 擴張 速度는 고기(古期)地磁氣 以上의 調査에 依하여 測定된다. 이에 依하면 大西洋에서는 1年에 1∼2cm, 東太平洋 海嶺에서는 5cm, 印度洋에서는 0∼5cm씩으로 推算되고 있다.

海洋資源 [ 編輯 ]

海洋資源

海洋資源에는 크게 나누어 生物資源·海水 中의 化學自願·海底의 鑛物資源·海水의 에너지資源 等이 있다. 앞의 두 가지는 옛날부터 開發되어 왔고 뒤의 두 가지는 앞으로의 開發이 크게 期待되고 있다. 海底 鑛物資源으로서는 이미 多量으로 生産을 올리고 있는 石油·石炭 等의 燃料資源 以外에도, 大陸棚의 沙金·四철·主席·金剛石 等의 加行(稼行)李 이루어지고 있으며 深海底의 망간과 니켈의 採集 等도 計劃되고 있다. 海水의 에너지資源은 거의 無限한 것으로, 波力(波力)發展과 조석·潮力 發展 等이 各國에서 이미 實用化되고 있다.

地球의 周邊 [ 編輯 ]

地球의 周邊 [ 編輯 ]

地球－周邊

地球를 둘러싸고 있는 待機는 全 質量이 約 5.3×1027g으로서 地球의 質量人 5.9×1027g에 비하면 約 100萬分의 1이지만, 太陽과 다른 天體로부터 오는 宇宙船이나 빛 또는 電波 따위를 받아내기 때문에 大氣 中에서는 複雜한 現象이 일어나고 있다. 그리고 거기에서 일어나는 現象이나 物理狀態에서 따라서 對流圈(對流圈)·成層圈·電離層·地球外氣圈 等으로 불린다.

大氣圈 內에서 일어나는 갖가지 現象은 그 根源을 캐어보면 거의 모두가 太陽으로부터의 複寫 및 荷電粒子(荷電粒子) 에너지가 直接 또는 間接으로 그 形態를 바꾸어 나타난 것임이 밝혀져 있다. 氣象(氣象)現象은 太陽의 熱 에너지가 空氣의 運動 에너지 等으로 電話(轉化)한 것이며, 電離層은 太陽 紫外線의 輻射에 依하여 形成된 것이다

그리고 自己(磁氣)暴風이나 極光(極光：aurora) 等의 電子(電磁)現象은 太陽에서 비롯되는 荷電 粒子類(流)에 依해 일어난 것이다. 從來 地球의 周邊을 살펴보는 手段으로서는 이와 같은 自然現象을 觀測하고 그 分析을 바탕으로 하여 理論的으로 推定하는 方法이 取해져 왔으나, 오늘날에 와서는 人工衛星에 依한 直接的인 情報를 얻을 수 있게 되어 地球 周邊에 關한 知識은 飛躍的으로 增大해 가고 있다.

電離層 [ 編輯 ]

電離層

電離層이라 불려지는 領域은 높이 18∼400km 上空을 가리키는 것으로서 太陽 輻射에 依한 電離作用이 活潑히 進行되고 있는 곳이다. 太陽 輻射 가운데서 波長 3000A 以下의 紫外線 및 年(軟)X線이 이 領域에서 吸收되어, 그 結果 窒素나 酸素 分子·酸素 原子가 自由電子(電子)와 이온으로 電離되어 몇 個의 電離層을 形成하는 것이다. 同時에 太陽 紫外線은 原子나 分子를 여기(勵起)하여 大氣光(大氣光)의 原因이 된다. 달이 없는 밤이 稀微하게 밝은 것은 별빛에 依한 것뿐만 아니라 그 빛의 60% 假量은 大氣光에 依한 것이다. 이들 層은 아래에서부터 D·E·F層이라 불리며, 電子(電子) 密度는 F層에서 106／㎤, E層에서 105／㎤ 程度이다. 電離層 속에서는 中性待機(中性大氣)의 10­3∼10­17 假量이 電離하고 있는 셈이 된다. D層 및 E層은 낮에 出現하는데, F層은 겨울철 및 밤에는 1層, 여름철 및 낮 동안은 2層으로 나누어져서 높은 쪽을 F2層, 낮은쪽을 F1層이라 부른다. 電子密度는 各層이 모두 겨울철 및 밤 동안보다 여름철 및 낮 동안에 높다.

大氣의 上層部에 전도성(電導性)이 높은 度體層(導體層)李 存在한다는 것은 이미 19世紀 末 地磁氣(地磁氣) 變化를 說明하기 위해 생각된 바 있었는데, 마르코니(Marconi, 1874∼1937)가 1901年에 大西洋 橫斷 無線電信의 實驗에 成功함으로써 또다시 電波(電波)의 電波(傳播)라는 問題 때문에 이 생각이 擡頭하였다. 이 推定도 1925年에 애플턴(Sir Edward V. Appleton, 1892∼1965)과 바네트(M. Barnett, 1873∼1956), 그리고 1926年에는 브라이트(G. Breit 1899∼ ? )와 튜브(M. A. Tuve)에 依해 地上으로부터 펄스(pulse)電波를 올려보낸 뒤 그 反射波(反射波)를 直接 捕捉함으로써 實證되었다.

電離層은 多數의 自由 傳播와 이온(ion)으로 構成되어 있으므로 金屬과 마찬가지로 電波를 反射한다. 電離(電離)機體 中의 電波(電波) 傳播(傳播)의 理論에 依하면, 反射波의 周波數는 電子 密度의 제곱根에 比例한다는 것을 알 수 있다. 따라서 電子密度가 最大인 곳에서 反射하는 周波數 以上의 傳播는 電離層을 꿰뚫어서, 멀리 地球 外氣圈으로 나가버린다. 이 反射의 最高 周波數를 臨界(臨界)周波數라 한다. 따라서 臨界周波數 以下의 電波는 電離層과 地表 사이를 여러番 反射하면서 電波(傳播)될 수가 있다. 電離層이 고르지 않다는 것과 地球磁場(磁場)의 存在, 電波로 因해 搖動된 電子가 中性 粒子와 衝突함으로써 일어나는 電波의 減衰(減衰)를 考慮하면, 電離層 속의 傳播의 運動은 그렇게 簡單한 것은 아니지만, 世界 여러 나라를 連結하는 短波(短波)放送이나 無線通信은 電離層과 指標(地表) 사이를 反射하면서 우리의 말을 傳達해 주고 있는 것이다.

極光(오로라) [ 編輯 ]

極光 aurora

極光은 高度 110km 附近에서 일어나는 雄壯하고도 華麗한 待機 發光(發光) 現象으로서, 南北 自祝極(磁軸極)부터 赤道側 23°近處에서 가장 잘 觀測된다. 이 地帶는 極光帶(極光帶)라고 불리고 있으며 極光帶에서는 맑은 날 밤이면 90% 以上 極光을 볼 수 있다. 極東地方 近處에서는 10年에 한番쯤 큰 磁氣暴風에 따른 極光이 보이는 수가 있다.

極光의 模樣과 움직임 [ 編輯 ]

極光의 形象은 護喪(弧狀)·띠模樣·커튼 模樣·레이(lei)模樣·코로나 模樣 等 갖가지이며, 大略 地磁氣(地磁氣) 緯度 方向으로 뻗은 模樣으로 出現한다. 護喪(弧狀)極光은 別로 甚한 움직임을 나타내지 않으나, 對象(帶狀) 極光이나 커튼 模樣의 極光은 보고 있는 동안에도 模樣이 變할 만큼 甚한 움직임을 나타내는 수가 많다. 經度 方向으로 움직이는 速度는 每秒 300km 程度이지만, 緯度方向으로는 秒速 數千km 以上에 이르는 수도 있다.

스펙트럼 [ 編輯 ]

spectrum

보통의 極光은 軟한 黃綠色이지만, 움직임이 甚한 極光의 境遇는 아래 끝이 赤紫色(赤紫色)으로 빛나는 일이 흔하다. 또한 큰 磁氣暴風 속에서는 온 하늘이 붉게 빛나는 極光度 觀測된다. 極光이 온 하늘에 보이는 境遇에는 보름달만큼의 밝기가 되어 집 밖에서도 新聞을 읽을 수 있을 程度로 밝아진다. 極光을 分解해 보면, 大部分이 窒素 分子와 酸素 原子의 輝線(輝線)임을 알 수가 있다. 그 中에 酸素 原子의 5577A선(녹색)이 가장 剛하며, 이 輝線은 極光線이라고 불린다. 極光이 黃綠色 비슷하게 보이는 것은 이 輝線 때문이다. 그 밖에 剛한 것은 酸素 原子 6300A선(적색)과 窒素 分子의 3914A線이다. 이 外에 水素 原子의 발머選(Hα·Hβ)도 觀測된다.

最近의 로켓 觀測에 依하면 極光을 일으키는 荷電粒子(荷電粒子)의 大部分은 1∼10킬로 전자볼트(KeV)의 電子임이 밝혀지고 있다. 이들 前者는 極光을 생기게 하는 同時에 電離層 속의 原子·分子를 電離시켜서 傳播 吸收의 原因이 되고 있다. 또한 極光帶 近處에서는 極光에 隨伴하여 蔓荊(灣型)變化라고 일컬어지는 커다란 地磁氣 變動이 觀測된다. 現在로 보아서는, 極光·地磁氣 變動·電離層의 混亂 等 一連의 超高層(招高層) 現象의 原因이 되는 荷電 粒子는 磁氣圈(磁氣圈)의 밤쪽 赤道面 가까이에 있는 플라스마시트에서 比來(飛來)하는 것으로 생각되고 있다.

地球磁氣圈 [ 編輯 ]

地球磁氣圈

地區 周邊에서 거의 完全히 電離(電離)韓 플라스마(電子와 養子로 이루어진 機體)로 가득 채워진, 地球磁場(地球磁場)李 支配的인 領域을 말한다. 地球 煮醬은 太陽風(太陽風)에 依해 어느 限定된 領域에 閉鎖되어 있으며, 한便 地球 磁場의 支配를 세게 받는 地球 外圈(外圈)大氣도 行星 間의 空間과 아무런 變化 없이 連結되어 있는 것은 아니다. 이것은 荷電粒子(荷電粒子)가 磁場에 휘감겨 붙는 性質을 가지고 있기 때문이며, 太陽風만큼의 速度를 가진 粒子의 흐름에서의 地球 磁場을 橫斷하여 地球로 接近할 수 없기 때문이다.

只今까지 얻어진 科學衛星의 플라스마 및 磁場의 測定 結果를 綜合하면, 〔그림〕-39와 같은 磁氣圈 모델을 얻을 수가 있다. 磁氣圈의 太陽쪽에는 衝擊波(衝擊波)가 存在한다. 이것은 地球磁場이 太陽風에 對해 障礙物 구실을 하기 때문이며, 마치 로켓과 같은 高速 飛行體의 앞面에 衝擊波가 생기는 것과 같다고 생각할 수 있다.

고(高)에너지 電子나 量子의 分布를 살펴보면, 磁氣圈 內에는 두 가지 特徵的인 領域이 存在한다. 그 하나는 地球에 比較的 가까운 部分에서 地球 半지름의 1.5倍 乃至 5倍 程度까지의 磁力線(磁力線)에 에워싸인 도넛 模樣의 領域으로서, 放射線帶(Van Allen帶)라고 불리고 있는 곳이다. 이 放射線臺를 이루는 粒子는 40KeV 以上의 電子와 100KeV에서 100MeV에 이르는 高(高)에너지 量子이다. 이와 같은 高에너지 粒子 가운데는 宇宙船(宇宙線)과 衝突하여 下層 大氣로부터 튀어나간 中性子가 崩壞하여 地球 磁場에 붙잡힌 것도 있지만, 大槪는 太陽에서 날아온 電子나 兩者가 地球 磁場의 混亂에 依해 加速되면서 內部로 浸透한 것이다.

또 하나의 領域은 磁氣圈(磁氣圈)의 밤쪽에서 地球 半지름의 約 10倍 以上의 距離에 있으며 慈藏이 작고 1KeV 程度의 荷電 粒子로 이루어지고 있는 것이 特徵이다. 이 領域을 플라스마 시트라고 부르며, 極光 其他의 極地域 電子(電磁)攪亂을 일으키는 荷電粒子는 이 近處에서 電離層으로 侵入한다.

太陽風과 行星間 磁場 [ 編輯 ]

太陽風－行星間磁場

太陽에서 끊임없이 行星間 空間으로 흘러나오고 있는 高速 荷電(荷電)粒子의 흐름을 '太陽風'이라 한다. 이와 같은 粒子 흐름의 存在는 磁氣暴風의 硏究나 彗星의 꼬리의 觀測 等으로 豫想되어 왔다. 1950年頃, 비어만은 彗星 꼬리의 觀測 結果를 仔細히 解釋(解析)韓 結果, 그 때까지 생각되어 온 바와 같은 빛의 壓力에 依해 彗星의 꼬리가 形成된다는 것으로써는 說明할 수가 없어서 行星間 空間에는 秒速 數百∼1,000km되는 粒子의 흐름을 생각할 必要가 있음을 提示하였다.

그 後 美國의 파커는 太陽 코로나로부터의 氣體 力學的 흐름의 理論을 展開하여, 太陽 코로나의 膨脹으로 말미암아 行星間 空間으로 恒常 粒子의 흐름이 흘러나오고 있으며 地球 周邊에서는 秒速 約 300km, 密度 10兩者/㎤라고 測定하였다. 이 粒子의 흐름은 美國이나 舊蘇聯의 行星間 探索 衛星에 依해 直接 그 存在가 確認되었다.

太陽風의 平均 秒速은 300∼500km이며, 密度는 1∼10兩者/㎤로서, 量子의 몇 % 程度의 헬륨 이온이 發見되었다. 平均 流速(流速)에서의 不規則 分布로 定義되는 溫度는 約 10萬道路 推定되고 있다. 行星間 空間에서는 7×100-5가우스(gau며) 程度의 相當히 規則的인 磁場度 觀測되고 있다. 이 磁場의 에너지는 太陽風의 에너지에 비해 작으며, 따라서 太陽風에 依해 太陽의 一般 慈藏이 끌려나온 것이라고 생각할 수 있다. 이 煮醬은 太陽의 自轉(自轉)에 依해 뒤틀려져서, 소용돌이(spiral) 模樣으로 行星間 空間에 퍼져 있다. 太陽風이나 行星間 磁場度 地球 近處에서는 꽤 規則的이지만, 먼 데로 감에 따라 흐트러지고, 木星 附近에서는 거의 規則的인 部分이 喪失되어 있다고 생각된다(〔그림〕-40).

宇宙船(宇宙線)은 멀리 銀河系로부터 오지만, 宇宙船 强度의 變動에서도 行星間 磁場의 性質을 알아볼 수가 있다. 宇宙船에는 11年 週期의 變動이 있는데, 이것은 太陽活動과 役相關(逆相關)을 갖고 있다. 卽 太陽 活動이 活潑할 때는 宇宙船의 强度가 낮다. 이것은 太陽을 中心으로 한 宇宙船에 對한 磁場의 壁을 생각하면 說明할 수 있다. 다시 말하면 太陽系의 慈藏이 太陽活動에 따라서 周忌 11年으로 그 세기나 攪亂의 크기를 바꾸며, 黑點(黑点) 活動의 最盛期(最盛期)에는 宇宙船에 對한 가장 剛한 壁의 구실을 한다는 것이다. 太陽에서 불어 나오는 바람은, 空氣의 흐름이 地上의 氣象 條件을 支配하고 있는 것과 마찬가지로, 太陽系 內의 거의 모든 電子(電磁) 現象을 支配하고 있다. 地球 磁場이 太陽風에 依해 地球 近方에 갇혀 있는 일이나 太陽風의 速度와 地上의 磁場 變動이 서로 相關關係를 갖고 있는 것도 이를 나타내는 事實이다.

太陽系의 氣象(氣象)이라 일컬어질 行星間 空間의 物理學은 人工衛星의 發達에 依하여 겨우 始作 段階이며, 앞으로의 發達이 期待된다.