하고 싶은 말
* 밀도가 운명이다
지구가 그렇다
. 층상분화 ... 수성,금성,지구, 화성 = 핵, 맨틀, 지각
목성, 토성 = 코어가 실리카 (암석)이다, 금속수소(메탈수소),액체수소
천왕성,해왕성 = 암석, 얼음, 액체수소 로 되어있다 해왕성은 겉이 메탄가스 구름이다
. 물질 교류 ... 지구만이 active한 물질교류있다 죽음 등
달에는 흐름없다
왜 지구에만 물질교류가 active한가
그리고 지구와 이오 위성만 살아있는 화산이 있다
이런 현상은 Solar system 행성 200개 중에서 딱 2군데 밖에 없다
아주 특이한 현상이다
대륙의 화성암 Sio2 퇴적암 Co2
바다의 H2O
이 세가지의 분자들의 상호작용이다
CO2를 서로 주고 받는다
물질교류가 있으려면 태양복사 에너지 지구 = 960W /m2
금성 = 1600w /m2
알베도
대기 온실 효과 이 세개가 필요하다
화성과 목성 사이 소행성대에 지름이10Km 되는 미행성체가 만개이상, 100Km 이상 되는 것이 300개 있다
예 ) 과거 지구 6500만년전 10Km 되는 운석 충돌시 지구 생물 70%가 사라졌다
소행성 연구를 통해 그리고 화성과 금성을 비교 & 달 연구로 지구를 알수 있다
< 해양 형성 >
1960년 소련과학자가 미행성 합체설을 주장했고 이것이 지금은 거의 정설로 받아지고 있다
(별똥별은 미행성이 서로 충돌할때 생긴 파편 일부가 떨어지는것)
반지름 0.2R 0.4 R 0.5R
초기 미행성들 끼리 충돌 최초 대기 형성됨 마그마형성
소행성은 CO2와 수증기이고
지구는 철과 규산염 상태 충돌시 엄청난 화학 E 발생 - 농축 - 녹아서 용융 - 마그마(바다)됨
비로소 물질분화 - 철은 밑으로 내려감
( 암석이 melting 될때의 온도 =1200 도)
실리카와 철혼합 상태에서 녹음 - 입자분화 - 철은 밑으로 내려오고 운석
계속 충돌 - 철이 점점 안으로 들어가는 현상이 생김
핵과 맨틀과 분리... 원시 지구에서 마그마의 바다가 만들어 지기 전까지는 지금과 같은 핵,맨틀,지각으로 분리된 층상구조를 가지지 못했다 마그마의 바다가 만들어진 후 지구의 크기가 약 0.6 ~ 0.8R정도 되면 철, 니켈과 같은 밀도가 큰 금속성분들은 아래로 가라앉고 규소, 알루미윰과 같은 밀도가 작은 성분들은 위로 올라가게 됨
0.6R 0.8R 1.0 R
melting 상태에서 core 생김 계속 운석 충돌로 코어는 점점 커지고 밖에서 부터 굳어지면서
(이때 백억개 운석이 충돌)그후 충돌이 원시 지각이 형성 ( 지금 지구두께의
줄어들면서 지구가 서서히 식어간다 1/200) 이때 대기 CO2는60기압(20%)
H2O는 200기압(80%)
여기까지 오는데 천만년 ~ 1억이 걸렸다
지구 대기는 미행성 덩어리의 수증기 (수분 + 가스 )가 만듬
- 1969년 호주에 떨어진 머치슨운석을 실험실에서 800도로 가열하는 실험에서 물이 나옴
운석속 수분은 태양계가 식을때 고체속에 수증기가 갇혀서 생김 - 지구대기행 에서
이때 마그마(바다)는 10%만 녹아 있는 상태다
바다 온도는 150도
운석 폭주과정이 드디어 멈춤
이때 대기층 두께 300km H2O 는 200기압 온도는 300~600도 기체상태이다
운석은 계속 떨어져서 그대로 두면 대기층이 더 두꺼워져서 온도가 10000도 까지 올라갈수 있다
(열이 못 빠져 나가서)
그런데 이때 운석 폭주가 STOP 된것임
넓어진 마그마 바다가 대기중 수증기를 흡수함 (대기 기압 200 압력때문에 가능)
대기층이 줄어듬
그래서 열기 즉 에너지가 빠져나갈수 있었음 - cool down됨
대기의 수증기와 마그마바다의 용해 평형현상
대기 온도 600도에서 정착됨 (운석충돌이 멈추어서 가능 - 식기 시작함)
300km 대기층의 수증기가 구름 덩어리가 되고 비가 됨 (이때 비의 온도 300도 ^^)
- 바다를 만들어줌 - 대양이 생김
따라서 바다는 백억개 운석의 수증기에서 왔다
비교) 금성은 700도 라서 - 액체 안됨 계속 기체상태이다
why : 물H2O가 자외선에 의해 수소H가 도망감 O는 co와 만나 co2가 됨
금성의 97%는 co2 임 화성도 비슷
따라서 대기중 수증기가 액체인가 기체인가가 운명을 가른다
H2O 임계점은 200기압에서 650도 .... 높으면 기체 낮으면 액체된다
( C는 저온에서는 CH4 메탄 고온에서는 CO 상태)
드디어 바다 대양이 생김
해양은 지구 1억년후에 생김
대륙 초기는 전체가 물이 차 있었다
물의 양 1.5 × 1021 kg
< 운석 충돌 횟수>
지각 ... 맨틀이 그대로 굳어진것
대륙 ... 화강암이다 (지구 밖에 없다) 지각이 맨틀의 sio2성분과 H2O 가
용융(운석위에 또 다른 운석이 충돌시 강한 압력으로) 되면 현무암이다
현무암 + H2O = 화강암 이다 따라서 화강암은 액체상태의 H2O때문에 생긴것이다
< 대륙 형성 >
45~ 39억년 45 ~ 39억년 39 ~ 30억년 30 ~ 25억년
원시바다에 운석 현무암 생김 대륙심(대륙지괴)이 형성됨 최초의
계속 떨어짐 초대륙 형성
바다가 대륙을 만들었다
- 지구는 대양이 생기고
대륙이 자라고
CO2가 줄어드는 방향으로
진화한 행성이다 - 45억년 지구의 고독에서 -
< 암석 >
지구 = 돌이다
생명현상은 위대한 지질학적 힘이다
초기 바다는 염소와 황산
바다의 염소는 화산에서 왔다
강산이라 CO2가 바다 안으로 못들어감
그 당시 CO2는 20%
현재 CO2는 0.03 %
산소는 -2가이다 항상 전자 두개를 가져와야 안전한 불활성기체가 된다
이것은 지구운명 하고도 관련있다
생명현상이나 지구 암석이나 다르지 않다
생명은 암석에서 불붙은 푸른불꽃(산소)이다
생명은 C. H, O. N , P 원자의 순환이다
세포도 이온상태이고 전자기 상호작용이다
물이외 H 거의 없다 산소가 H2O로 수소를 잡고 있다
산소의 이 현상 때문에 사실 지구의 생명 시스템이 돌아간다
산소 + 실리카 = 맨틀 (땅)
산소 + 카본 (탄소) = 생명현상
바다가 중화 되기 위해 양이온Ca Mg Mn Fe Na K 들이 필요
1. 규산염 (Sio4)⁻⁴
지각의 75% , 주인공이다 -4가 이기 때문에 양이온 흡착가능
Fe2 SiO4, Mg2 SiO4, (Fe, Mg )2 SiO4
2. 탄산염 (CO)⁻²
2가 양이온과 흡착 MnCo3 능망간석
CaCo3 석회석
FeCo3 능철석
Zn Co3 능아연석
MgCo3 마그네사이트
3. 황산염 (So₄)⁻²
2가 양이온 CaSo4 경석고
4. 인산염 (Po₄)⁻³
Ca2 (Po4) 3 인회석
지각에 많은 순서
O > Si > Al > Fe > Ca ++, Mg++, K+ , Na +
지구암석을 이해하는것은 곧 규산염 분자구조를 이해하는것이다
그래야 생명이 어떻게 왔는지 이해 가능
이 CO2가 왜 바다에 녹아 들어갔는지 이해하는 point가 된다
<규산염>
Olivine 감람석(올리브색) ⇒ (Sio4)⁻⁴⇒ (Fe, Mg )2 SiO4
Pyroxene 휘석 (빛날휘 밝다 .. 서서히 굳어짐) ⇒ (Sio3)⁻²
amphibole 각섬석 (모난각 불꽃섬)⇒(Si₄O11)⁻6
mica 운모 - biotite 흑운모 ; 층상 구조 ⇒ (Sio4o10)-4
muscovite 백운모
quartz 수정⇒ (Sio2) 망상구조이다
피라밑 구조가 아교풀로 이어짐 이 아교풀이 양이온이다
비가오면 이것들이 빗물에 녹아 바닷물속에 들어가
강산의 바다를 음이온을 중화시킴
그제서야 비로소 CO2 가 물속으로 들어감
대륙판과 해양판이 서로 CO2를 주고 받으면서 자란다
< Bowen's Reaction >
1.rhyolite 유문암
(흐를 유, 용암무늬가 그대로 있다)
2. granite 화강암
3. andesite 안산암
(andes산에서 명칭을 가져옴)
4. diorite 섬록암
(우리나라의 최초의 암석이 29억년 된 운모섬록암이다)
5. basalt 현무암
(검은데 무기를 만들만큼 단단하다)
6. gabbro 반려암
7. peridotite
8.orthoclase feldspar 정장석
(장석은 지구에 가장 많다 )
9. plagioclase feldspar 사장석(사선, 빗금 사)
felsic (규장질) : feldspar + silica 밝다
mafic (고철질) : magnesium + feric 검고 틱틱하다(철 10%정도)
암석은 화성암, 퇴적암, 변성암이 있는데 위의 분류는 대부분 화성암에 대한 것이다
또 화강암 등의 관입암(심성암)은 지하 깊은 곳에서 마그마가 냉각된 암석으로,
마그마가 천천히 식으면서 결정화되므로 상대적으로 큰 결정을 형성한다
현무암과 같은 분출암(화산암)은 지표에서 굳어진 암석으로,
마그마가 대기에 노출되어 빨리 식어 형성되므로 상대적으로 구성입자의 크기가 작다
1. 대륙판(주황색 )밑 마그마가 올라오다가 관입되면서 그대로 굳음 - gabbro 반려암
위로 올라와서 분츨. 제주도 한라산과 용암대지 같은것(점성이 낮아 죽처럼 퍼짐)
- basalt현무암 & scoria <사진>
2. 마그마가 chamber를 형성(주황색) 서서히 굳어 식음- granite화강암
점성이 높아 끈적끈적한데 분출하면 후지산 같이 높은산이 됨 - rhyolite유문암
둘다 화학적조성은 같다
3. pillow lava 가 (회색 ) 마그마방에서 올라와 바다속에서 식음
4. 해양판은 두께 10km (검은색) 이다
화산활동으로 벌어지면서 대륙판 보다 무거워서
대륙판 밑으로 내려간다 해양판은 반려암, 현무암이다
화강암 밀도 2.6g /cm3
반려암 밀도 2.9g/cm3
맨틀 밀도 3.3g/cm3
부가체 밀도 2.4g/cm3
부가체가 가벼워서 대륙에 붙고 대륙은 가벼워서 위로 올라가 산이 되었다
산은 가벼워서 높은것이다
밀도가 운명이다
(해양판이 고체인데도 움직일수 있는 이유는 연약권의 1%가 녹아 윤활제 역활을 해주기 때문)
부가체가 붙어주어서 대륙이 자라는 것이다
5. 부가체 subdution 퇴적층이다(파란색) 70% 는 붙여 주고 30%는 내려간다
부가체 때문에 CO2가 해양지각과 대륙지각을 왔다갔다 할수 있다
6.(초록색 ) 내려온 해양층이 지하100km 에 오면 온도와 압력이 높아
암석의 수분이 빠져 나오면서 melting 되면서
마그마가 생긴다 이것이 위로 올라가서 분출 - andesite안산암
머물면서 굳어지면 - diorite 섬록암
이것은 대륙이동설의 핵심이 된다
ophiolite 중요하다
오피올라이트가 대륙에서 발견되면 옛날에 그곳은 바다였다
대기 온실효과
유효온도는 태양에서 준것에서 나간것 빼면 됨
. 지구 ; 공기를 빼면 -20도 CO2 온실효과 35도 빼면 = 15도
. 금성 ; 대기 없으면 -46도 CO2 온실효과 520도 빼면 = 460도
. 화성 ; 대기 빼면 -56도 온실효과 0.065로 거의 없음 빼면 = -53도
온실효과 주범은 CO2 이다 과거 높은 CO2를 바다가 제거해 주었기 때문에
현재가 가능해짐
H2O (빗물) + CO2 → H2CO3 (탄산)이 바다속에 들어감 → 2H+ +CO3- (탄산염 : 퇴적암이다)
능망간석,능아연석,방회석,마그네사이트,능철석
대양이 생기고 44억년전
대륙이 생기고 40억년전
해양판과 대륙판 사이로 CO2를 주고 받으면서
대기가 점점 안정화 되었다
태양은 과거 보다 점점 뜨거워 지고 있다 (과거엔 지금의 70%)
그런데 왜 지구온도가 더 뜨거워 지지 않았는가?
CO2 가 줄어 들었기 때문에 온실효과로 뜨거운것과 식은것이
서로 상쇄해서 유지가 되었다
다시 한번 생명은 위대한 지질학적 힘이다
- 끝 -
오늘의 Tip : 암기의 3대 법칙
1. 대칭을 찾아라 ( 대칭화 )
2. 순서를 정해라 ( 순서화 )
3. 구조를 정해라 ( 구조화 )
예 ) 순서화
. plateau → mesa → butte → monument
. 변성암중 진흙이 굳으면 셰일 → 슬레이트 → 천매암 → 편암 → 편마암 →
호상편마암,안구상편마암,화강편마암
<shale 세일> < 슬레이트> <천매암 > < 편마암>
연대별로 순서화하고
핵심상황을 파악한다
그 다음 구조화한다 ( ex 케치프라이즈 )
이것이 탑 - 다운식이다
& 모듈화 학습이다
자연에는 구조가 있기 때문이다
이렇게 할려면 내면의 욕구가 있어야 한다
그럴려면 그 속에 프레임이 있어야 한다
- 오늘도 훌륭한 강의를 해 주신 박사님께 깊은 감사를 드립니다 -
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구글에 '미행성합체설'을 검색하니 첫번째 문서로 출현하는 군요
구글이 보는 눈이 좀 있지요
텍스트와 그림을 변행하면 입력은 귀찮아도 구글이 잘 알아봐주는 장점이 있는 것 같습니다
깔끔한 정리 감사합니다
와! 만세!
이렇게 좋을 수가 없습니다.
곧바로 책으로 출간해도 되겠습니다.
매강의를 누가 이렇게 떠먹여준다면 손발이 없어도 살 것 같습니다.^^
감사합니다.
와우 와우 ~!
후기가 놀랍습니다.
암석들 아름다워요
산에가서 암석들을 다시 익힙니다. 산에서 만나는 화강암을 보웬반응( 지참)과 맞춰 보며
이산화규소가 많이 들어있는 마그마가 아주 깊은 곳에서 천천히 식으면서 생긴 암석,
정상(수락산)에 올라 화강암은 이산화규소가 많이 들어있어 가벼워,
아르키메데스의 원리처럼, 산이 솟아 올라 높다라는 강의를 복습하며
혼자 빙그레 웃었지요,
저기 보이는 화강암은 매우 아릅답네요,
특히 수정은 , 제가 요즈음 수정에 집중(규화목 주인공:실리카)되어있어서입니다.
정말 읽다보면 저절로 쏙쏙 들어오는 후기,
여기 저기서 공부를 하게 만드는 장치들이 있어 행복학 지질학에 절로 빠집니다.
고맙습니다.^^*
완벽한 복원입니다. 프린트해서 가지고 다녀야겠습니다. 고맙습니다.