우리 지구의 과거를 밝히는 열쇠, 지구과학

혹시 여러분도 뉴스에서 지진이나 화산 폭발 소식을 들으면 지구 내부가 궁금해지시나요? 드넓은 우주에서 우리가 살고 있는 지구는 어떻게 만들어졌고, 또 어떤 변화를 겪어왔을까요? 이러한 궁금증을 해결하는 데 도움을 주는 학문이 바로 지구과학입니다. 이 글에서는 지구과학이 무엇인지, 그리고 그 안에 담긴 다양한 분야와 중요성에 대해 자세히 알아보도록 하겠습니다. 복잡한 전문 용어 대신 쉬운 설명으로 여러분의 이해를 도울 테니, 편안한 마음으로 읽어 내려가시면 됩니다. 자, 그럼 지구의 비밀을 풀어내는 흥미로운 여정을 시작해 볼까요?

1. 지구과학이란 무엇일까요?

지구과학은 말 그대로 지구를 연구하는 학문입니다. 하지만 단순히 땅을 파고 지도를 그리는 것만을 의미하지는 않습니다. 지구과학은 지구의 탄생부터 현재까지의 역사, 지구를 구성하는 물질, 지구 내부에서 일어나는 다양한 현상, 그리고 대기, 바다, 생물 등 지구를 둘러싼 모든 것을 연구 대상으로 합니다.

예를 들어, 우리가 매일 접하는 날씨와 기후 변화, 지진과 화산 활동, 바닷속 해류의 움직임, 과거 공룡 시대의 비밀을 밝혀내는 것까지 모두 지구과학의 영역에 속합니다.

지구과학은 크게 4가지 주요 분야로 나눌 수 있습니다.

1. 지질학: 암석, 광물, 지층 등을 연구하여 지구의 역사와 지각 변동을 탐구합니다. 마치 탐정처럼 과거 지구의 모습을 추적하고, 지진이나 화산 활동과 같은 자연재해의 원인을 밝혀내는 역할을 합니다.
2. 대기과학: 지구를 둘러싸고 있는 대기의 조성, 구조, 현상 등을 연구합니다. 우리가 매일 경험하는 날씨 변화를 예측하고, 태풍이나 홍수와 같은 기상 재해에 대비하는 데 중요한 역할을 합니다.
3. 해양학: 바닷물의 성질, 해류, 해저 지형, 해양 생물 등 바다에 대해 연구합니다. 지구 전체의 기후 변화를 이해하고, 해양 자원의 관리 및 보존 방안을 모색하는 데 필수적인 분야입니다.
4. 천문학: 지구를 포함한 태양계, 은하, 우주 전체를 연구합니다. 지구가 우주에서 어떤 위치에 있으며, 다른 천체들과 어떤 영향을 주고받는지 이해하는 데 도움을 줍니다.

2. 지구과학의 중요성: 왜 우리는 지구를 알아야 할까요?

그렇다면 우리는 왜 지구과학을 알아야 할까요? 지구과학은 단순히 과학의 한 분야를 넘어 우리 삶과 밀접하게 연결되어 있기 때문입니다.

1. 더 나은 삶을 위한 준비: 지구과학은 지진, 화산 폭발, 태풍, 홍수, 가뭄과 같은 자연재해를 예측하고 대비하는 데 필수적인 정보를 제공합니다. 지구과학적 지식을 바탕으로 자연재해로 인한 피해를 줄이고, 안전한 사회를 만드는 데 기여할 수 있습니다.

• 예시 1: 지진 발생 원리를 연구하여 지진 예측 시스템을 구축하고, 건축물 내진 설계를 강화하여 지진 피해를 최소화할 수 있습니다.
• 예시 2: 태풍의 이동 경로를 예측하여 미리 대비하고, 홍수 예상 지역 주민들을 대피시켜 인명 피해를 줄일 수 있습니다.

2. 소중한 자원의 관리: 지구는 우리에게 필요한 물, 공기, 토양, 에너지 자원 등을 제공합니다. 지구과학은 이러한 자원의 분포와 특성을 파악하고, 지속 가능한 방식으로 이용할 수 있도록 돕습니다.

• 예시 1: 지하수의 생성 과정과 오염 경로를 연구하여 수자원을 효율적으로 관리하고, 깨끗한 물을 안정적으로 공급할 수 있습니다.
• 예시 2: 석유, 천연가스와 같은 에너지 자원의 매장량과 추출 기술을 연구하여 에너지 안보에 기여하고, 새로운 대체 에너지 자원 개발을 위한 기반을 마련할 수 있습니다.

3. 환경 문제 해결의 열쇠: 지구온난화, 기후 변화, 환경 오염과 같은 지구적 차원의 환경 문제는 인류의 생존을 위협하고 있습니다. 지구과학은 이러한 문제의 원인을 분석하고 해결 방안을 모색하는 데 중요한 역할을 합니다.

• 예시 1: 지구온난화의 주요 원인인 온실가스 배출량을 감축하고, 기후 변화에 대한 적응력을 높이는 정책 수립에 과학적 근거를 제공합니다.
• 예시 2: 해양 오염의 심각성을 알리고, 플라스틱 사용 줄이기, 해양 생태계 보호 등 환경 보호의 중요성을 강조합니다.

4. 미래를 위한 탐험: 지구과학은 우주 탐사 및 개발, 새로운 자원 탐사, 미래 사회 예측 등 인류의 미래를 준비하는 데에도 필수적인 학문입니다.

• 예시 1: 화성, 달과 같은 다른 행성의 환경을 연구하여 미래에 인류가 거주 가능한 공간을 확보하고, 우주 식민지 건설을 위한 가능성을 모색합니다.
• 예시 2: 심해, 극지방과 같은 극한 환경에 대한 연구를 통해 새로운 생물 자원을 발굴하고, 극한 환경 적응 기술을 개발합니다.

지금까지 지구과학의 정의와 중요성에 대해 알아보았습니다. 이제부터는 지구과학의 주요 분야들을 하나씩 자세히 살펴보면서 지구의 비밀에 더욱 가까이 다가가 보겠습니다.

3. 지구의 역사를 파헤치는 탐험: 지질학

지질학은 지구의 역사, 구성 물질, 그리고 지구 내부에서 일어나는 다양한 변화 과정을 연구하는 학문입니다. 쉽게 말해, 지구가 어떻게 만들어졌고, 어떤 변화를 거쳐 현재의 모습에 이르렀는지 탐구하는 학문이라고 할 수 있습니다. 마치 퍼즐 조각을 맞추듯, 암석, 광물, 지층과 같은 단서들을 분석하여 과거 지구의 모습을 복원하고 미래를 예측하는 역할을 합니다.

3.1 암석: 지구의 역사를 담은 타임캡슐

지구의 껍질인 지각을 이루는 기본 단위는 바로 암석입니다. 암석은 하나 이상의 광물로 이루어져 있으며, 생성 과정에 따라 크게 화성암, 퇴적암, 변성암으로 분류됩니다.

1. 화성암: 마그마가 식어서 굳어진 암석으로, 마그마가 지표에서 급격히 식어 만들어진 화산암과 지하 깊은 곳에서 천천히 식어 만들어진 심성암으로 나뉩니다.
   • 화산암의 대표적인 예로는 제주도를 만든 현무암과 울릉도를 만든 조면암이 있습니다.
   • 심성암의 대표적인 예로는 설악산, 북한산 등 우리나라 여러 산을 이루는 화강암이 있습니다.
2. 퇴적암: 자갈, 모래, 진흙 등이 쌓여 굳어진 암석으로, 층층이 쌓이는 특징을 가지고 있습니다. 퇴적암은 과거 지구 환경과 생물의 흔적을 간직하고 있어 지구의 역사를 이해하는 데 중요한 자료가 됩니다.
   • 역암: 자갈, 모래, 진흙 등이 뒤섞여 굳어진 암석
   • 사암: 주로 모래 크기의 알갱이들이 쌓여 굳어진 암석
   • 셰일: 진흙과 같이 매우 작은 입자들이 쌓여 굳어진 암석
   • 석회암: 조개껍데기와 같은 생물의 유해가 쌓여 굳어진 암석
3. 변성암: 기존의 암석이 높은 열이나 압력을 받아 성질이 변한 암석입니다.
   • 편마암: 셰일이나 화강암이 높은 열과 압력을 받아 만들어진 암석으로, 줄무늬 구조가 나타나는 것이 특징입니다.
   • 대리암: 석회암이 높은 열과 압력을 받아 만들어진 암석으로, 건축 재료로 많이 사용됩니다.

암석은 생성 과정에서 당시의 환경 정보를 고스란히 간직하기 때문에, 과학자들은 암석을 분석하여 과거 지구의 환경, 기후, 생물 등을 유추할 수 있습니다. 예를 들어, 석회암은 따뜻하고 얕은 바다에서 만들어지기 때문에 과거 한반도에 따뜻하고 얕은 바다가 존재했음을 알 수 있습니다.

3.2 지층: 지구의 역사가 새겨진 거대한 책

지층이란 퇴적물이 오랜 시간 동안 쌓여 층을 이룬 것을 말합니다. 마치 책을 한 장 한 장 넘기듯 지층을 조사하면 과거 지구의 환경 변화와 생물의 진화 과정을 파악할 수 있습니다.

1. 지층의 형성: 퇴적물은 강물, 바람, 빙하 등에 의해 운반되어 바다나 호수 바닥에 쌓입니다. 시간이 지남에 따라 퇴적물이 계속 쌓이면서 아래쪽 퇴적물은 압력을 받아 단단하게 굳어지고, 이 과정이 반복되면서 층을 이루게 됩니다.

2. 지층의 순서: 일반적으로 아래쪽 지층이 위쪽 지층보다 오래된 것입니다. 이는 지층이 쌓이는 원리에서 비롯된 것으로, 과학자들은 이러한 지층의 순서를 바탕으로 지질 시대를 구분하고, 지구의 역사를 해석합니다.

3. 지층 속 화석: 지층 속에는 과거에 살았던 생물의 유해나 흔적이 화석으로 남아 있습니다. 화석은 과거 생물의 종류, 형태, 서식 환경 등을 알려주는 중요한 증거가 됩니다. 예를 들어, 삼엽충 화석은 고생대에 살았던 바다 생물의 화석으로, 삼엽충 화석이 발견된 지층은 고생대에 형성되었음을 알 수 있습니다.

3.3 판 구조론: 살아 움직이는 지구의 비밀

지구의 표면은 여러 개의 판이라고 불리는 조각으로 나뉘어져 있으며, 이 판들은 맨틀 위에서 끊임없이 움직이고 있습니다. 이를 판 구조론이라고 합니다. 판 구조론은 지진, 화산 활동, 산맥 형성 등 다양한 지질 현상을 설명하는 중요한 이론입니다.

1. 판의 경계: 판과 판이 만나는 경계에서는 서로 충돌하거나, 멀어지거나, 스쳐 지나가는 움직임이 나타납니다.
   • 수렴 경계: 두 판이 충돌하는 경계로, 밀도가 높은 해양판이 대륙판 아래로 섭입하면서 지진, 화산 활동, 산맥 형성이 일어납니다. 히말라야 산맥은 인도판과 유라시아판의 충돌로 형성되었습니다.
   • 발산 경계: 두 판이 서로 멀어지는 경계로, 맨틀에서 상승한 마그마가 분출하여 새로운 지각이 만들어집니다. 대서양 중앙 해령은 북아메리카판과 유라시아판이 멀어지면서 형성되었습니다.
   • 보존 경계: 두 판이 서로 스쳐 지나가는 경계로, 강력한 지진이 발생할 수 있습니다. 산 안드레아스 단층은 북아메리카판과 태평양판이 스쳐 지나가는 보존 경계입니다.
2. 판의 운동: 판의 운동은 맨틀 대류에 의해 발생합니다. 지구 내부의 뜨거운 열에 의해 맨틀은 대류하고, 이 움직임이 판을 움직이는 원동력이 됩니다.

지질학은 이처럼 지구의 과거를 이해하고, 현재를 분석하며, 미래를 예측하는 데 중요한 역할을 하는 학문입니다. 지구의 역사를 담은 암석, 지층, 그리고 살아 움직이는 지구의 비밀을 담은 판 구조론까지, 지질학은 지구를 이해하는 첫걸음이라고 할 수 있습니다.

4. 하늘과 날씨의 변화를 읽는 지혜: 대기과학

대기과학은 지구를 둘러싼 대기를 연구하는 학문입니다. 대기의 구성 성분, 구조, 움직임, 그리고 다양한 기상 현상과 기후 변화까지, 우리가 살아가는 데 필수적인 대기에 대한 모든 것을 연구합니다. 대기과학은 특히 일기 예보, 기후 변화 예측, 대기 오염 문제 해결 등 우리 삶과 밀접한 관련이 있는 분야입니다.

4.1 대기의 구성과 구조: 지구를 감싸는 보호막

지구를 둘러싸고 있는 대기는 여러 가지 기체로 이루어져 있습니다.

1. 대기의 구성: 지구의 대기는 주로 질소(78%)와 산소(21%)로 이루어져 있으며, 이 외에 아르곤, 이산화탄소, 수증기 등 미량의 기체들이 포함되어 있습니다.
   • 질소: 대기 중 가장 많은 양을 차지하는 기체로, 생물의 생존에 필수적인 단백질의 구성 요소입니다.
   • 산소: 호흡에 필요한 기체로, 생물의 생존에 필수적입니다.
   • 이산화탄소: 온실 효과를 일으키는 기체로, 지구 온난화에 영향을 미칩니다.
   • 수증기: 물의 기체 상태로, 구름, 비, 눈과 같은 기상 현상을 일으키는 중요한 역할을 합니다.
2. 대기권의 구조: 지구의 대기는 높이에 따라 온도 분포가 다르게 나타나며, 이에 따라 대류권, 성층권, 중간권, 열권, 외기권의 5개 층으로 구분됩니다.
   • 대류권: 지표면에서 약 10km 높이까지의 층으로, 우리가 살고 있는 공간입니다. 대류권에서는 높이 올라갈수록 온도가 낮아지며, 기상 현상이 일어납니다.
   • 성층권: 대류권 위쪽에서 약 50km 높이까지의 층으로, 높이 올라갈수록 온도가 높아집니다. 성층권에는 오존층이 존재하여 태양으로부터 오는 자외선을 흡수하여 지구 생명체를 보호합니다.
   • 중간권: 성층권 위쪽에서 약 80km 높이까지의 층으로, 높이 올라갈수록 온도가 낮아집니다. 대부분의 유성체가 중간권에서 타서 사라집니다.
   • 열권: 중간권 위쪽에서 약 500-1000km 높이까지의 층으로, 높이 올라갈수록 온도가 높아집니다. 열권에서는 기체들이 이온화되어 있어 전파 통신에 중요한 역할을 합니다.
   • 외기권: 열권 위쪽부터 우주 공간까지 이어지는 층으로, 대기가 매우 희박합니다. 인공위성이 궤도를 돌고 있는 공간입니다.

4.2 기압과 바람: 대기의 움직임을 만드는 힘

1. 기압: 공기의 무게 때문에 생기는 압력을 말합니다. 기압은 공기의 양에 따라 달라지는데, 공기의 양이 많을수록 기압은 높아지고, 공기의 양이 적을수록 기압은 낮아집니다. 일반적으로 고도가 높아질수록 기압은 낮아집니다.

2. 바람: 기압 차이에 의해 공기가 이동하는 현상을 말합니다. 바람은 기압이 높은 곳에서 낮은 곳으로 불며, 기압 차이가 클수록 바람의 세기는 강해집니다.

   • 해륙풍: 낮에는 육지가 바다보다 빨리 데워지므로 육지의 기온이 높아지고, 밤에는 바다가 육지보다 천천히 식으므로 바다의 기온이 높아집니다. 이러한 기온 차이로 인해 낮에는 바다에서 육지로, 밤에는 육지에서 바다로 바람이 부는 현상을 말합니다.
   • 계절풍: 대륙과 해양의 온도 차이로 인해 계절에 따라 풍향이 바뀌는 바람을 말합니다. 여름에는 바다에서 대륙으로, 겨울에는 대륙에서 바다로 바람이 붑니다. 우리나라의 경우 여름철 남동 계절풍은 고온 다습하며, 겨울철 북서 계절풍은 한랭 건조합니다.

4.3 구름과 강수: 물의 순환과 날씨 변화

1. 구름: 대기 중의 수증기가 응결하여 생긴 작은 물방울이나 얼음 결정들이 모여 있는 것을 말합니다. 구름은 모양과 높이에 따라 분류되며, 기상 상태를 파악하는 데 중요한 역할을 합니다.
   • 적운: 맑은 날 흔히 볼 수 있는 뭉게구름으로, 대기가 불안정할 때 수직으로 발달합니다. 소나기를 동반하기도 합니다.
   • 층운: 하늘을 넓게 덮는 낮고 평평한 구름으로, 안개비를 동반하기도 합니다.
   • 권운: 매우 높은 곳에 생기는 흰색의 섬유 모양 구름으로, 날씨가 맑아질 것을 예고하기도 합니다.
2. 강수: 구름 속 물방울이나 얼음 결정이 성장하여 지표면으로 떨어지는 현상을 말합니다. 비, 눈, 우박, 진눈깨비 등이 있습니다.
   • 비: 구름 속 물방울이 무거워져서 지표면으로 떨어지는 현상
   • 눈: 기온이 0℃ 이하일 때, 구름 속 수증기가 얼음 결정으로 변하여 떨어지는 현상
   • 우박: 강한 상승 기류에 의해 얼음 결정이 여러 번 얼었다 녹았다 하면서 커진 후 떨어지는 현상
   • 진눈깨비: 비와 눈이 섞여서 내리는 현상

4.4 일기 예보: 과학 기술로 예측하는 날씨

일기 예보는 대기의 상태를 관측하고 분석하여 미래의 날씨를 예측하는 것을 말합니다. 일기 예보는 농업, 항공, 해상 운송, 건설 등 다양한 분야에서 중요한 정보로 활용됩니다.

1. 일기 관측: 지상 기상 관측, 고층 기상 관측, 레이더 관측, 위성 관측 등 다양한 방법을 통해 기온, 기압, 바람, 습도, 강수량 등 기상 요소를 측정합니다.
2. 수치 예보 모델: 관측된 기상 자료를 바탕으로 컴퓨터 프로그램을 이용하여 미래의 대기 상태를 계산하고 예측합니다.
3. 예보관의 분석: 수치 예보 모델 결과와 경험을 바탕으로 최종적인 날씨 예보를 생산합니다.

4.5 기후 변화: 지구의 미래를 좌우하는 요인

기후 변화는 장기간에 걸쳐 나타나는 기온, 강수량, 바람 등 기후 요소의 변화를 말합니다. 현재 지구는 지구 온난화로 인해 급격한 기후 변화를 겪고 있으며, 이는 해수면 상승, 극심한 기상 현상 증가, 생태계 변화 등 다양한 문제를 야기합니다.

1. 온실 효과: 지구 대기에 존재하는 온실가스는 지구 표면에서 방출되는 열을 흡수하여 지구의 온도를 유지하는 역할을 합니다. 하지만 산업화 이후 이산화탄소, 메테인, 아산화질소 등 온실가스 농도가 증가하면서 지구의 온도가 비정상적으로 상승하는 지구 온난화 현상이 나타나고 있습니다.
2. 기후 변화의 영향: 지구 온난화는 해수면 상승, 극심한 기상 현상 증가, 생태계 변화 등 다양한 문제를 야기합니다. 해수면 상승은 저지대 침수, 해안 지역의 피해를 유발하며, 극심한 기상 현상 증가는 가뭄, 홍수, 폭염, 한파 등의 피해를 증가시킵니다. 또한 생태계 변화는 생물 다양성 감소, 식량 생산 감소 등의 문제를 야기합니다.

대기과학은 이처럼 우리 삶과 밀접한 관련이 있는 날씨와 기후 변화를 이해하고 예측하는 데 필수적인 학문입니다. 대기의 구성과 구조, 움직임, 기상 현상, 그리고 기후 변화까지, 대기과학은 지구를 둘러싼 공기의 중요성을 다시 한번 일깨워줍니다.

5. 지구의 푸른 심장을 탐험하다: 해양학

지구 표면의 약 70%를 차지하는 바다. 해양학은 이 광활한 바다를 연구하는 학문입니다. 바닷물의 성질과 운동, 해저 지형, 해양 생물, 해양 자원, 그리고 해양 환경 문제까지, 해양학은 지구의 푸른 심장인 바다에 대한 깊이 있는 이해를 제공합니다.

5.1 바닷물의 특징: 염분, 온도, 밀도

1. 염분: 바닷물 1kg에 녹아있는 염류의 총량을 g수로 나타낸 것으로, 평균 염분은 약 35psu(practical salinity unit)입니다. 염분은 해역에 따라 다르게 나타나는데, 증발량이 많은 해역은 염분이 높고, 강수량이 많은 해역은 염분이 낮습니다.

2. 수온: 바닷물의 온도는 해역, 계절, 수심에 따라 다르게 나타납니다. 저위도에서 고위도로 갈수록, 수심이 깊어질수록 수온은 낮아집니다.

3. 밀도: 바닷물의 밀도는 수온과 염분에 따라 달라집니다. 수온이 낮을수록, 염분이 높을수록 밀도는 높아집니다. 밀도 차이에 의해 바닷물의 움직임이 발생하며, 이는 해류 순환에 영향을 미칩니다.

5.2 해류: 바다를 가로지르는 거대한 흐름

해류는 바닷물의 대규모적인 흐름을 말합니다. 바람, 밀도 차이, 지구 자전 등 다양한 요인에 의해 발생하며, 열에너지를 운반하여 지구의 기후 시스템에 큰 영향을 미칩니다.

1. 표층 해류: 바람에 의해 발생하는 해류로, 무역풍, 편서풍과 같은 지구 규모의 바람에 의해 형성됩니다. 북태평양의 쿠로시오 해류, 남태평양의 동오스트레일리아 해류, 북대서양의 멕시코 만류 등이 대표적인 예입니다.

2. 심층 해류: 바닷물의 밀도 차이에 의해 발생하는 해류로, 수온과 염분 차이에 의해 밀도가 커진 해수가 가라앉으면서 형성됩니다. 컨베이어 벨트처럼 전 세계 해양을 순환하며 열에너지를 운반하는 역할을 합니다.

5.3 해저 지형: 바닷속 숨겨진 세계

해저 지형은 육지 지형보다 훨씬 다양하고 복잡합니다. 대륙붕, 대륙사면, 해구, 해령, 해산 등 다양한 지형들이 존재합니다.

1. 대륙붕: 육지와 연결된 수심 200m 이내의 얕은 바다로, 햇빛이 잘 투과되어 생물 생산성이 높습니다. 석유, 천연가스 등 풍부한 자원이 매장되어 있습니다.

2. 대륙사면: 대륙붕에서 심해저로 이어지는 경사가 급한 지형으로, 해저 협곡, 해저 선상지 등이 발달되어 있습니다.

3. 해구: 수심 6,000m 이상의 매우 깊은 골짜기 형태의 지형으로, 판과 판이 충돌하는 수렴 경계에서 형성됩니다. 세계에서 가장 깊은 마리아나 해구는 수심이 약 11,000m에 달합니다.

4. 해령: 바다 한가운데에 위치한 산맥 형태의 지형으로, 판과 판이 멀어지는 발산 경계에서 형성됩니다. 새로운 해양 지각이 생성되는 곳입니다.

5. 해산: 바다 밑바닥에서 솟아오른 산 형태의 지형으로, 화산 활동에 의해 형성됩니다. 해산 주변에는 다양한 해양 생물들이 서식하고 있습니다.

5.4 해양 생태계: 다양한 생물들이 살아 숨 쉬는 공간

해양 생태계는 지구 생태계의 중요한 부분을 차지하며, 다양한 생물들이 서식하고 있습니다. 플랑크톤, 해조류, 어류, 포유류, 파충류, 무척추동물 등 다양한 생물들이 복잡한 먹이 사슬을 형성하며 살아가고 있습니다.

1. 플랑크톤: 바닷물에 떠다니는 작은 생물로, 식물 플랑크톤과 동물 플랑크톤으로 나뉩니다. 식물 플랑크톤은 광합성을 통해 스스로 양분을 생산하며, 해양 생태계의 기초 생산자 역할을 합니다. 동물 플랑크톤은 식물 플랑크톤을 먹고 사는 1차 소비자입니다.

2. 해조류: 바닷속에서 광합성을 하는 식물로, 김, 미역, 다시마 등이 있습니다. 해조류는 해양 생태계의 중요한 1차 생산자이며, 다양한 해양 생물들에게 서식지를 제공합니다.

3. 어류: 바다에 사는 척추동물로, 고등어, 참치, 상어, 고래상어 등 다양한 종류가 있습니다. 어류는 해양 생태계의 중요한 구성원이며, 인간에게 중요한 식량 자원이기도 합니다.

4. 포유류: 바다에 적응하여 살아가는 포유동물로, 고래, 물개, 바다사자 등이 있습니다.

5. 파충류: 바다에 적응하여 살아가는 파충류로, 바다거북, 바다뱀 등이 있습니다.

6. 무척추동물: 척추가 없는 동물로, 해파리, 불가사리, 성게, 문어, 오징어 등 다양한 종류가 있습니다.

5.5 해양 오염: 심각해지는 바다 환경 문제

산업 발달, 인구 증가, 환경 오염 등으로 인해 해양 환경은 점점 악화되고 있습니다. 해양 쓰레기, 기름 유출, 중금속 오염, 해양 산성화 등 다양한 문제들이 발생하고 있습니다.

1. 해양 쓰레기: 플라스틱, 비닐, 스티로폼 등 육지에서 버려진 쓰레기들이 해류를 타고 이동하여 해양 생태계를 위협하고 있습니다. 플라스틱 쓰레기는 분해되지 않고 미세 플라스틱으로 변하여 해양 생물들이 먹이로 오인하여 섭취하고 있으며, 이는 먹이 사슬을 통해 인간에게까지 영향을 미칠 수 있습니다.

2. 기름 유출: 유조선 사고, 해양 시추 시설 사고 등으로 인해 바다에 기름이 유출되는 사고가 발생하고 있습니다. 기름 유출은 해양 생물들에게 치명적인 피해를 입히고, 해양 환경을 오염시키는 심각한 문제입니다.

3. 중금속 오염: 산업 폐수, 농업 폐수 등에 포함된 수은, 납, 카드뮴 등의 중금속이 바다로 흘러들어 해양 생물들이 오염되고 있습니다. 중금속은 먹이 사슬을 통해 축적되기 때문에 최상위 포식자인 인간에게까지 심각한 영향을 미칠 수 있습니다.

4. 해양 산성화: 대기 중 이산화탄소 농도가 증가하면서 바닷물이 산성화되고 있습니다. 해양 산성화는 조개류, 산호 등 탄산칼슘으로 이루어진 생물들의 골격 형성을 방해하여 해양 생태계에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.

해양학은 이처럼 지구 생태계의 중요한 부분을 차지하는 바다를 과학적으로 이해하고, 해양 자원의 지속 가능한 이용 방안을 모색하며, 해양 환경 문제 해결에 기여하는 중요한 학문입니다.

6. 우주에서 바라본 지구: 천문학

지구과학의 마지막 퍼즐 조각은 바로 천문학입니다. 천문학은 지구를 넘어 우주 전체를 연구하는 학문입니다. 별, 행성, 은하, 그리고 우주의 기원과 진화까지, 광활한 우주를 탐구하며 인류의 지적 호기심을 충족시키고 있습니다.

6.1 태양계: 지구가 속한 행성들의 가족

태양계는 태양을 중심으로 공전하는 8개의 행성, 왜소행성, 소행성, 혜성 등 다양한 천체들로 이루어져 있습니다. 태양계는 약 46억 년 전 거대한 가스와 먼지 구름에서 형성되었으며, 지구를 포함한 행성들은 태양 주위를 공전하며 진화해 왔습니다.

1. 태양: 태양계의 중심에 위치한 별로, 핵융합 반응을 통해 엄청난 에너지를 방출하고 있습니다. 태양은 지구 생명체에게 빛과 열을 공급하는 에너지원입니다.

2. 행성: 태양 주위를 공전하는 천체로, 수성, 금성, 지구, 화성, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성의 8개 행성이 있습니다. 행성은 크기, 질량, 구성 성분, 표면 환경 등 다양한 특징을 가지고 있습니다.

   • 지구형 행성: 수성, 금성, 지구, 화성과 같이 크기가 작고 밀도가 높은 암석형 행성입니다.
   • 목성형 행성: 목성, 토성, 천왕성, 해왕성과 같이 크기가 크고 밀도가 낮은 가스형 행성입니다.

3. 왜소행성: 행성보다는 작지만, 소행성보다는 큰 천체로, 명왕성, 세레스, 에리스 등이 있습니다.

4. 소행성: 태양 주위를 공전하는 작은 천체로, 대부분 화성과 목성 사이의 소행성대에 밀집되어 있습니다.

5. 혜성: 얼음과 먼지로 이루어진 천체로, 태양에 가까워지면 얼음이 증발하면서