글로벌 세계 대백과사전/컴퓨터·환경·첨단·지구과학/과학의 발달/과학의 발달/지학의 발전

지학의 발전

地學－發展

지학이란 말은 약 100년 전에는 지질학과 같은 의미로 쓰였던 일도 있었다. 또 지리학·지질학을 포괄하는 학문의 영역에 쓰였던 일도 있었다. 20세기에 들어와서 물리학에서 갈라진 지구물리학·해양학·기상학이 독자적인 발전을 하고, 화학에서 분기된 지구화학이 진보하기 시작한 뒤에도 이들 학문과 지질학이 밀접한 관련을 가지고 있었다고는 할 수 없다.

그러나 지구의 여러 현상의 수수께끼를 푸는 것을 공통된 목표로 삼고 있는 이들 과학이 일체가 된다는 것은 필연적인 방향이다. 1945년 이후 지질학·지구물리학·지구화학을 통일한 것으로서 '지학'이 쓰이기 시작했다. 지구물리 관측년(地球物理觀測年), 상부(上部) 맨틀 연구 계획 등을 계기로, 지구에 관한 과학의 유기적인 결합이 깊어져가고 있다. 그러나 물리학·화학·생물학 등에서 볼 수 있듯이, 체계적인 독자적 과학으로서 성립할 단계에는 도달하지 못하고 있다. 탄생한 지 얼마되지 않지만 발전이 기대되는 과학이라 할 것이다.

18세기의 후반, 19세기의 초에는 운하, 도로, 광산의 건설이 폭풍우 같은 세력으로 추진됐다. 산업혁명을 배경으로, 지질학상의 신발견과 새로운 연구 과제가 잇따라 제기되었다. 이와 같은 사정에 입각하여, 지질학의 여러 현상의 상호의 관련과 원인의 해명이 요청된다. 스미스의 층위학(層位學) (잉글랜드의 지층 구분과 각 지층에 포함되는 화석리스트, 누중(累重)의 법칙, 화석에 의한 지층 동정(同定)의 법칙 및 잉글랜드, 웨일스, 스코틀랜드 일부의 지질도의 완성을 내용으로 한다), 허턴의 화성론(火成論), 베르너의 수성론(水成論), 퀴비에(G. C. L. D. Cuvier, 1769-1832)의 격변설(激變說)이 이 시기에 꼬리를 몰고 나타난 것은 필연적인 일이다.

수성론(水成論)·화성론(火成論)의 논쟁의 성과나 퀴비에의 격변설을 감싸는 논의의 결과를 맺는 것이 필요하게 된다. 1830년에 출판된 라이엘의 『지질학 원리』는 이 구성을 다함과 동시에 지질학의 다음 발전의 출발점이 되었다.

한편, 이 무렵부터 새로운 원소를 찾아서 광물의 분석이 성행하기 시작했다. 그리고 광물 화학이 탄생했다. 동시에 지각을 원소의 단위로 검토하여, 그 분배의 법칙성을 추구하는 지구 화학이 싹트기 시작했다.

광물 현미경의 발명은 암석을 광물 단위로는 물론, 화학 조성이란 측면에서 탐구하는 길을 열었다. 1860년대에는 현미경 암석학의 연구 방법은 오늘날의 수준에 가까운 데까지 높여졌다. 세계의 선진 제국에서는 지질 조사 기관이 차례차례로 설립된다. 지질 조사 사업은 조직적으로 대규모로 추진되었다. 그 결과 지향사(地向斜)라는 중요한 사실이 인정되어 복잡한 알프스 산맥의 구조가 밝혀졌다(1878). 조산론(造山論)이 활발하게 전개되기 시작한 것도 19세기 후반의 일이다.

20세기에 들어오자 유전이 차례로 개발됐다. 그 때까지 꿈에도 생각하지 못했던 풍부한 데이터가 축적되었다. 슈틸레(H.Stille, 1876-1966)의 '비교 구조론의 근본 문제'(1924)는 이렇게 하여서 짜여졌다. 연구 수단도 물리학·화학·지구물리학·지구화학의 진보에 따라, 지질학의 세계에 변혁이 성취되었다. 절대연대(絶對年代)의 결정, 실험 암석학, 지구 내부 구조론 등의 탄생이 그것이다.

1950년을 경계로 지질학은 다시 일보 전진했다. 해저의 연구는 인류의 눈을 더욱 확대시켰다. 고압실험(高壓實驗)은 지구 내부 구조론을 추측의 역(域)에서 벗어나게 했다. 국제지구물리관측년, 특히 인공위성(人工衛星)의 개발은 태양계의 규모에서의 비교지학(比較地學)의 탄생이 멀지 않음을 확신케 하기에 이르렀다.

스미스

William Smith(1769-1839)

영국의 토목공학자. 영국 지질학의 완성자로 알려져 있다. 화석을 기준으로 퇴적층의 시대를 정하는 방법을 사용했다. 또한 기념비적인 『영국지질도(1815)』를 완성했고, 영국 21개 지방의 지질도를 색깔을 도입하여 만들어냈다.

허턴

James Hutton(1726-1797)

스코틀랜드의 지질학자. 지질학적 변화는 옛날이나 지금이나 같다는 동일 과정설의 제창자이다. 화성암의 성인에 대하여 연구했으며, 그의 지질학적 업적은 근대 지질학의 기초가 되었다.

베르너

Abraham Gottlob Werner(1750-1817)

독일의 지질학자. 모든 암석은 태초의 해양에서 퇴적되어 형성되었다는 수성론을 주장하였다.

쉬로세이움

Ernst von Schlotheim(1764-1832)

독일의 고생물학자. 화석을 이용하여 지층의 상대 연령을 정하는 방법을 창시하였다.

브롱니아르

Alexandre Brongniart(1770-1847)

프랑스의 박물학자 겸 지질학자. 1829년 영국의 코츠월드에 있는 석회암과 이암층을 연구하여 쥐라기라는 이름을 붙였다.

드오르빅니

Alcide Dessalines D'Orbigny(1802-1857)프랑스의 고생물학자. 고미생물학의 창시자로 지층을 세분하여 조(組, stages)의 단위를 만들었다.

제일설

齊一說

18세기 말, 독일의 작센에 세계 최초의 광산 전문학교가 설립되었다. 동교의 교수 베르너는 일반적으로 수성론(水成論)이라 불리고 있는 학설을 제창했다. 이 학설은 당시의 유럽 학계를 풍미했다. 그의 학설의 골자는 ① 지구는 용융(熔融)한 상태에서 차차 냉각되어 오늘날에 이르는 역사를 가지고 있다. 그동안 제1차 이행(移行), 제2차·제3차·수평층(水平層)의 각각 특징있는 지층을 퇴적한 시대를 경과했다. ② 암석은 화강감(花崗岩), 현무암(玄武岩)을 포함하여 물의 작용으로 형성되었다. 거의 같은 무렵 스코틀랜드에서 허턴이 지구의 문제를 고찰하고 있었다.

그의 사상은 『지구의 이론』(1795)에 기술되었다. ① 지구의 초원(初源)의 증거도 종말의 증거도 존재하지 않는다. 우리가 알 수 있는 것은 현재뿐이다. 지구의 역사는 현재 볼 수 있는 것과 같은 완만한 작용의 장시간에 걸친 집적의 결과이다(이런 생각은, 일반적으로 '齊一說'이라 불리며, 게이키(A. Geiki, 1835-1924)에 의하여 '현재는 과거의 열쇠'라고 표현되었다. 현재 지구상에 전개되는 변화를 분석하여, 그 성과를 토대로 지구의 역사를 푸는 착실한 방법이 발견되었다. 라이엘이 발전시킨 것은 이런 방법이었다). ② 암석의 성인(成因), 지층의 고화(固化)에 있어서는 마그마의 작용을 주시하지 않으면 안 된다. 그의 학설은 화성론(火成論)이라고 불린다.

프랑스에서는 퀴비에 등이 파리 분지의 연구를 추진하여 지질 시대는 현재의 지표의 상태와는 전혀 다른 것으로 격동의 반복으로 형성되고, 거기서는 생물의 절멸과 창조가 잇따라 일어났다고 설파했다.

이 3학설은 서로 타협할 여지가 없이 서로가 비판을 가해왔다. 지구의 역사를 기존의 모델에 맞추어서 해석하느냐, 직접 접할 수 있는 지금, 눈앞에 전개되고 있는 제현상의 분석에 입각하여 고찰하느냐, 지구의 변화를 우리가 알지 못하는 격동으로 포착하느냐, 아니면 장대한 시간에로 전개시키는 점차적 변화로서 포착하느냐에 대한 예리한 대립이 있었다.

후에 여러 가지 사실로 허턴의 『지구의 이론』의 표지의 학설이 옳다는 것이 증명되었다. 그러나 그의 저술은 다분히 사변적(思辨的)인 색채가 강하고, 뒷받침하는 사실이 빈약하였다. 그의 학설을 계승하고 발전시키는 일을 성취한 사람이 라이엘이다.

라이엘

Sir Charles Lyell(1797-1875)

영국의 지질학자. 유복한 지주의 아들로서 스코틀랜드 애버딘 킨노디에서 출생. 옥스퍼드대학에서 수학. 처음에는 법률가가 되려고 공부했으나, 뒤에 지질학에 대한 열정에 사로잡혀 전향. 서부 유럽, 알프스, 남유럽을 여행했다. 관찰한 사실을 토대로, 제일설(齊一說)로 일관한 저서 『지질학 원리』(3권, 1830-1833)를 저술했다.

이 저서는 지질학계에 신풍을 불어넣음과 동시에 널리 자연과학에 영향을 끼쳤다.

다윈은 그의 청년 시대에 이 『지질학 원리』를 애독, 강한 자극을 받았다. 라이엘은 뒤에 현재의 지표에 일어나는 현상의 서술은 『지질학 원리』에서, 지사(地史)는 『지질학 개요』에 상술하였다.

보퍼트

Sir Francis Beaufort(1774-1857)

영국의 해군 제독 및 수로학자. 1829년부터 1855년까지 영국 해군의 수로학자로 재직하면서 보퍼트 풍력계를 고안하여 바람의 세기를 정량화시켰다.

아가시

Jean Louis Rodolphe Agassiz(1807-1873)

스위스 태생의 미국 박물학자 겸 빙하 전문가. 알프스의 빙식을 연구한 이후, 빙하가 고정되어 있는 것이 아니라 움직인다는 사실을 밝혀내어 빙하기가 있었음을 증명하였다.

오말리우스

Jean Baptiste Julien Omalius(1783-1875)벨기에의 지질학자. 지질학적 시기를 보다 세분화하였다. 그의 이름이 붙여진 백악기 지층이 있다.

알베르티

Friedrich August von Alberti(1795-1878)독일의 지질학자. 1824년에 지층이 크게 세 가지로 구분되는 것을 기준으로 '트라이아스기'라는 이름을 처음으로 붙였다.

에어리

Sir George Biddell Airy(1801-1892)

영국의 천문학자 겸 지구물리학자. 1850년대 빙하가 물 위에 떠 있듯이 지각이 맨틀 위에 있어 평형을 유지한다는 지각 평형설을 주장하였다.

대너

James Dwight Dana(1813-1895)

미국의 광물학자 겸 지질학자. 광물을 분류하였고, 지향사의 개념을 처음으로 사용하였다. 산호에 의해 형성된 암석을 연구하였고 지각의 진화에 대한 이론을 만들었다.

페렐

William Ferrel(1817-1891)

미국의 기상학자. 펜실베이니아주의 풀톤 출생. 조수현상에 관심을 가지고 지구 자전을 늦추는 조석의 마찰력을 정량적으로 계산했다. 이 과정에서 지구 자전에 관심을 갖게 되어 자전이 대기와 해양에 미치는 영향과 대기 운동의 관계를 연구했다. 그 결과 지구에서 운동하는 모든 물체는 지구 자전 때문에 북반구에서는 오른쪽으로, 남반구에서는 왼쪽으로 치우친다는 것을 발견했다.

또한 1856년에 대기의 순환을 설명하는 데 있어 지구 자전을 고려하여 대류세포 3개로 이루어진 모델을 제시했다. 저위도지방과 고위도지방에 직접적인 열대류로 만들어지는 대류세포(해들리세포) 사이에 기계적이고 간접적으로 형성되는 페렐세포를 설정하였다. 이로 인해 무역풍, 극동풍과 함께 중위도 편서풍에 대해서도 잘 설명할 수 있게 되었다.

베르트랑

Marcel－Alexandre Bertrand(1847-1907)

프랑스의 지질학자. 습곡산맥을 이루고 있는 알프스의 형성에 대하여 연구하였다.

듀턴

Clarence Edward Dutton(1841-1912)

미국의 지질학자·지진학자·화산학자. 아이소스타시에 대한 이론을 발전시켰다.

길버트

Grove Karl Gilbert(1843-1918)

미국의 지형학자. 지질학적 과정에 대하여 여러 가지 법칙을 만들었다. 유수에 의한 삭박과 강의 형성에 관한 현대적 이론을 완성하였고, 헨리산맥에 관한 연구를 남겼다.

베럴

Joseph Barrell(1869-1919)

미국의 지질학자. 대부분의 퇴적암이 바다에서만 이루어진 것이 아니라는 점을 분명히 밝힌 지질학자이다. 암석권과 연약권이라는 이름을 처음으로 사용하였고, 방사성 동위원소를 이용하여 암석이나 지층의 연령의 추정이 가능하다는 사실을 주장하였다.

지향사·조산운동

地向斜·造山運動

19세기 중엽, 미국은 신흥 국가로서 급속히 발전하기 시작했다. 애팔래치아 산맥 북부의 지질·지하자원의 조사에 종사하고 있던 제임스 홀(James Hall, 1811-1898) 등은 이 지역이 이상하게 두꺼운 천해(淺海) 퇴적물로 되어 있다는 것, 동시에 그것들이 심한 습곡운동(褶曲運動)을 일으켜 산맥이 되었다는 것을 발견했다. 대너(J. D. Dana, 1813-1895)는 이에 대하여 '지향사(地向斜)'라고 명명했다. 지층의 퇴적은 지구의 지역에 따라 차이가 있다는 것이 판명되었다.

한편 알프스에서는 하임(A. Heim, 1849-1937) 등이 복잡한 구조를 해석하고, 알프스의 생성 과정을 밝히기 위해서 노력하고 있었다. 알프스도 습곡 이전의 상태로 복원해 보면, 대너가 명명한 '지향사'라는 것을 알아내었다. 지향사로부터 습곡 산맥으로의 형성 과정에 대한 연구를 조산론(造山論)이라고 한다. 조산론이 이 시기에 탄생하여, 지질학의 중요한 연구 부문이 되었다(1873).

암석학의 진보

(岩石學－進步) 소비(H.C.Sorby, 1826??1908)가 발명한 편광(偏光) 현미경은 광물의 광학성의 해명과 발맞추어 암석의 기재·분류를 상세히 한 것에 그치지 않고, 암석의 화학적 성질의 연구를 일보 전진시켰다. 조암(造岩) 광물의 중요한 성질이 밝혀진 것과 편광 현미경의 발명에 힘입은 바가 크다. 그러나 한편에서는 그 결과 쓸데없는 분류에 힘을 들여 암석 상호의 관련을 지나쳐버리는 결함도 일어났다.재드(1840~1916) 등이 제창한 암석구(岩石區)라는 개념은 암석학을 이런 편향으로부터 구출해 내었다. 화학적·광물학적으로 서로 밀접하게 결합된 일군의 암석류가 일정지역, 일정한 시점에 나타날 경우, 이것을 암석구(岩石區)라고 한다.암석구에 대한 생각은 필연적으로 공통의 근원·조상·혈연 관계라는 생각으로 유도된다. 이런 사고방식은 암석의 다양성의 원인을 추구하는 학문, 즉 성인론(成因論)에의 길을 터놓았다. 그 뒤 많은 수정을 가할 필요는 있었으나, 허커(1859~1939)에 의하여 대담하게 제기된 '태평양 암석구', '대서양 암석구'의 학설은 중요하다. 지각 전체에 관계되는 문제에 현미경을 통한 관찰, 화학 분석에서 얻어진 사실을 토대로 해답이 주어졌다. 종합과 분석의 유기적 결합의 좋은 예이다.

암석구 분류
태평양 암석구	대서양 암석구
A) 알칼리 장석(長石)은 많지 않다. 단, 산성암(酸性岩)은 예외. 염기성암(염基性岩)은 전혀 나오지 않으며 사장석(斜長石)이 많다. B) 사장석의 누대구조(累帶構造)가 간혹 보인다. C) 준장석(準長石)은 없다. D) 석영(石英)은 산성암뿐만 아니라 많은 중성암에서도 나온다. E) 휘석은 보통 휘석·투휘석(透輝石) 및 사장휘석이며, 각섬암(角閃岩)은 보통 각섬암이다. F) 운모류(雲母類)는 산성암 이외에서는 그다지 나오지 않는다.	A) 알칼리 장석은 산성·중성암의 대부분을 구성하며, 염기성암에서도 나타난다. B) 마이크로퍼사이트, 클리프트퍼사이트가 많다. C) 준장석이 나온다. D) 석영은 산성암에 한정되어 있다. E) 휘석과 각섬석은 소다를 포함한 것이 있는 때도 있다. F) 운모류와 석류석(石榴石)이 많이 나온다.

실험적 암석학

實驗的 岩石學

암석구가 암석 성인론(成因論)으로서 첫째 입구라고 한다면, 실험실 속에서 조암(造岩) 광물을 만들어내는 실험적 방법은 제2의 입구이다. 1907년 미국 워싱턴 D. C. 에 창설된 카네기 지구물리학 실험소는 실험 암석학에 밝은 전망을 터놓았다. 암석을 구성하는 여러 성분을 일단 분해하여, 1성분계(成分系) → 2성분계 → 3성분계와 같은 식으로 단순한 것에서 복잡한 것으로 차차 자연의 암석으로 접근해 가는 방법이 채용되었다.

조암 광물의 귀중한 열적·물리적·화학적 성질이 여기서 해명되고, 반응 원리가 보엔(N. L. Bowen, 1887-1956)에 의하여 제창되는 등 성과가 올랐다. 보엔의 『화성암의 진화』(1828)는 그 후의 암석학 진보에 결정적인 구실을 하였다.

지구의 내부

地球－內部

지진학(地震學)에 신경지를 연 사람으로 모스와 밀른(J. Milne, 1850-1913)이 있는데, 밀른은 영국으로 돌아가 지진학 진보에 공헌했다. 그의 업적을 계승 발전시킨 사람에 올담(T. Oldham, 1816-1878)이 있다.

그는 지진 관측망을 온 세계에 펼쳐놓는 데에 노력했다.

이리하여 관찰된 자료에 의하여, 지구의 내부 구조의 개관이 밝혀졌다. 그 때까지의 지학 연구 대상이 지구의 표층부분에 국한되어 있던 것이 한꺼번에 확대된 것이다. 지핵(地核)과 맨틀, 맨틀에 떠 있는 것 같은 관계로 지구의 가장 바깥층을 구성하는 지각의 구별이 인식되었다. 베게너가 제창한 대담한 학설, 대륙 표이설(漂移說)의 근거의 하나는 이 지구의 내부구조였다.

조산 운동의 법칙성

造山運動－法則性

19세기 말부터 내연기관이 이용되어 석유의 수요가 증대했다. 유전의 개발에서는 지질 구조의 해명이 불가결했다.

개개의 조산대(造山帶)의 발전과정을 문제로 삼게 된 단계를 넘어서 세계 각지의 습곡산맥의 비교, 지각운동의 비교가 가능하게 된다.

슈틸레의 『비교 구조론의 근본 문제』는 새로운 세계 정세에 조응(照應)하는 학문의 성격을 갖추고 있다. 조산 운동의 보편 법칙의 추구가 『비교 구조론의 근본 문제』의 주요한 연구 과제로서 등장하였다. 지질학·암석학·지구 물리학·지구 화학의 종합으로서의 구조 지질학이 탄생하였다. 동시에 지구의 내부 구조, 방사성 동위 원소의 붕괴에 의한 에너지의 발생과 관련시켜서, 지각 운동·조산 운동의 원인을 탐구하는 일도 지학의 일정(日程)으로 등장하게 되었다. 그러나 당시는 최종적인 결론에 도달할 수는 없었다. 아니 오늘날에도 그것은 주요한 과제로서 남아 있다.

모스

Friedrich Mohs(1773-1839)

독일의 광물학자. 게른로데 출생. 활석·석고·방해석·형석·인회석·정장석·석영·황옥·강옥·다이아몬드의 10종류의 광물의 굳기에 대한 모스 굳기계는 현재에도 사용된다. 『광물학의 자연사(1821)』, 『광물학(3권, 1825)』 등의 저서를 남겼다.

베게너

Alfred Lothar Wegener(1880-1930)

독일의 기상학자 겸 지구물리학자. 대륙의 이동설을 주장하였다. 세계 지도를 보면, 대서양의 양쪽 대륙의 해안선을 맞추면 들어맞는다. 또한 남북 아메리카 대륙의 동해안과 유럽에서 아프리카에 걸친 대륙의 서해안이 붙어 있다는 것을 알 수 있다. 이 점을 발견한 그는 양쪽 해안의 지질이나 화석, 그리고 현대에 살고 있는 동물의 분포로 보아, 지구 위의 대륙들은 아주 옛날에는 모두 한 곳에 모여 있었으며 후에 떨어진 것이라고 설명하였다. 저서에 『대륙과 대양의 생성』 등이 있다.

클라크

Frank Wigglesworth Clarke(1847-1931)

미국의 지구화학자. 암권(지각)·수권·대기권의 표본 수천 개를 분석함으로써 지구의 원소분포도를 확정했다. 특히 지표에서 일어나는 지질 현상을 통해 광물과 암석이 생성되는 과정을 화학적 진화로 파악하고, 그 진화 결과로 볼 수 있는 지각의 화학조성값을 알고자 노력했다. 미국의 분석암석학자인 워싱턴과 함께 지표 16km 이내의 암석이 95%의 화성암과, 5%의 퇴적암으로 이루어져 있음을 밝혔다. 또한 화성암의 규산염 광물조성비를 비롯하여 클라크수라고 알려져 있는 원소구성비를 차례로 분석하여 계산해냈다.

모호로비치치

Andrija Mohorovicic(1857-1936)

유고슬라비아의 지구물리학자. 프라하대학교에서 수학. 지진을 연구하여 지각과 맨틀 사이의 경계면을 발견하여 모호로비치치 불연속면이라 이름을 붙였다.

펜크

Albrecht Penck(1858-1945)

독일의 지리학자 겸 지질학자. 1894년에 마지막 빙하기와 유럽의 플라이스토세 지형에 대하여 연구의 기초를 완성하였다. 고전적 저서인 『지표면의 지형학』을 저술하였다.

베케

Friedrich Johann Karl Becke(1855-1931)

오스트리아의 결정학자이자 암석학자. 프라하 출생. 화성암 분화과정에서 대서양 연안에 있는 화성암과 태평양 연안에 있는 화성암 사이에서 나타나는 화학 조성의 차이를 밝히고, 처음으로 변성암의 암석 연구를 시작했다. 그 밖에 결정편암에 관한 연구, 압력을 받아 형성되는 결정화 작용에서 나타나는 편리에 관한 연구, 광역변성대에 관한 연구를 하였다.

쾨펜

Wladimir Peter Koppen(1846-1940)

러시아 태생의 독일 지리기후학자이자 기상학자. 지리학자의 아들로 태어나 라이프치히·하이델베르크대학을 졸업하였다. 1875년 함부르크 해양 기상 부장으로 있으면서 고층 기상의 관측을 창시하였다. 또 독일 기상학 잡지를 편집하면서 해양 기상과 함께 일반 기상의 연구를 발표하여 기상학의 진보에 공헌하였다. 그는 '쾨펜의 기후 분류'를 고안하였는데, 현재 널리 사용되고 있다. 저서로 『세계의 기후』가 있다.

제2차세계대전 후의 지학의 변모

第二次世界大戰後－地學－變貌

현대의 지학의 특징을 든다면 다음과 같다.

(1) 지구의 성인(成因)에 관한 생각이 가스→용융체→현재의 지구라고 하는 학설이 깨지고, 운석(隕石)·우주진(宇宙塵)을 출발점으로 한다는 학설로 바뀌었다. 지구 내부의 방사성원소의 붕괴에 의한 에너지의 문제가 중요시되었다.

(2) 해양저(海洋底)에 관한 지식이 비약적으로 풍부하게 되어, 주로 대륙의 여러 현상의 고찰에 한정되어 있던 지학의 연구 대상이 한꺼번에 확대되었다.

(3) 질적인 기술(技術)에서 양적인 기술로의 변이(變移)이다. 예를 들면, 방사성 동위원소의 붕괴를 이용한 시간의 측정, 즉 절대연대가 진보했다(C14, K40, Pb87, U238, U235, Th23 등과 그 붕괴 생성물에서 지구의 탄생으로부터 현재까지의 시간 척도 ― 절대연대 ― 가 짜여졌다). 또한 변성암의 변성 조건은 그 때까지는 고온·고압, 고온·저압과 같은 표현이 쓰여 온 데 대하여, 고압 실험 기술이 진보한 결과, 변성 조건의 온도·압력(어떤 한정된 범위 내에서)을 결정한다는 것이 가능하게 되었다.

(4) 교통 기관, 통신 기술의 진보 덕택으로, 국제적인 학술교류·학술 협력을 쉽게 하는 물질적 조건이 생겼다. 1957년 7월 1958년 12월에 국제 학술 연합(ICSU)에 의해서 실시된 국제 지구 관측년(IGY)은 그 중에서도 장대한 계획이었다. 이 기회에 본격적인 남극 연구가 시작되어 지금도 계속되고 있다. 인공 위성의 발사도 이 계획의 산물이다.

(5) 인공 위성, 인공 우주 물체에 의한 관측 결과는 지구를 둘러싸고 있는 공간에 대하여 반 알렌대(帶)와 같은 새로운 사실을 인류에게 가져다 주었을 뿐만 아니라, 화성·금성·달의 표면에 대하여 놀랄 만큼 상세한 자료를 계속 제공하고 있다.

(6) 국제지구관측년과의 관련으로 제기된 아퍼맨틀프로젝트도 중요하다. 이 계획은 지질학자, 지구 물리학자, 해양학자의 협력하에 오늘날에도 추진되고 있으나, 그 중에서도 모홀계획과 같이 직접 맨틀 상부에 보링을 박아, 지각의 밑바닥의 상태를 탐사하려는 야심적인 계획이 세워지기도 했다. 지각 운동의 원인을 지구의 냉각에 따르는 수축(收縮)으로 돌릴 수가 없게 된 현재는, 지구 내부의 탐사는 이 원인을 파헤칠 불가결의 수단으로 되었다.

(7) 직접적인 수단에 의한 지구 내부상태의 연구의 가능성은 아직도 극히 제한되고 있다. 당연히 이론적인 연구가 그것을 보전하고 뒷받침하지 않으면 안 된다.

지진파를 이용하는 내부 구조의 연구와 아울러서, 현대 물성론(物性論)의 성과를 도입한 연구도 진보했다.

(8) 지구 내부에 깊은 관심이 쏠리게 됨과 동시에 표층부분의 연구의 발전도 간과할 수는 없다.

과학·기술이 급속히 발전함에 따라 광물 자원에 대한 요구는 증대하고, 지학의 발전이 크게 기대된다. 반대로 과학·기술의 진보는 지학의 진보를 가속도적으로 추진한다.

(9) 유기(有機)의 세계에서도 최근의 진보는 눈부시다. 화석의 학문, 즉 고(古)생물학은 오랫동안의 전통이었던 형태의 기재학에서 탈피하여 새로운 길을 열고 있다. 생화학의 연구 수단을 도입함으로써, 화석의 미세 조직의 연구가 추진되고, 그 유기적 잔존 물질의 연구도 이루어져 가고 있다. 생물 진화의 원인을 풀어헤치는 단서가 발견된 단계이다. 그리고 고생화학(古生化學)이라고 하는 새로운 연구 영역이 탄생했다.

고생물에 있어서마저, 오늘날의 첨단을 가는 생화학 등의 성과의 적용이 불가피하게 되어 가고 있다. '시간'의 요소가 강하게 작용하는 지학·지질학에서도 이미 전통적인 연구 방법의 테두리 속에 안주하기는 허용되지 않게 되어 있다.

오늘날 지질학·지구물리학·지구화학이 유기적으로 통일된 새로운 지학이 희구되고 있는 이상, 지학 교육 분야에서도 새 시대에 알맞는 개선이 요구되는 것이다.

크누센

Martin Hans Christian Knudsen(1871-1949)덴마크의 물리학자이자 해양학자. 저압상태의 기체 성질에 관해 연구하다 분자확산의 법칙에 이르렀다. 지금도 그이 이름을 딴 크누센 유체압력계가 사용되고 있다. 또한 동료와 함께 '염분비일정의 법칙'을 밝혀냈다. 이는 바닷물 속에 녹아 있는 염분의 전체 양은 바닷물에 따라 다를 수 있지만, 염분의 상대적인 비율은 언제나 일정하다는 법칙이다. 또한 염분의 기준으로 염소의 양을 측정하여 전체 염분을 간단히 측정할 수 있는 실험 기법과 실험식 등을 발표했다. 그 밖에 현대 해양학에서 중요한 지표가 되는 표준해수를 작성하고 해양상용표를 만들었다.

에크만

Vagn Walfrid Ekman(1874-1954)

스웨덴의 해양물리학자. 북극해를 탐험한 난센은 빙하가 흐르는 방향을 관찰한 결과, 바람으로 생긴 표층해류의 방향이 바람의 방향보다 오른쪽으로 20-40°기울어져 있다는 사실을 알아냈다. 에크만은 그 원인을 수학적으로 풀어 에크만나선 이론을 발표하였다. 에크만나선 이론은 해양뿐만 아니라 대기운동에서도 마찬가지로 적용된다.

보엔

Norman Levi Bowen(1887-1956)

캐나다 태생의 미국 광물학자·암석학자·지구화학자. 보엔은 처음에 화성암의 분화작용에 관심을 가졌고, 이는 물리화학의 실험적 연구 방법을 적용한 규산염계에 대한 연구로 이어졌다. '보엔의 반응계열'로 알려진 현무암질 마그마의 결정분화작용에 관한 연구로, 지구에 있는 다양한 화성암의 기원이 밝혀졌다. 마그마의 냉각 속도가 여러 가지로 변화해서 평형이 깨지고, 결정작용 과정에서 결정과 마그마 잔액의 분리가 일어나면서 다양한 화성암이 만들어진다고 설명했다.

구텐베르크

Beno Gutenberg(1889-1960)

독일 태생의 미국 지진학자. 구텐베르크의 지진학 연구는 미지진의 기원에 관한 문제에서 출발했다. 쿠텐베르크는 낮은 속도의 지진파에 대한 주시 곡선과 지진파가 도달하지 않는 암영대의 탐색에서, 성질이 매우 다른 핵이 지구 내부에 있다는 것을 발견했다. 또한 그 깊이가 약 2,900km라는 것도 정확하게 계산해냈다. 또한 진앙과 진원을 결정하는 방법을 개량했으며, 지진에서 에너지·강도·규모의 관계도 밝혀냈다. 그는 세밀하게 지진의 관측 자료를 분석해 지각 이동의 근원 지역으로 알려진 상부 맨틀 안에 있는 저속도층을 처음으로 확인했다. 또한 깊이에 따른 주요 지진 지역과 지진의 발생 빈도에 대한 조사를 거쳐 지진의 유형을 결정하기도 했다.

비에르크네스

Jacob Aall Bonnevie Bjerknes(1897-1975)노르웨이 태생의 미국 기상학자. 노르웨이 기상학자 빌헬름 비에르크네스(Vilhelm Bjerknes)의 아들로, 아버지와 함께 저기압 이론을 완성하고 오늘날 일기 예보의 기초를 완성하였다.

리히터

Charles Francis Richter(1900-1985)

미국의 지진학자. 스탠퍼드대학에서 공부하였다. 1927년에 캘리포니아대학 지진연구소에서 연구하고 1937-1970년까지 동 대학의 교수를 지냈다. '리히터 지진계'를 개발하였는데, 이 계기는 지표상의 진동이 자동으로 기록되도록 만든 것이다. 지진의 세기를 에너지 단위로 나타낸 지진 규모식으로도 유명하다.

차니

Jule Gregory Charney(1917-1981)

미국의 기상학자. 회전좌표계의 느린 운동을 기술하는 수학방정식을 기상학에 적용해, 상층대기의 남북지역 온도차 때문에 나타나는 편서풍대 순환의 파동·요란을 수학 이론으로 밝혔다. 1930년대에 상층대기의 관측이 가능해지고 대기의 3차원적 구조가 밝혀지자, 차니는 편서풍파동과 함께 그와 밀접한 관계가 있는 저기압의 생성 과정을 분석하여 설명했다. 또한 수학자 폰 노이만과 함께 고속컴퓨터를 이용해 장기간의 기상수치예보의 기본 방정식을 개발함으로써 현대적인 기상수치 예보에 큰 업적을 남겼다.

밴 앨런

James Alfred Van Allen(1914- )

미국의 물리학자. 지구를 둘러싼 대전입자가 모여 있는 두 개의 띠인 밴앨런대를 발견했다. 밴앨런대는 지구를 두 겹으로 둘러싸고 있어서 내대와 외대로 구분한다. 지표면에서 1,000-5,000km 떨어진 내대는 태양계 밖에서 온 높은 에너지의 우주선이 지구 대기의 분자나 원자와 충돌할 때 생기는 입자로 구성된다. 지표면에서 15,000-25,000km 떨어진 외대는 주로 태양풍과 태양플레어에서 온 입자로 구성되어 있다. 태양 활동이 강해지면 밴앨런대를 교란시켜 자기폭풍을 일으키고, 오로라를 형성한다. 또한 밴앨런대가 교란되면 장거리 무선통신을 방해한다.