글로벌 세계 대백과사전/컴퓨터·환경·첨단·지구과학/지구과학-환경 실험관찰/지구와 자연현상/화산 활동과 지각 운동

개요

槪要

화산 활동과 지각 운동은 지구가 살아움직이고 있다는 표시이기도 하다. 또한 오늘날 우리가 거주하고 있는 땅과 산, 강, 바다가 어떻게 생성됐는지 알 수 있는 실마리를 제공하기도 한다.

화산은 무엇을 내뿜는가

준비물

準備物

채집한 화산 분출물, 루페, 필기 도구, 기록장

목표

目標

화산에서 뿜어져 나오는 것은 용암이나 화학가스 이외에도 어떤 것들이 있는지 알아보자.

실험관찰

實驗觀察

① 화산 분출물의 모양, 크기, 색깔 등을 알아보자.② 화산 분출물의 표면과 내부의 모양을 루페로 관찰해 보자.③ 성분과 입자의 상태, 표면의 촉감, 강도 등을 살펴보고 화구 근처에 있는 용암과 비교해 보자.

결과

結果

① 화산 분출물로는 화산바위, 화산력, 화산재, 화산력, 용암, 속돌, 암재 등이 있다. 화산바위는 지름 32㎜ 이상의 화산 암괴이며, 화산력은 탁구공 크기의 돌덩어리이다. 화산재는 지름 4㎜ 이하의 작은 입자로 푸석푸석하여 화산 폭발시 검은 구름처럼 하늘로 치솟아 오른다. 화산탄은 아직 굳지 않은 용암이 분화에 의해서 공중으로 날아갔다가 땅으로 떨어지는 동안에 식어서 굳은 것이다. 모양은 방추형, 구형 등 여러 가지가 있다. 속돌과 암재는 화구에서 날려간 용암에서 순식간에 화산 가스가 달아나 식어서 굳은 바윗조각인데, 이가운데 흰빛을 띠는 것이 속돌이고, 검은빛을 띠는 것이 암재이다. ② 표면은 꺼칠꺼칠하고 갈라지거나 구멍이 나 있다.③ 촉감, 강도 등이 용암과 거의 비슷하다.

핵심요점

核心要點

화산은 폭발시 용암과 각종 화학 가스 외에도 화산바위, 화산력, 화산재 등 여러 가지 형태로 분출시킨다.

심화학습

深化學習

화산의 특징

火山－特徵

화산은 하나의 독립된 산으로 다른 산들과 이어져 있지 않으며, 옆에서 보기에 삿갓을 엎어 놓은 모양이다. 화산 꼭대기는 휴화산인 경우 움푹 팬 분화구가 있는데 이곳에 물이 고여 생긴 호수를 칼데라 호라고 한다. 활화산인 경우 수증기와 아황산가스 등이 솟아오른다.

화산 분출 모형 만드기

준비물

準備物

나무 상자, 모래, 중크롬산암모늄, 석유, 성냥

목표

目標

화산이 분출하는 실험을 통해 화산이 분출하는 모양과 그 이후 변화를 알아본다.

실험관찰

實驗觀察

나무 상자에 마른 모래를 1/3 가량 담은 다음 가운데 부분을 반주먹 정도 깊이로 파낸다. 그리고 그 속에 중크롬산암모늄 가루를 약간 넣고 모래를 덮어 편평하게 한 다음 그 자리에 석유를 조금 떨어뜨리고 불을 붙여 보자.

결과

結果

불을 붙인 후 시간이 조금 지나면 중크롬산암모늄이 폭발하듯 빨간 불꽃을 내면서 위로 솟아 올라 푸르스름한 재가 되어 모래 위에 쌓인다. 그 모양은 화산이 폭발한 후의 모습과 비슷하다.

핵심요점

核心要點

중크롬산암모늄과 모래를 이용하여 화산이 분출하는 모양을 연출할 수 있다.

심화학습

深化學習

분화구 분출의 형태

噴火口噴出－形態하와이형 － 가스가 조용히 분출하면서 용암이 흘러내리는 형. 볼칸형 － 검은 구름 같은 가스와 매우 끈적끈적한 용암이 폭발하듯 올라오는 형. 페레형 － 고온의 가스와 용암의 파편이 분출하는 형. 플리니형 － 화산재를 많이 포함한 가스가 크게 폭발하여 화산재가 많이 쌓이는 형. 베스비우스형 － 가스와 암석 조각들이 불규칙하게 높이 솟아올라오는 형.

화산에서 분출된 용암의 여러 가지 모양

목표

目標

화산이 분출하여 화구에서 흘러나온 용암은 어떻게 흐르며, 용암이 식어서 굳어진 모양은 어떠한지 알아본다.

실험관찰

實驗觀察

① 용암지대에 가서 용암이 흐른 흔적을 찾아보고 화구에서 어느 방향으로 흘렀는지 어떤 모양으로 굳었는지 알아보자.② 용암의 표면과 내부 모양도 관찰해 보자.

결과

結果

① 분출된 용암은 낮은 방향으로 흘러내렸으며, 흐름의 끝은 대체로 언덕 모양으로 뭉툭하게 뭉쳐 있다. 바닷가의 용암은 바닷물에 갑자기 식어서 표면이 거칠고 기괴한 모양이 많다.② 용암의 표면은 구멍이 숭숭 뚫려 있거나 거품 같은 모양을 하고 있으며 거칠다.

핵심요점

核心要點

분출된 용암은 주변 환경에 따라 식어서 굳어진 모양이 천차만별이며 대체적으로 표면은 거칠고 거무스름하다.

화산 활동과 암석의 생성

준비물

準備物

해머, 안산암, 현무암, 사암, 장갑, 루페/ 화강암, 가스 버너, 30㎝ 정도의 철사, 물

목표

目標

땅 위에서 식어서 굳은 마그마는 현무암이나 안산암 같은 화산암이 되고, 땅 속 깊은 곳에서 천천히 식어 굳은 마그마는 섬록암이나 화강암 같은 심성암이 된다. 이러한 암석들의 입자의 모양과 강도 등 그 주요한 특징을 알아본다.

실험관찰

實驗觀察

① 화산암인 현무암과 안산암의 색깔과 강도를 알아보자.② 현무암과 안산암을 깨뜨려 암석을 이루는 입자의 색깔, 모양 등을 살펴보고 사암의 입자와 차이가 있는지 비교해 보자.③ 현무암이나 안산암으로 이루어진 절벽을 관찰하여 어떤 특징이 있는지 알아보자.④ 심성암인 화강암의 색깔과 강도, 입자의 크기·모양 등을 살펴보자.⑤ 화강암 조각을 불에 달궜다 물에 식혔다 하는 작업을 2-3번 한 다음 해머로 잘게 부수어 입자를 관찰해 보자. 또, 화강암 절벽을 관찰해 보고 그 특징을 알아보자.

결과

結果

① 현무암이나 안산암은 회색 또는 거무스름한 색깔을 띠며 강도는 비교적 단단한 편이다. ② 현무암과 안산암의 큰 입자는 네모나거나 길쭉한 모양으로 작은 입자들 속에 흩어져 있는 데 반면, 퇴적암인 사암은 거의 비슷한 크기의 둥근 입자들이 모여 있다.③ 현무암 절벽은 큰 기둥을 늘어세워 놓은 것처럼 길쭉길쭉하며, 안산암 절벽은 판자를 옆으로 쌓아 놓은 것처럼 보인다.④ 화강암은 희고 검은 작은 얼룩무늬 색깔을 띠며 강도는 매우 강하다. 입자는 비슷한 크기의 모난 모양이다.⑤ 희고 반짝이는 장석 입자, 검은빛의 운모 입자, 유리처럼 투명한 석영 입자들을 볼 수 있고, 화강암 절벽은 직육면체를 쌓아 놓은 듯이 보이는 방상 절리이다.

핵심요점

核心要點

화산 활동으로 생긴 암석은 크게 용암이 땅 위로 나와 식어서 굳은 화성암과 땅 속에서 천천히 식어 굳은 심성암으로 나눌 수 있다. 화성암에는 현무암과 안산암이 있고, 심성암에는 화강암과 섬록암이 있다. 이들 암석은 생성의 차이에 따라 각기 독특한 색깔과 크기, 모양, 강도를 지닌다.

심화학습

深化學習

마그마와 용암

ma­gma－熔岩

마그마란 땅 속 40-200㎞인 곳에서 여러 가지 물질과 암석이 온도가 1000-1200℃인 액체 상태로 녹아 있는 것을 말한다. 용암은 땅 속의 마그마가 지표로 흘러나와 여러 가지 가스 등이 빠져나간 상태의 액체를 말한다.

지층과 습곡 운동

준비물

準備物

여러 가지 색깔의 고무 찰흙, 나침반, 각도기

목표

目標

지상으로 지층이 노출된 곳 가운데는 낙타등처럼 볼록하게 휜 모양 있는가 하면 산골짜기처럼 오목하게 휘어진 모양도 있다.

실험관찰

實驗觀察

① 색깔이 다른 고무 찰흙을 사각 모양의 층상으로 쌓아 올린 후 양쪽에서 동시에 밀어 압력을 가한 다음 어떤 모양으로 변했는지 살펴보자.② 위의 실험을 바탕으로 지층의 구조의 특성을 알아보고 어떤 종류의 지층이 있는지 조사해 보자.

결과

結果

① 층상을 이룬 고무 찰흙의 양쪽에 압력을 가하면 평평하던 층이 휘어지기 시작하며, 더 힘을 주면 물결 모양으로 휘고, 더욱 힘을 주면 휘어진 층들이 짜부러진다.② 짜부라지기 직전 물결 모양의 지층을 습곡이라고 하는데, 낙타등처럼 위로 볼록하게 휜 습곡을 배사라 하고, 골짜기처럼 아래로 휜 습곡을 향사라고 한다. 휘어진 부분을 중심으로 좌우대칭인 습곡을 정습곡, 한쪽으로 쏠려 대칭이 아닌 습곡을 경사 습곡이라고 한다. 그리고 습곡이 더욱 진행되어 거의 평형이 되었을 때 이것을 횡압 습곡이라고 한다.

핵심요점

核心要點

지층은 압력에 의해 휘어지거나 부러지기도 한다.

지층의 단층 구조

준비물

準備物

여러 가지 색깔의 고무 찰흙, 베이비 파우더, 솜, 칼

목표

目標

지층은 미는 힘뿐만 아니라 양쪽에서 당기는 힘에 의해서도 그 모양이 변한다. 당겼을 때 그 모양이 어떻게 변하는지 알아본다.

실험관찰

實驗觀察

① 색깔이 다른 고무 찰흙을 사각 모양의 층상으로 쌓아 놓고 칼로 비스듬하게 자른 다음, 잘린 면에 베이비 파우더를 뿌리고 다시 붙여 놓는다. 이것을 솜 위에 올려 놓고 가볍게 당겨 보자. 또 양끝을 가볍게 밀어 보자.② 어긋나 있는 지층을 찾아보고 그 종류와 특징을 알아보자.

결과

結果

① 지층을 양쪽에서 끌어당기면 윗부분의 지층이 미끄러져 내리는 정단층이 생기고, 살짝 밀면 윗부분의 지층이 밀려 올라가는 역단층이 생긴다.② 정단층, 역단층 이외에도 수평 단층, 수직 단층이 있다.

핵심요점

核心要點

지층은 양쪽에서 당기거나 밀었을 때 정단층, 역단층 등 여러 가지 형태의 단층 현상을 보인다.

지층의 끊김과 지진 현상

준비물

準備物

스티로폼(25㎝×50㎝×2㎝)

목표

目標

지층의 끊어짐과 지진 발생의 상관 관계를 알아본다.

실험관찰

實驗觀察

① 준비한 스티로폼의 양 끝을 두 손으로 잡고 가운데 방향으로 천천히 밀면서 스티로폼의 모양을 살펴보자. 끊어질 때까지 계속 밀어서 부러지게 될 때 나타나는 반응을 알아보자.② 스티로폼이 부러졌을 때 일어난 현상을 바탕으로 지진 발생의 원인을 조사해 보자.

결과

結果

① 스티로폼을 천천히 밀면 스티로폼은 위로 둥그스름하게 휘어진다. 그리고 계속해서 밀면 '뚝' 소리를 내며 부러진다. 부러진 부분은 불규칙하게 끊어져 있고, 조금씩 부스러기가 떨어진 곳도 있다. 부러지는 순간 손으로 약간의 진동을 느낄 수 있다.② 위의 실험에서와 같이 지층도 지구 내부에서 발생하는 강한 압력을 양방향에서 받으면 점점 휘어지다가 계속해서 압력을 받게 되면 끊어지게 되는데 이때 심한 진동이 일어나면서 지진이 발생한다.

핵심요점

核心要點지진은 지구 내부에서 작용하는 강한 힘의 압력을 받은 지층이 끊어질 때 생긴 진동이 사방으로 퍼지는데, 이때의 진동 현상을 말한다.

심화학습

深化學習

지진 현상

地震現狀

지진이 발생하게 되면 세기에 따라 차이가 있기는 하지만, 일반적인 현상으로는 다음과 같다.① 땅의 일부가 위로 솟거나 아래로 꺼지며, 또는 갈라진다. ② 집과 건물이 무너지고 길과 다리가 끊어지며, 산사태나 해일이 일어나기도 한다. ③ 수도와 전기가 끊기고 화재가 발생한다. ④ 큰 둑이나 댐이 무너져 물난리가 나기도 한다.