지구의 층상 구조

대기권

대기권은 지표면으로부터 약 1,000㎞ 상공까지 지구를 둘러싼 대기층이며, 기온의 연직 분포에 따라 대류권, 성층권, 중간권, 열권으로 나뉩니다.

 

▶ 대류권(지표 ~ 약 11㎞)

높이 올라갈수록 지구 복사열이 적게 도달해 높이에 따라 기온이 하강합니다. 평균 기온 감률은 0.65℃/100m입니다. 대류권은 불안정층으로서 대류 운동이 일어나고, 기상 현상이 나타납니다. 대류권 계면의 높이는 위도와 계절에 따른 온도 변화에 따라 달라집니다.

 

▶ 성층권(높이 약 11 ~ 50㎞)

높이 약 20 ~ 30㎞ 오존층이 태양의 자외선을 흡수하기 때문에 높이에 따라 기온이 상승하며, 안정층에 해당되 대류 현상이나 기상 현상은 나타나지 않습니다.

 

▶ 중간권(높이 약 50 ~ 80㎞)

높이 올라갈수록 지구 복사열이 적게 도달하기 때문에 높이에 따라 기온이 하강합니다. 불안정층이므로 대류 현상은 있지만 수증기가 없어 기상 현상은 일어나지 않고, 중간권 계면은 대기권 중에서 기온이 가장 낮아 약 -90℃입니다.

 

▶ 열권(높이 약 80 ~ 1,000㎞)

높이 올라갈수록 태양에 가까워 지기 때문에 기온이 상승합니다. 공기가 희박하여 소량의 태양 에너지가 도달하더라도 기체 입자 하나하나가 받는 에너지가 많아서 밤과 낮의 일교차가 크게 됩니다. 오로라와 유성이 출현하며, 전리층이 존재합니다.

 

태양의 흑점 극대기에 평소보다 더 맣은 대전 입자가 지구 대기에 도달해서 전리층이 교란되고 무선 통신 두절 현상인 델린저 현상이 일어나며 극지방 열권에는 오로라가 많이 나타나게 됩니다. 또한 직 자기장의 세기 변화가 일어나는 자기 폭풍이 일어납니다.

 

자기 폭풍은 지구 자기가 수 시간에서 2, 3일간 걸쳐 급격히 변하는 현상을 말합니다. 태양 표면의 흑점 수 증가에 따른 폭발 현상인 플레어 현상에 의해 방출된 많은 대전 입자가 지구 자기장에 변동을 일으켜 나타납니다. 자기 폭풍은 태양의 흑점 수 변화와 같이 11년을 주기로 변화합니다.

 

수권

수온의 연직 분포에 따라 혼합층·수온 약층·심해층으로 구분됩니다.

 

▶ 혼합층

태양 복사에 의해 가열되어 수온이 높으며, 바람에 의한 혼합 작용으로 수온이 거의 일정하고 바람이 강한 중위도에서 가장 두껍게 형성됩니다.

 

▶ 수온약층

바람의 교란 작용이 미치지 못하고, 태양 열원으로부터 멀어지게 되어 깊이에 따라 수온이 급격하게 감소하는 안정한 층으로 혼합층과 심해층 사이의 물질과 에너지 교환을 차단합니다.

 

▶ 심해층

수온 변화가 거의 없는 냉수층으로 해수 전체 부피의 50% 정도를 차지하며 위도 약 60˚ 이상의 고위도 지방에서는 심해층만이 존재합니다.

해수 온도의 연직 분포

지구 내부 구조

 

▶ 지진파의 종류

지구 내부에서 작용하는 힘이 암석의 탄성 한계를 넘게되면 급격한 변형을 일으키고, 이때 생긴 충격파가 사방으로 전달되는 것을 지진이라고 합니다. 대부분 지진은 단층 작용이나 화산 활동에 의해 발생합니다.

 

▶ 지진파의 성질

종류(파동)	속도	도착 순서	진폭	피해	통과하는 물질
P파(종파)	5~8㎞/s	첫째	작다	작다	고체, 액체, 기체
S파(횡파)	약 4㎞/s	둘째	중간	중간	고체만 통과
L파(혼합)	약 3㎞/s	셋째	크다	크다	지표면으로 전달

 

▶ 지진

진원은 지진이 발생한 지점이며, 진앙은 진원 바로 위 지표면 지점입니다. 지진은 진원의 깊이에 따라서 크게 천발 지진(약 10㎞ 미만)과 심발 지진(약 100㎞ 이상)으로 구분됩니다.

 

▶ 지각과 맨틀의 경계

① 모호로비치치 불연속면

모호로비치치는 1909년 지하 약 40㎞ 부근에서 지진파의 속도가 급변하는 불연속면을 발견하였는데 이를 모호로비치치 불연속면 또는 모호면이라 부릅니다. 모호면을 기준으로 지각과 맨틀로 나눕니다.

② 지각의 발견은 주시곡선의 꺾임을 통해 알게 되었습니다.

③ 지각의 구조

구분	두께	밀도(g/㎤)	구성 암석
대륙 지각	30~50㎞	2.7	화강암질 암석
해양지각	5~10㎞	3.0	현무암질 암석

지각의 구조

 

▶ 맨틀과 핵의 경계

① 암영대는 진앙으로부터 각거리가 103~142˚ 사이인 지역으로서, P파와 S파가 모두 도달하지 않습니다.

② 외핵의 발견

구텐베르크는 지하 2,900㎞ 보다 더 깊은 곳에는 S파가 전파되지 않는다는 사실을 암영대의 발견을 통해 알게 되었기 때문에 2,900㎞ 깊이의 불연속면을 구텐베르크면 이라고 합니다. 2,900㎞ 이하를 지구의 핵이라고 합니다.

 

▶ 외핵과 내핵의 경계

암영대 내 110˚ 지역에서 기록된 약한 P파를 통해 레만은 핵이 2층 구조로 되어 있습니다.

 

지구의 내부 구조

구분	지각	맨틀	외핵	내핵
깊이(㎞)	0~모호면(평균 35㎞)	모호면~2,900	2,900~5,100	5,100~6,400
구성 암질, 성분	대륙: 화강암질 암석 해양: 현무암질 암석	감람암질 암석	Fe과 약간의 Ni	Fe과 약간의 Ni
상태	고체	고체	액체	고체
밀도, 압력 /온도	작다     →     크다 /낮다    →    /높다
질량비(%)	0.4	67.2	핵전체	32.4
부피비(%)	0.7	83.0	핵전체	16.5