“세상의 모든 원리는 지구과학으로 통한다!”

읽다 보면 원리가 이해되는 일상 속 지구과학 안내서

최근 이상기후 현상이 더욱 심각해지고 있다. 겨울에는 전례 없이 따뜻한 날씨가 이어지다가 갑자기 폭설과 한파가 몰아치고, 여름이면 기록적인 폭염과 집중호우가 반복된다. 세계 곳곳에서는 산불, 가뭄, 태풍 피해 등이 속출하고 있다. 이제 기후 변화는 먼 미래의 이야기가 아닌 매일 마주하는 현실이 되었다.

우리는 이러한 변화를 얼마나 제대로 이해하고 있을까? 날씨를 확인하고 계절의 변화를 체감하며 때로는 지진과 태풍 같은 자연재해를 마주하지만, 그 이유까지 깊이 생각해 볼 기회는 많지 않다.

‘왜 해마다 겨울이 점점 더 따뜻해지는 걸까?’, ‘장마는 왜 여름에만 올까?’, ‘특정 지역에서 지진이 자주 발생하는 이유는 뭘까?’ 이런 질문들은 단순한 호기심에서 비롯된 것 같지만, 그 답을 따라가다 보면 모두 지구과학과 연결된다. 우리가 사는 땅이 만들어진 과정, 대기의 흐름과 기후 변화, 바다의 움직임과 우주의 신비까지 세상을 움직이는 원리들은 서로 맞물려 있다.

결국 과학의 모든 탐구는 지구과학과 맞닿아 있다. 물리학, 화학, 생물학, 지구과학은 따로 존재하는 것처럼 보이지만 이 모든 학문이 다루는 대상은 우리가 살아가는 지구이자 그 안에서 일어나는 현상들이다. 과학은 곧 세상을 이해하는 도구이며, 지구과학은 우리가 발을 딛고 있는 터전을 해석하는 열쇠다.

이 책은 지구과학을 전공하고 교육 현장에서 학생들을 가르쳐 온 저자가 누구나 쉽고 흥미롭게 지구과학을 이해할 수 있도록 풀어낸 교양 과학서다. 복잡한 개념을 단순히 암기하는 것이 아니라, 우리가 일상에서 마주하는 자연현상 속에서 지구과학의 원리를 발견하고 세상을 새로운 시각으로 바라볼 수 있도록 돕는 것이 이 책의 목표다.

지구과학을 알면 날씨를 단순히 ‘덥다’, ‘춥다’라고 느끼는 것을 넘어 그 원리를 이해하게 된다. 바닷물의 흐름이 날씨를 어떻게 바꾸는지, 지진과 화산 활동이 왜 특정 지역에서 집중적으로 일어나는지, 우리가 숨 쉬는 공기가 어떤 움직임을 통해 지구를 순환하는지를 알게 된다.

또한, 지구과학은 지구를 넘어 더 넓은 세계로 확장된다. 우리가 속한 태양계와 행성들의 변화, 별의 탄생과 소멸, 우주를 탐사하는 인류의 도전 등을 탐구하다 보면 우리가 바라보는 우주가 얼마나 역동적인 공간인지 새롭게 보이기 시작할 것이다.

과학은 어렵고 복잡한 것이 아니라 우리가 살아가는 세상을 더 깊이 이해하는 즐거운 도구가 될 수 있다. 이 책을 통해 익숙한 풍경 속에서 새로운 의미를 발견하고, 당연하게 여겼던 자연현상을 다시 생각해 보는 계기를 얻길 바란다.

[목 차]
  

들어가는 글 지구과학을 알면 세상을 보는 시야가 넓어진다

 

CHAPTER 1 내 발밑에서 시작하는 지구 탐구│지질

지구는 언제부터 푸른 행성이 되었을까?│지구의 탄생

인간의 역사는 지구의 1분보다 짧다?│지질 시대

똥도 화석이 될 수 있는 이유│화석

“나 때는 말이야 비둘기만 한 잠자리가 있었어”│고생대

우리는 매일 공룡을 먹고 있다!│공룡

땅을 계속 파면 지구 반대편으로 갈 수 있을까?│지구 내부 구조

누구도 몰랐던 ‘○○석’과 ‘○○암’의 차이│광물과 암석

내 시계에 적힌 ‘이 단어’의 정체│석영

돌은 왜 이토록 종류가 다양할까?│암석의 종류

제주도에 있는 세계에서 가장 아름다운 ‘이것’│동굴

칠레, 인도네시아, 알래스카의 공통점│판 구조론

한반도는 과연 지진 안전지대일까?│우리나라의 지진

좁아지는 태평양, 넓어지는 대서양│판 경계의 종류

 

CHAPTER 2 날씨부터 태풍까지 공기와 바람의 비밀│대기

왜 비행기를 타면 귀가 먹먹해질까?│기압

구름은 사실 액체다?│구름

뿌릴 때마다 차가워지는 스프레이 통의 비밀│단열 팽창

한국에 사계절이 존재하는 이유│기단

공기끼리 힘겨루기를 할 때 발생하는 일│장마

중위도 날씨를 결정하는 ‘시옷(ㅅ)’│온대 저기압

개미, 장미, 매미의 특별한 공통점│열대 저기압

지구도 자외선 차단제를 바른다?│오존층

지구가 점점 뜨거워지고 있다!│지구 온난화

우리가 몰랐던 황사의 두 얼굴│황사

비행기가 하늘에 남긴 흰 줄무늬의 정체│비행운

왜 갈 때와 올 때의 비행시간이 다를까?│제트 기류

 

CHAPTER 3 알면 알수록 신기한 지구의 70% 들여다보기│바다

바닷속은 왜 깊이 들어갈수록 온도가 낮아질까?│해수의 층상 구조

홍콩의 러버덕이 알래스카에서 발견된 사연│표층 해류

지구도 혈액 순환을 한다│심층 해류

한반도보다 7배 큰 흉물스런 섬의 정체│해양 쓰레기

동해를 황금 어장이라 부르는 이유│한반도 주변의 해류

바닷물은 왜 마시면 안 될까?│염분

가장 짠 바다와 가장 싱거운 바다는 어딜까?│염분의 변화

지구에도 ‘콩팥’이 있다?│갯벌

이순신 장군이 13척의 배로 왜군을 격파한 전략│조류 발전과 조력 발전

전쟁이 남긴 해저 지형│해저 지형

63빌딩 40개를 세워도 닿지 않는 깊이│마리아나 해구

크리스마스 무렵 찾아오는 ‘아기 예수’의 영향│엘니뇨와 라니냐

바다의 변화가 만든 기후의 도미노│엘니뇨와 기상 이변

 

CHAPTER 4 지구를 넘어 더 넓은 세상으로 나아가기│우주

명왕성은 왜 행성이 아닐까?│태양계

명왕성 주변을 끊임없이 맴도는 사람이 있다?│명왕성

별은 사실 우주 먼지였다!│별의 탄생과 죽음

태양의 최후는 어떤 모습일까?│백색왜성

별이 보내는 소리 없는 메시지│스펙트럼

별들의 지도를 그리다│H-R도

지구에서 별까지는 얼마나 멀까?│세페이드 변광성

우주 쓰레기 청소부 ‘승리호’│우주 쓰레기

우주에 간 동물로 옳지 않은 것은?│우주 탐사

왜 달의 뒷면은 볼 수 없을까?│동주기 자전

호주의 크리스마스는 한여름이다?│계절 변화

호주 사람들이 북향집을 선호하는 이유│일주운동

왜 한국에서는 오로라를 볼 수 없을까?│오로라

사실 한국에서도 오로라를 볼 수 있다│태양 활동

 

나오는 글 우리가 사는 지구를 다르게 이해하는 법

부록 미처 몰랐던 지구의 또 다른 모습들

참고문헌

[본 문]
  

“공룡이 아직 살아 있다고? 말도 안 돼!”라며 의아해할 수 있습니다. 맞습니다, 사실 공룡은 완전히 멸종한 것이 아닙니다. 놀랍게도 공룡은 우리와 굉장히 가까운 곳에 살아 있습니다. 현재 공룡이 어떤 모습으로 살아 있는지 힌트를 보며 맞춰 봅시다.

첫 번째 힌트, 이것은 다리가 두 개입니다.

두 번째 힌트, 이것은 날개를 가지고 있습니다.

세 번째 힌트, 이것은 알을 낳아 번식합니다.

네 번째 힌트, 이것은 한 글자입니다.

정답은 바로 ‘새’입니다. 작은 공룡들이 살아남아 진화하면서 오늘날의 새가 되었습니다. 치킨, 삼계탕, 닭볶음탕 등등 우리가 자주 먹는 닭 역시 공룡의 후손이라는 사실을 알고 있었나요? 치킨 한 조각을 먹는다는 것은 중생대 공룡의 유전자를 이어받은 후손을 맛보는 것과 같다고 할 수도 있지요.

- 〈우리는 매일 공룡을 먹고 있다!〉에서

 

사실 한반도를 지진으로부터 완전히 안전한 지역이라고 보기에는 어려운 부분이 있습니다. 판의 경계가 아닌 내부에서도 지진이 발생할 수 있기 때문입니다.

판구조론으로 설명할 수 없는 판 내부 지진의 원인은 무엇일까요? 지진이란 단층이 움직이면서 땅이 흔들리는 현상입니다. 단층은 지층이 힘을 받아 두 개의 조각으로 끊어지고 이동한 구조를 말합니다. 우드락의 양쪽 끝을 손으로 잡고 힘을 주면 처음에는 우드락이 볼록하게 휘어집니다. 계속해서 힘을 주다 보면 우드락이 ‘뚝!’ 하고 끊어집니다. 이때 에너지가 방출되며 우드락 조각과 손이 떨릴 것입니다.

지진도 이와 같은 원리로 발생합니다. 한반도에는 다수의 단층이 발달해 있고, 그중 일부는 앞으로 움직일 가능성이 있는 활성 단층입니다. 한반도 지진의 주요 원인은 바로 이 활성 단층입니다. 시간이 지나고 관측 기술이 발달함에 따라 과거에는 감지하지 못했던 작은 규모의 지진까지 기록되면서 지진이 증가한 것처럼 보이는 착시 효과가 일어날 수도 있습니다.

그렇지만 한반도에서 꾸준히 지진이 발생하는 것은 사실입니다. 오랜 시간 잠잠했던 활성 단층이 갑자기 움직이며 지진이 생기는 경우도 있기에, 언제 지진이 일어날지 정확히 예측하기는 어렵습니다.

- 〈한반도는 과연 지진 안전지대일까?〉에서

 

비행기를 타고 하늘 높이 올라갈 때 귀가 먹먹해지는 느낌을 받거나, 산에 올라갔을 때 과자 봉지가 빵빵하게 부풀어 오른 것을 본 경험이 있나요? 이 현상들은 모두 대기압의 변화와 관련이 있습니다. 평소에는 눈에 보이지 않지만, 대기압은 우리의 일상에 깊숙이 영향을 미치고 있습니다.

지구는 대기로 둘러싸여 있습니다. 대기의 무게로 인해 대기가 우리를 누르는 힘이 생기는데, 이를 ‘대기압’이라고 합니다. 보통 1기압이란 우리가 살고 있는 해수면(0m)에서의 대기압입니다. 높이 올라갈수록 대기를 누르는 힘이 줄어들어 1기압보다 낮아지고, 반대로 깊은 물속에 들어가면 공기의 무게에 물의 무게가 더해져 1기압보다 높아집니다.

산 정상에서 과자 봉지가 빵빵하게 부풀어 오르는 이유도 대기압으로 설명할 수 있습니다. 평지에서 밀봉된 봉지는 대기압을 받아 내부와 외부의 압력이 균형을 이룹니다. 하지만 산에 올라가면 외부의 대기압이 낮아지고, 내부의 압력이 더 높아지기 때문에 봉지가 팽창하게 되는 것입니다. 이처럼 대기압은 우리가 눈치채지 못하는 사이에도 많은 현상을 일으키고 있습니다.

- 〈왜 비행기를 타면 귀가 먹먹해질까?〉에서

그렇다면 정어리 떼는 왜 한꺼번에 폐사한 것일까요? 죽음의 원인은 다름 아닌 페루 앞바다의 수온 상승이었습니다. 평소보다 따뜻해진 페루 앞바다는 정어리가 선호하는 수온 범위를 벗어났고, 그 결과 많은 정어리가 죽은 것입니다.

이 현상은 보통 크리스마스 전후로 나타나기 때문에, 스페인어로 ‘남자아이, 아기 예수’를 뜻하는 ‘엘니뇨’라는 이름이 붙여졌습니다. 반대로, 페루 앞바다의 수온이 평소보다 낮아지는 현상은 ‘여자아이’를 뜻하는 ‘라니냐’라고 불립니다.

정리하자면, 엘니뇨는 페루 앞바다가 위치한 동태평양의 수온이 평상시보다 높은 상태로 수개월 동안 지속되는 현상이고, 라니냐는 동태평양의 수온이 평상시보다 낮은 상태로 수개월 지속되는 현상입니다. 열대 태평양에서 엘니뇨와 라니냐는 불규칙한 시간 간격으로 발생하며, 이를 통해 기상 이변을 일으키기도 합니다.

- 〈크리스마스 무렵 찾아오는 ‘아기 예수’의 영향〉에서