우리가 살고 있는 하나뿐인 지구

지질학은 지구를 연구대상으로 하는 지구과학의 한 분야이다. 우리가 살고 있는 지구는 표 1.1에 보인 바와 같이 적도 부근이 불룩한 타원체의 형상을 갖고 있으며 평균 밀도는 지표 암석의 밀도인 1.6 내지 3.4g/㎤ 보다 큰 5.5 정도이다.

따라서, 지구 내부의 밀도는 지표보다 훨씬 큼을 알 수 있다.

표 1.1 지구의 규모

적도 단면의 반경 극 단면의 반경 구형으로 가정할 때의 반경 부 피 질 량 평균 밀도 극축 주위의 모멘트

6,378,099 ±116m 6,356,631m 6,371,200m 1.083× ㎤ 5.975× g 5.517g/㎝ 8.05× g/㎠

지구 표면적의 71%는 바다이며 육지의 최고 표고는 에베레스트산 (EL.8840m)인 반면, 태평양 마리아나 군도 부근의 첼린저 해구(Challenge Deep)는 그 깊이가 EL.-11,500m이다.

 

구 분	면적(× ㎢)	면적비(%)	평균 표고(m)
육 지 바 다	148,892 361,059	29.2 70.8	840 -3,800

표 1.2 지구상 육지와 바다의 면적과 평균 표고

육지는 대부분 북반구에 집중되어 있어 육지 질량의 중심은 북위 38° 동경 0° 에 있다. 해저는 보통 1 내지 3㎞의 두께의 퇴적층이 덮고 있으며 지구는 시속 약 17,066㎞의 속도로 태양 주위를 공전하고 있다. 그림 1.1은 지구의 단면을 보여주는데 지각(crust)은 20 내지 60㎞ 두께로서 그 상부는 주로 규소와 알루미늄이 풍부한(sial)암석이, 하부는 주로 규소, 철, 마그네슘이 풍부한(sima)암석이 존재한다. 이 시마(sima)층은 대양 하부에는 존재하지 않는다.

지각의 위에는 대기권과 외기권이 있고, 지각의 아래에는 맨틀(mantle), 액상코아, 고형코아의 순서로 나누어지는데 밀도는 지표에서부터 지구 중심까지 점점 커져서 고형코아의 밀도는 13.0g/㎤으로 추정된다. 또, 지구의 중심부의 압력은 370만 기압(atm)으로 추정되고 있다.

지표에 노출된 암석은 지구 외부로부터의 태양에너지와 눈, 비, 바람, 그리고 중력의 작용을 받아 풍화-침식-퇴적-고화 또는 고결되어 퇴적암이 되고 퇴적암과 화성암은 지각운동에 의한 압력과 지열을 받아 변성암이 되며 이들 암석이 지구 내부로 부터의 지열을 받아 용융하여 암장이 되었다가 식으면 화성암이 되는데 지중에서 식으면 관입압(intrusive rock), 지상으로 분출되어 식으면 분출암(extrusive rock)이 된다.

화성암 속에 풍부한 규산염(silicates)과 장석류는 암상이 식어갈 때 그림 1.5에 보인 순서대로 결정체를 형성하는데 이는 소위 보웬(N.L. Bowen)의 반응 시리즈로 불리운다. 따라서 현재 지상의 기온이 이들 암석의 결정온도보다 현저히 차이가 나는 암석 예를 들어 감락석(olivine)의 경우 석영(quartz)보다 불안정하여 풍화속도가 빠르다. 풍화된 이들 암석들은 석영질 모래가 되거나 그림 1.6에 보인 것처럼 점토광물로 귀착된다.

 

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