지구의 내부

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지구의 내부 우리는 어떤 유성의 표피에 살고 있다. 그런데 그 유성의 내부에는 거대한 불바다가 이글거리고 있다.우리는 처음부터 우리의 우주의 집, 지구는 으레 모든 것이 잘 되어 있는 것이려니 생각한다. 지구의 내부에서는 이 불바다가 끓고 또 끓고 있다. 지구 표면 아래에는 대륙이건 바다이건, 그 아래에는 불이 끓고 있다. 지구의 중심 핵 전체가 불타고 있다.그 불은 직경이 6,800킬로미터나 되는 거대한 바다이다. 달의 직경이 3,470킬로미터인 것을 생각하면 이 불타는 바다는 달보다도 훨씬 큰 것임을 알 수 있을 것이다. 더구나 이 불바다는 깊이가 매우 깊다. 지구 표면에 있는 바다의 대략적 깊이는 겨우 1.3킬로미터밖에 되지 않는다. 땅 속의 이 불바다의 깊이에 비하면 아무 것도 아니다. 더구나 이 불은 일찍이 들어보지 못한 큰 힘을 갖고 있다. 불바다의 표면 온도는 2,500도이고 더욱 깊은 층의 온도는 3,000도이며 중심부는 3,500도에 이르고 있다. 알루미늄이 7백에서, 은과 철은 각각 1,000도와 1,500도에서 녹는 것을 생각하면 이 온도가 얼마나 대단한 것인가를 쉽게 알 수 있을 것이다.이 불바다는 혹시 그 무서운 괴력으로 모든 것을 뒤집어엎고 또 지구 전체를 산산조각을 내어 우주의 폭발로 파급시키지나 않을 것인가? 우리가 살고 있는 지구 표면은 매우 엷다. 비례로 따지면 물고기의 표피만큼밖에 안 되는 두께이다.그 두께는 북극에서 5킬로미터, 적도에서 50킬로미터이다. 그러나 지구의 반경이 6,340킬로미터이므로 5나 50킬로미터는 마치 물고기의 표피만큼 얇은 것이다. 그 얇은 표피 아래 이 거대한 불바다가 있는 것이다. 그런데 이 지각과 불 사이에는 표암층이라는 것이 있다. 이것은 거대한 바위 덩어리로 지구 전 표면의 밑에 깔려 있으며 그 깊이는 2,900킬로미터에 이른다.불바다는 이 표암층 속에 옥에 갇힌 듯 들어 있는 것이므로 크게 위험할 건 하나도 없다. 이 불바다의 일부분은 열이 바위 덮개를 통해 지구 표면까지 올라오고 있다. 그러나 2,900킬로미터를 가로지른 후이므로 이 열은 매우 적은 분량 밖에는 되지 않는다. 어쨌든 어느 정도의 열이 우리 발끝까지 올라오는 것이며 이 열량은 1초에 지구 표면 1센티미터 평방에 의해 정확히 1백만 분지 1.2칼로리이다.넓은 영역에 해당하는 이 열을 모두 한 그릇 밑에 집중시킬 수 있다면 이 그릇 속의 1리터의 물은 순식간에 끓게 될 것이다. 지하로 내려갈수록 온도가 올라가는 것을 느끼는 것은 바로 이것 때문이다. 내려가면 내려갈수록 더워지는 것이다. 온도의 증가 다시 말하면 지열의 변화도는 매 33미터 하강마다 백분도로 1도이다. 여기서 우리는 두 가지 오류에 빠지지 않도록 주의해야 할 점이 있다. 첫째 오류는 화산이 지하 불바다와 관련되어 있을 것이라고 생각하는 오류이다. 지하의 물은 아무리 거대하더라도 그 격랑을 화산 분화구로 솟구치게 하는 일은 없다. 화산은 모두 다소를 막론하고 백열의 물질이 가득한 자신의 지하 반층을 갖고 있다. 그리고 백열하는 핵과 유동성 핵이 있는 곳은 그보다 훨씬 아래이다. 두 번째 오류는, 지구 내부에서 지표까지 올라오는 열이 모두 불바다인, 백열의 핵에서부터 온다고 생각하는 것이다.그 곳에서부터 오는 열은 4분지 1에 지나지 않고, 다른 4분지 3은 또 다른 근원에서 나오는 것이다. 이것은 현대 과학의 중요한 발견에 속한다. 방사능이 지구를 덥게 한다 과학자들은 지구의 표암층에 많은 양의 방사능 물질이 있다는 것을 발견했다. 지구 내부 열의 4분지 3이 근원하는 출처는 바로 이 물질이다. 방사성 물질은 자연의 엄연한 신비이다. 이 물질은 스스로 에네르기를 대부분 열의 형태로 방사하고 있다. 이렇게 에네르기를 방사하는 방법으로 이 물질은 스스로 소모되고 있다. 가령, 라디움이라는 물질은 수십 년 동안 에네르기를 방사하다가 그 후에는 레이던이라는 다른 원소가 되어 다시 폴로늄이 될 때까지 에네르기를 방사한다. 이 폴로늄 역시 방사성 물체이며 이것은 다시 납이 됨으로써 끝을 맺게 된다. 납은 고정되어 있는 물체이며 에네르기를 방사하지 않는다. 이것은 방사성 물질의 재라고 할 수 있는 것이다. 여러 방사성 물질의 생명은 그 물질에 따라 차이가 매우 많다. 어떤 형태의 우라늄은 9억 년 동안이나 방사능을 갖고 있다. 반대로 어떤 종류의 폴로늄은 방사능 지속 시간이 1초도 되지 않는 것이 있다.방사능은 1896년에 프랑스의 물리학자 벡끄렐이 어떤 물체가 X선을 내어놓는다는 것을 발견했을 때부터 알려졌고, 그로부터 몇 년 후 삐에르와 마리 퀴리 부부가 라디움을 발견하기에 이르렀다. 지난 세기에 그리고 금세기에 들어와서도 사람들은 지구의 내부에 존재하는 열이 태양의 열과 같은 것이라고 믿었었다. 지구는 태양의 파편 한 조각으로 이루어진 것이고 이 조각이 수십 억 년을 지나 냉각된 것이라고 생각하고 있었다. 그 후에 태양의 불꽃은 수소 원자의 끊임없는 폭발에서 발생하여 태양은 거의 수소와 헬륨이라는 두 가스로만 이루어졌다는 것을 발견했다. 지구가 태양에서 근원한다는 것을 부정하고서는 지구 핵 내의 불바다가 어떻게 있을 수 있는가를 사람들은 이해할 수가 없었다.약 45억 년 전(과학자들이 일반적으로 추정하는 연도) 지구가 처음 생겼을 때 지구는 지구 덩어리 전체를 백열화시킬 정도로 매우 방사능이 강했었다. 일종의 빛나는 별과 같이 전체가 하나의 불 덩어리였다.그 후 차츰 방사성 물질은 퇴화하여 소 원자량으로 바뀌고 에네르기도 줄게 되었다. 이리하여 지각이 생기고 대륙과 바다가 나타났으며 이 커다란 불은 조금씩 조금씩 핵 안으로 모이게 되었다. -지구의 내부구조- 지구의 백열하는 핵 지구의 핵은 두 부분으로 구성되어 있다. 하나는 바깥쪽의 유동성 핵이며 다른 하나는 안쪽의 고체 핵이다. 외핵이나 내핵은 이미 말한 바와 같이 모두 매우 높은 온도를 유지하고 있다. 내핵이 견고한 것은 외핵의 열보다 온도가 낮기 때문이 아니다. 고체 핵은 유동성 액체보다 오히려 열이 훨씬 높다. 내핵이 견고한 이유는 내핵 주위의 거대한 바위 덩어리와 유동성 핵에서 생기는 막대한 압력 때문인 것이다. 핵에 내려지는 압력은 유동성 핵 표면에서 1,400 킬로바이고 지구의 중심인 핵 중심에서는 3,400 킬로바이다. 1킬로바는 기압 1,000에 해당한다. 유동성 핵이나 고체 핵이나를 막론하고 핵은 모두 90%의 철과 10%의 니켈로 되어 있다. 운석 역시 철과 니켈이 똑같은 비율로 되어 있다. 지구의 밀도는 지구가 물로만 만들어졌을 때보다 5.5배 더 강하다. 이것은 지구 물리학적 측량에 의한 것이다. 바위는 물보다 2배에서 3배까지의 밀도를 갖고 있다. 지구 중심에는 그러므로 바위보다 더 무거운 무엇이 있음에 틀림없다. 핵의 밀도는 8에서 10까지 이른다. 이것은 지구핵이 그 밀도에 상응하는 만큼 철로 되어 있다는 것을 뜻한다. 그러나 이 쇠는 우리가 알고 있는 것과는 다른 종류의 것이다. 이것은 매우 높은 온도(섭씨 2,500에서 3,500。)와 엄청난 압력에서 생기는 변화 때문이다. 이 철 안에는 원자 배열이 다르게 되어 있다. 우리에게 알려져 있는 철은 알파 철이다. 그러나 유동성 핵 안에는 감마 철이 있으며 고체 핵 안에는 엡실론 철이 있다. 엄청난 열은 철과 니켈을 넓혀지도록 압박한다. 또한 거대한 압력이 압착을 하여 그들의 원자들이 서로 근접을 하게 한다. 이 두 가지 반대의 힘은 이 두 금속 안에 새로운 기하학을 만들어 놓는다. 과학자들은 특수 도구로 이것을 연구했는데 이러한 높은 압력에서 그들은 트리니트로 톨로엔의 폭발을 얻게 되었다. 지구 내부의 불바다는 거대할 뿐만 아니라 일찍이 들어보지 못한 만큼의 능력을 소유하고 있다는 발견을 한 것이다. 이 능력이란 두 금속이 융합할 정도의 매우 높은 위치에서 만들어지는 것이다. 그렇다면 자연히 이런 의문이 생길 것이다. 창조주께서는 왜 지구 내부를 이렇게 만드셨을까? 그리고 이 어마어마한 금속과 백열의 바다를 지구 내부에 둔 이유는 무엇일까? 만일 지구 내부에 바위만이 있다면 더 깊은 곳에 있는 바위는 그 위의 무게를 받치지 않으면 안 되게 된다. 즉 압력은 열을 발생시킬 것이다. 그러면 이 열은 다시 폭발 가능한 가스를 형성하는 원인이 된다. 과학자들은 이 불바다가 아니었던들 지구는 이미 폭발했을 것이고 그 조각들은 이 불바다가 아니었든들 지구는 이미 폭발했을 것이고 그 조각들은 소유성의 떼가 되어 태양 주위를 돌고 있을 것이란 것을 깨달았다.폭발 물질이 생기지 않도록 하는 것은 극히 높은 온도의 바로 이 백열 하는 핵 자체이다. 이 질탕한 열기 속에서는 화학적 화합이 불가능하고 물질들은 개개의 상태에 남아 있게 되는 것이다.우리는 그 내부에 거대한 불을 감추고 있는, 불합리한 것 같은 유성의 표면에 살고 있다. 그러나 창조주께서는 안전한 거처를 이렇게 마련하여 우주의 폭탄이 되지 않게 해 놓은 것이다.   “내가 땅의 기초를 놓을 때에 네가 어디 있었느냐? 네가 깨달아 알았거든 말할지니라. 누가 그 도량을 정하였었는지, 누가 그 준승을 그 위에 띄웠었는지. 네가 아느냐? 그 주초는 무엇 위에 세웠으며 그 모퉁이 돌은 누가 놓았었느냐?” (욥기 38:4-6) 모든 빌딩들이 견고한 기초 위에 건립되는 것과 마찬가지로 우리의 지구도 가장 견고한 기초 위에 근거하고 있다. 그 기초는 곧 유동성 핵과 고체 핵이며 이 핵들은 다시 철과 니켈로 되어 있다. 지구는 이 기초 위에 안식하고 있는 것이다. 지진과 지진파   진원 : 지진이 발생한 장소 진앙 : 진원 바로 위의 지표   암석권(lithosphere)은 지표에서 100km 정도 두께의 딱딱한 층이며 그 밑에는 암석권에 비해 덜 딱딱하고 온도도 높아 쉽게 변형될 수 있는 층이 존재하는데(상부맨틀) 지진이 일어날 수 있는 깊이의 한계는 여기까지로 지표로부터 약 700km의 깊이이다 지구의 무게를 재는 데 성공한 사람은 영국의 과학자 매스클린이었다. 그는 커다란 납추를 긴 실에 매달아 이 추가 어느 한 산을 향해 얼마나 움직이는가를 관찰했다. 이것으로 정밀한 계산을 하여 그 산의 무게를 측정했다. 그래서 보간법을 사용하여 지구의 무게를 계산하기에 이른 것이다. 지구 내부 구조는 지진파를 근거로 하여 연구되었다. 이 지진파는 한 지진의 진앙 주위로 파급된다. 강한 지진일 경우에 지진파는 매우 멀리까지 전해질 수가 있다. 지구 전체를 횡단할 수도 있는 것이다. 이 파장은 지진계라는 특수 장치를 매체로 기다란 인화지 위에 기록된다. 이 계기는 하층토에 묻힌 단단한 양회 기초 위에 세워 둔다. 가장 델리케이트한 부분은 무거운 진자(추)가 있는 부분인데 그 선 위에는 거울이 달려 있다. 거울 위로는 광선이 하나 비치고 있다. 지동이 있을 경우 거울은 진자처럼 진동하고 광선을 빗나가게 한다. 광선은 인화지 위에 멈추게 되어 그 곳에 진동도가 있다. 지진이 있을 때, 인화지 위에는 도달하는 지진파에 의한 넓은 또는 좁은 모양의 진동에 맞춰 갈짓자 형의 표시가 그려지는 것이다. 지진, 다시 말하면 땅의 진동에는 수직 또는 진동이라는 것이 있는데 이것은 아래에서 위로 움직이는 것(1897년 인도에 있는 아쌈 언덕은 2미터 높이나 융기하였다)이고 수평 또는 파동이라는 것은 지구 표면이 성난 바다처럼 움직이는 것을 말한다. 지진은 이렇게 두 가지로 구분된다. 다른 곳보다 지진이 자주 있는 곳이 있는데 이런 곳을 지진역이라고 한다. 이러한 곳은 주로 일본과 같은 섬이거나 캘리포니아 같은 대양을 끼고 있는 해안이다. 1906년 크로아티아의 지진학자 A. 모로보치는 발카니의 지진을 연구하는 도중 지진파가 핵에 이르기까지 지구 내부로 점점 커지는 속도로 파급된다는 것을 알게 되었다. 이렇게 되는 것은 하층토일수록 밀도가 점점 강해지기 때문이다. 100킬로미터의 깊이에서 밀도는 물에 비해 2이며, 1,000킬로미터에서는 4이고 2,000킬로미터에서는 6이며 3,000킬로미터에서는 10이다.그래서 그는 지각이 하층의 표암층과 분리되어 있음을 발견했다. 지각과 표암층 사이에는 모로비치의 단절이라는 것이 있다. 과학자들은 지진파의 진폭, 빈도, 속도를 계산하여 지구 내부 전체에 대한 꽤 완전하다 할 수 있는 파노라마를 얻는 데 성공했다. 대륙의 밑에는 SIAL이라고 일컫는 넓은 화강암층이 있다. 이것을 SIAL이라 하는 이유는 이것이 규소와 알루미늄으로 되어 있기 때문이다. 이것은 대륙의 뼈대를 이루는 부분이라 할 수 있다. 바다와 대양의 분지는 그 대신 현무암 층으로 되어 있고 주로 규소와 마그네시움이 그 대부분을 차지하기 때문에 SIMA라고 한다. 그리고 그 아래의 표암층은 마그네시움과 철이 풍부한 밀도 높은 규산염으로 형성되어 있다. 화산 화산활동의 일반적인 모형도  화산활동전 개스가 먼저 분출하고 있음 뺄레 산의 정상에서 갑자기 거대한 불 구름이 솟아났던 때는 1902년 5월 18일 아침 8시가 조금 지나서였다. 세 시간 후, 마르띠니끄 섬 해변에 있던 근처의 쌩 삐에르 도시 주민 2만 8천 명은 재가 된 채 누워 있었다. 뺄레 산의 꼭대기에서는 벌써 한 달 여 전부터 약간의 연기가 오르고 있었다. 그러나 아무도 51년 전에 사화산이 된 산의 현상에 별 관심이 없었다. 화산의 폭발로 쌩 삐에르의 주민들은 대단히 놀랐고 몇 시간도 되지 않아 도시는 완전히 파괴되고 말았다. 1928년 2월 첫 주에 다섯 개나 되는 화산들이 오랜 잠에서 깨어나 모두 동시에 새로운 활화산의 시기에 접어 들었다. 최초로 잠을 깬 것은 100킬로미터의 거리에서도 그 불꽃을 볼 수 있었던 마샬 군도의 라카타였다. 이것을 신호로나 한 듯이, 니카라과의 옴파테, 희랍의 산또리니, 러시아 캄챠트카 반도의 스케벨리오투크, 그리고 아프리카의 킬리만자로 화산들이 크게 활동을 시작하기에 이르렀다. 어마어마한 양의 용암들이 지구의 뱃속에서부터 터져 나와 산비탈을 타고 벌 판으로 흘러 내렸다. 1964년 11월 14일 아침 고기잡이배의 선원들은 바다 속에서부터 용솟음쳐 오르는 불 혀를 보고 아연실색했다. 조금 후 기화 물질의 구름덩이가 물을 차고 솟구쳐 높이 6천 미터까지 뻗쳤다. 몇 시간 후, 둔중한 폭발 소리가 들리더니 용암이 터져 나왔다. 용암은 바다 위에 분출성 화산추를 형성했다. 10일이 지나자 그 곳에는 높이 210미터 넓이 800미터의 섬이 생겨났다. 그 이름을 사람들은 써씨라고 지었다. 화산은 아직도 살아 있다. 용암과 자갈과 재들을, 대서양에 갑자기 생겨난 이 화산은 계속 현금도 쏟아 놓고 있다. 지구의 화산들은 모두 비슷한 방법으로 형성되었다. 분출성 화산추는 자신의 주위에 용암을 퇴척함으로써 점점 높아져 갔다. 하와이 섬의 마나로아는 4,194미터나 되었고 일본의 후지산은 3,780미터가 됐다. 이태리의 이트나는 3,300미터가 됐고, 우리의 백두산은 2,744미터이다. 1132미터인 베수비오 화산은 솜마 산의 일부로 유럽에서는 가장 두드러진 활화산에 낀다. 기원후 79년에 있었던 베수비오 화산의 가장 큰 폭발은 에르꼴라노, 폼페이, 및 스따비아 도시를 멸망시켰었다. 이 화산은 오랜 동안 사화산으로 있다가 1631년 다시 한 번 강력한 폭발을 했었다.