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

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개요

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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

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준비물

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準備物

채집한 화산 분출물, 루페, 필기 도구, 기록장

목표

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目標

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

실험관찰

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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

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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

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核心要點

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

심화학습

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深化學習

화산의 특징

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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

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준비물

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準備物

나무 상자, 모래, 중크롬산암모늄, 석유, 성냥

목표

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目標

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

실험관찰

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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

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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

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核心要點

중크롬산암모늄과 모래를 이용하여 화산이 분출하는 모양을 연출할 수 있다.

심화학습

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深化學習

분화구 분출의 형태

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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

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목표

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目標

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

실험관찰

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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

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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

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核心要點

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

화산 활동과 암석의 생성

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준비물

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準備物

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

목표

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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

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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

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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

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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

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深化學習

마그마와 용암

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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

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준비물

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準備物

여러 가지 색깔의 고무 찰흙, 나침반, 각도기

목표

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目標

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

실험관찰

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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

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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

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核心要點

지층은 압력에 의해 휘어지거나 부러지기도 한다.

지층의 단층 구조

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준비물

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準備物

여러 가지 색깔의 고무 찰흙, 베이비 파우더, 솜, 칼

목표

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目標

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

실험관찰

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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

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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

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核心要點

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

지층의 끊김과 지진 현상

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준비물

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準備物

스티로폼(25㎝×50㎝×2㎝)

목표

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目標

지층의 끊어짐과 지진 발생의 상관 관계를 알아본다.

실험관찰

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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

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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

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

심화학습

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深化學習

지진 현상

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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.