먼저대륙들이움직이는지를질문해보아야한다어떻게대륙들이움직일수있는가?
대륙들이, 혹은대륙의일부가, 최소한솟아오르고내려앉고하는의미에서는움직인다기원전540년: 그리이스철학자제노파네스(Xenophanes, c. 560-c. 480)
-높은산의바위속에서조개껍질발견-해수면의높이에있다가위로밀려올라간물질들로되어있다고주장1889 년경: 미국의지질학자클라렌스에드와드듀톤(Clarence Edward Dutton, 1841-1912)
-대륙들을이루고있는바위들이바다의바닥을이루고있는바위들보다더밀도가낮다고주장-대륙들은바다의바닥보다상당히높게떠있는것이며, 그래서바다의표면보다도높게떠올라있다-산과같은지역들은그보다도더밀도가낮은바위들위에얹혀져있는것이고,
그래서육지의일반적인높이보다더위로솟아있는것이다: 지각균형설*. 대륙들과대륙의부분들이정말로더높게혹은더낮게움직인다하더라도,
옆으로움직일것이라는표시는어디에도존재하지않는것처럼보였다--.세계지도가암시1620년영국의철학자프란시스베이컨(Francis Bacon, 1561-1626)
-남미의동쪽해안과아프리카의서쪽해안이놀랄정도로잘들어맞는다는점을처음으로지적미국의해양학자매튜폰테인머어리(Matthew Fontaine Maury, 1806-1873)
-케이블공사도중1854년, 대서양의깊이가양옆에서보다중앙에서더낮다는것을발견했다.
그는바다중앙에고원이있다고믿었고, 이를전신고원(Telegraph Plateau) 이라고명명지각균형설먼저대륙들이움직이는지를질문해보아야한다어떻게대륙들이움직일수있는가?
대륙들이, 혹은대륙의일부가, 최소한솟아오르고내려앉고하는의미에서는움직인다기원전540년: 그리이스철학자제노파네스(Xenophanes, c. 560-c. 480)
-높은산의바위속에서조개껍질발견-해수면의높이에있다가위로밀려올라간물질들로되어있다고주장1889 년경: 미국의지질학자클라렌스에드와드듀톤(Clarence Edward Dutton, 1841-1912)
-대륙들을이루고있는바위들이바다의바닥을이루고있는바위들보다더밀도가낮다고주장-대륙들은바다의바닥보다상당히높게떠있는것이며, 그래서바다의표면보다도높게떠올라있다-산과같은지역들은그보다도더밀도가낮은바위들위에얹혀져있는것이고,
그래서육지의일반적인높이보다더위로솟아있는것이다: 지각균형설*. 대륙들과대륙의부분들이정말로더높게혹은더낮게움직인다하더라도,
옆으로움직일것이라는표시는어디에도존재하지않는것처럼보였다--.세계지도가암시1620년영국의철학자프란시스베이컨(Francis Bacon, 1561-1626)
-남미의동쪽해안과아프리카의서쪽해안이놀랄정도로잘들어맞는다는점을처음으로지적미국의해양학자매튜폰테인머어리(Matthew Fontaine Maury, 1806-1873)
-케이블공사도중1854년, 대서양의깊이가양옆에서보다중앙에서더낮다는것을발견했다.
그는바다중앙에고원이있다고믿었고, 이를전신고원(Telegraph Plateau) 이라고명명지각균형설
1912 년, 독일의지질학자알프레드로탈베게너(Alfred Lothar Wegener, 1880-1930)
-두대륙들이바다밑바닥에있는더무거운바위들사이에떠서옆으로흘러갔을것이라고지적-모든대륙들이한때는, 그가판게아(Pangaea) 라이름붙인(모든땅(all Earth) 이라는의미의그리스어에서나왔다) 하나의땅덩이였다가개별적인대륙들로나뉘게되었을것이라는이론정립.
-이론이빛을발하지못함: 대륙들이바다의바닥을가로질러이동했다는제안은한마디로불가능한일이유: 밑에있는바위들은그렇게되기에는너무단단함1872 년, 찰스위빌톰슨(Charles Wyville Thomson, 1830-1882)
-영국의탐험대가바다에서사년간, 약125,000 킬로미터(78,000 마일)를여행하며,
6.4 킬로미터줄을가지고372 번의심해수심조사,
-세계제1차대전동안, 음향측심(echo sounding) 이라는기술이개발: 자세히알수있게됨미국의지질학자윌리암머어리스에윙(William Maurice Ewing, 1906-1974)
-전신고원이라는것이고원이아니라, 대서양의가운데에굽어져있는길고도거친산맥이며,
가장높은꼭대기들이바다위로돌출되어섬이되어있기도하다것발견: 중앙해령명명미국의지질학자, 해리해먼드헤스(Harry Hammond Hess, 1906-1969)
-962 년, 지구의더깊은지역에있는물질들이대서양중앙에있는거대한지구균열을통해분출되어서두판들을따로떼어놓고있을것이라고제안했다.
거대한지구균열(Great Global Rift) , 구조판(tectonic plate) , 해저확장(sea-floor spreading)
판구조론(plate tectonics) -구조판의느린움직임을연구하는것*. 원래는같은땅덩이의일부였으나,
떠서흘러간것때문에서로떨어진것이아니라힘에의해찢겨졌던것이다.
지각균형설1912 년, 독일의지질학자알프레드로탈베게너(Alfred Lothar Wegener, 1880-1930)
-두대륙들이바다밑바닥에있는더무거운바위들사이에떠서옆으로흘러갔을것이라고지적-모든대륙들이한때는, 그가판게아(Pangaea) 라이름붙인(모든땅(all Earth) 이라는의미의그리스어에서나왔다) 하나의땅덩이였다가개별적인대륙들로나뉘게되었을것이라는이론정립.
-이론이빛을발하지못함: 대륙들이바다의바닥을가로질러이동했다는제안은한마디로불가능한일이유: 밑에있는바위들은그렇게되기에는너무단단함1872 년, 찰스위빌톰슨(Charles Wyville Thomson, 1830-1882)
-영국의탐험대가바다에서사년간, 약125,000 킬로미터(78,000 마일)를여행하며,
6.4 킬로미터줄을가지고372 번의심해수심조사,
-세계제1차대전동안, 음향측심(echo sounding) 이라는기술이개발: 자세히알수있게됨미국의지질학자윌리암머어리스에윙(William Maurice Ewing, 1906-1974)
-전신고원이라는것이고원이아니라, 대서양의가운데에굽어져있는길고도거친산맥이며,
가장높은꼭대기들이바다위로돌출되어섬이되어있기도하다것발견: 중앙해령명명미국의지질학자, 해리해먼드헤스(Harry Hammond Hess, 1906-1969)
-962 년, 지구의더깊은지역에있는물질들이대서양중앙에있는거대한지구균열을통해분출되어서두판들을따로떼어놓고있을것이라고제안했다.
거대한지구균열(Great Global Rift) , 구조판(tectonic plate) , 해저확장(sea-floor spreading)
판구조론(plate tectonics) -구조판의느린움직임을연구하는것*. 원래는같은땅덩이의일부였으나,
떠서흘러간것때문에서로떨어진것이아니라힘에의해찢겨졌던것이다.
지각균형설
대륙이동설팡게아,
이첩기(2억2천5백만년전) 삼첩기(2억년전)
백악기(6천5백만년전) 현대쥬라기(1억3천5백만년전)
초대륙, 팡게아(Pangaea)
베게너:대륙이동설확신하나의대륙이라는의미의팡게아(Pangaea=all land),
초대륙(supercontinent) 라불렀으며, 현재의대륙은팡게아에서분리되어이동하였다고주장대륙이동설팡게아,
이첩기(2억2천5백만년전) 삼첩기(2억년전)
백악기(6천5백만년전) 현대쥬라기(1억3천5백만년전)
초대륙, 팡게아(Pangaea)
베게너:대륙이동설확신하나의대륙이라는의미의팡게아(Pangaea=all land),
초대륙(supercontinent) 라불렀으며, 현재의대륙은팡게아에서분리되어이동하였다고주장
(1) 천구의일주운동(2) 각지방의일주운동(3) 자구의자전증거(1) 천구의일주운동별의(1) 천구의일주운동(2) 각지방의일주운동(3) 자구의자전증거(1) 천구의일주운동별의일주운동은어떠한모습으로,
왜일어날까?
일주운동의원인-지구의자전일주운동의중심-천구의북극과남극을잇는축-
일주운동의방향-북반구에서는북극성을중심으로반시계방향, 남반구에서는시계방향일주권-일주운동에의해나타나는궤적-
일주운동천체의구별주극성; 하루동안지평선위에떠있는별출몰성; 하루에지평선위아래로뜨고지는별전몰성; 하루동안지평선위에뜨지않아볼수없는별지구의자전
(2) 각지방의일주운동방향과위도에따라일주운동의모습은어떻게다를까?
위도에따른일주운동의모습1) 적도지방(출몰성)
모든별이동쪽에서수직으로떠서서쪽지평선으로진다.
2) 중위도지방(주극성, 출몰성, 전몰성)
동쪽에서남으로기울어지게떠서서쪽으로진다.
3) 극지방(출몰성이없음)
지평선과평행하게동쪽에서서쪽으로돈다.
지구의자전(2) 각지방의일주운동방향과위도에따라일주운동의모습은어떻게다를까?
위도에따른일주운동의모습1) 적도지방(출몰성)
모든별이동쪽에서수직으로떠서서쪽지평선으로진다.
2) 중위도지방(주극성, 출몰성, 전몰성)
동쪽에서남으로기울어지게떠서서쪽으로진다.
3) 극지방(출몰성이없음)
지평선과평행하게동쪽에서서쪽으로돈다.
지구의자전
(3) 지구자전의증거-푸코의진자: 북반구에서는푸코의진자가시계방향으로회전: 푸코진자의회전각속도는15°sinφ／h이다.
-전향력(코리올리의힘)
: 북반구에서는물체진행방향의직각오른쪽으로작용: 전향력의크기는C=2mvωsinφ이다.
: 전향력은대기와해수의운동에영향을준다.
-인공위성궤도의서편현상: 2 시간미만인주기로지구둘레를도는인공위성을관측하면,
인공위성이다시돌아올때마다조금씩서쪽으로옮겨진위치에나타난다.
: 인공위성은지구중심의둘레를일정한면에서도는데,
만일지구가자전을하지않는다면인공위성이나타나는궤도는항상일정할것이다.
: 지구가동쪽방향으로자전하기때문에인공위성은2시간에30°씩서쪽으로옮겨진위치에나타나게된다.
따라서, 지구는1시간에15°씩서쪽으로이동하는속도로자전하는셈이다.
지구의자전(3) 지구자전의증거-푸코의진자: 북반구에서는푸코의진자가시계방향으로회전: 푸코진자의회전각속도는15°sinφ／h이다.
-전향력(코리올리의힘)
: 북반구에서는물체진행방향의직각오른쪽으로작용: 전향력의크기는C=2mvωsinφ이다.
: 전향력은대기와해수의운동에영향을준다.
-인공위성궤도의서편현상: 2 시간미만인주기로지구둘레를도는인공위성을관측하면,
인공위성이다시돌아올때마다조금씩서쪽으로옮겨진위치에나타난다.
: 인공위성은지구중심의둘레를일정한면에서도는데,
만일지구가자전을하지않는다면인공위성이나타나는궤도는항상일정할것이다.
: 지구가동쪽방향으로자전하기때문에인공위성은2시간에30°씩서쪽으로옮겨진위치에나타나게된다.
따라서, 지구는1시간에15°씩서쪽으로이동하는속도로자전하는셈이다.
지구의자전
1.지구공전에의한현상과증거를말할수있다.
2.천구의황도상에서2지2분점의위치를찾을수있다.
별의연주시차-지구가궤도의반을공전하는6개월동안가까운별의위치변화의각도를측정가능.
이때두눈사이의거리에해당하는기선은태양과지구사이의거리인1천문단위의두배, 즉2 AU 가됨.
1AU 의기선에해당하는각도, 즉앞의각의반을별의연주시차라고함.
지구공전궤도양끝에서별까지그은두직선이이루는각의1/2, 별의거리를구하는데도이용d =3.26/p
-인간이3차원적으로물체사이의거리를인식할수있는것도두눈에의해서일어나는시차효과에기인.
-별의시차는가장가까운별의경우에도1.5"이하에불과해시차를측정하는것은어려움.
: 가장정밀한천체관측을하였던티코브라헤도시차를발견하지못함.
: 망원경을사용하면서마침내1837년별의시차가발견됨.
: 지구공전의가장강력한증거는별의시차관측임.
-지구의공전주기는365일이약간넘으며, 지구의공전궤도는평균반경이1억5천만km인거의원에가까운타원.
지구의공전1.지구공전에의한현상과증거를말할수있다.
2.천구의황도상에서2지2분점의위치를찾을수있다.
별의연주시차-지구가궤도의반을공전하는6개월동안가까운별의위치변화의각도를측정가능.
이때두눈사이의거리에해당하는기선은태양과지구사이의거리인1천문단위의두배, 즉2 AU 가됨.
1AU 의기선에해당하는각도, 즉앞의각의반을별의연주시차라고함.
지구공전궤도양끝에서별까지그은두직선이이루는각의1/2, 별의거리를구하는데도이용d =3.26/p
-인간이3차원적으로물체사이의거리를인식할수있는것도두눈에의해서일어나는시차효과에기인.
-별의시차는가장가까운별의경우에도1.5"이하에불과해시차를측정하는것은어려움.
: 가장정밀한천체관측을하였던티코브라헤도시차를발견하지못함.
: 망원경을사용하면서마침내1837년별의시차가발견됨.
: 지구공전의가장강력한증거는별의시차관측임.
-지구의공전주기는365일이약간넘으며, 지구의공전궤도는평균반경이1억5천만km인거의원에가까운타원.
지구의공전
계절변화의원인: 지구자전축이공전궤도면에대하여66.5 °만큼기울어져공전하기때문24절기: 태양이춘분점을출발해서황도를따라15°간격으로지나가는시각2지2분점-춘분점: 태양이천구의적도를남쪽에서북쪽으로지나는점(3월21일경)
-하지점: 태양이천구의적도에서북쪽으로가장멀리떨어진점(6월22일경)
-추분점: 태양이천구의적도를북쪽에서남쪽으로지나는점(9월23일경)
-동지점: 태양이천구의적도에서남쪽으로가장멀리떨어진점(12 월22일경)
2지2분점과태양의고도-춘,추분때: 태양의고도는하지와동지의중간-하지때: 1 년중태양의고도가가장높고, 낮이가장긴날.
-동지때: 1 년중태양의고도가가장낮고, 밤이가장긴날.
지구의공전D
A B
C
계절변화의원인: 지구자전축이공전궤도면에대하여66.5 °만큼기울어져공전하기때문24절기: 태양이춘분점을출발해서황도를따라15°간격으로지나가는시각2지2분점-춘분점: 태양이천구의적도를남쪽에서북쪽으로지나는점(3월21일경)
-하지점: 태양이천구의적도에서북쪽으로가장멀리떨어진점(6월22일경)
-추분점: 태양이천구의적도를북쪽에서남쪽으로지나는점(9월23일경)
-동지점: 태양이천구의적도에서남쪽으로가장멀리떨어진점(12 월22일경)
2지2분점과태양의고도-춘,추분때: 태양의고도는하지와동지의중간-하지때: 1 년중태양의고도가가장높고, 낮이가장긴날.
-동지때: 1 년중태양의고도가가장낮고, 밤이가장긴날.
지구의공전D
A B
C
지구가원일점에위치할때지구가가장춥고,
근일점에위치할때지구가가장더워서여름이올것같은데, 실제로근일점에있을때북반구의계절은겨울, 남반구의계절은여름이고원일점에있을때는그반대이다.
실제로지구에서태양까지의거리변화는거의없는것이나마찬가지이기때문에지구의계절에는아무런영향을주지않는다.
그렇다면계절변화의원인은무엇일까?
일조시간의변화: 아래의그림에서태양이지평선위에올라오면낮이다.
하지날과춘,추분날그리고동짓날낮의길이를비교해보면하지날낮의길이가가장길고동지날낮의길이가가장짧다.
낮의길이가길다는것은지표면이태양에너지를받는시간이길어진다는얘기이고따라서날씨는가장덥다.
한편남반구는북반구가여름일때겨울이므로하지날겨울, 동지날여름이된다.
지구의공전과계절지구가원일점에위치할때지구가가장춥고,
근일점에위치할때지구가가장더워서여름이올것같은데, 실제로근일점에있을때북반구의계절은겨울, 남반구의계절은여름이고원일점에있을때는그반대이다.
실제로지구에서태양까지의거리변화는거의없는것이나마찬가지이기때문에지구의계절에는아무런영향을주지않는다.
그렇다면계절변화의원인은무엇일까?
일조시간의변화: 아래의그림에서태양이지평선위에올라오면낮이다.
하지날과춘,추분날그리고동짓날낮의길이를비교해보면하지날낮의길이가가장길고동지날낮의길이가가장짧다.
낮의길이가길다는것은지표면이태양에너지를받는시간이길어진다는얘기이고따라서날씨는가장덥다.
한편남반구는북반구가여름일때겨울이므로하지날겨울, 동지날여름이된다.
지구의공전과계절
-태양의고도변화: 태양이남중했을때지평선과천체사이의각-남중고도의변화φ: 위도
①춘분, 추분날의태양의남중고도: 90°-φ
②하짓날의태양의남중고도: 90°-φ+ 23,5°
③동짓날의태양의남중고도: 90°-φ+ 23.5°
-밤과낮의길이변화1) 춘분, 추분: 밤과낮의길이가같다.
2) 하지: 낮의길이가가장길다.
3) 동지: 낮의길이가가장짧다.
-계절의변화1) 지구의자전축이기울어져있으므로태양의고도가달라지고밤낮의변화가생긴다.
2) 이에따라지표면에들어오는태양복사에너지의양이달라져계절의변화가생긴다.
태양의고도변화-태양의고도변화: 태양이남중했을때지평선과천체사이의각-남중고도의변화φ: 위도
①춘분, 추분날의태양의남중고도: 90°-φ
②하짓날의태양의남중고도: 90°-φ+ 23,5°
③동짓날의태양의남중고도: 90°-φ+ 23.5°
-밤과낮의길이변화1) 춘분, 추분: 밤과낮의길이가같다.
2) 하지: 낮의길이가가장길다.
3) 동지: 낮의길이가가장짧다.
-계절의변화1) 지구의자전축이기울어져있으므로태양의고도가달라지고밤낮의변화가생긴다.
2) 이에따라지표면에들어오는태양복사에너지의양이달라져계절의변화가생긴다.
태양의고도변화
별자리와태양의위치변화-별자리는계절에따라동쪽에서서쪽으로이동.
-태양에가까운별자리: 해뜨기전이나해진직후에볼수있음.
-태양과반대방향에있는별자리: 한밤중에남쪽하늘에서볼수있음.
-태양의위치추적: 월식때달의위치를관찰하면정반대방향에태양이위치.
태양의시운동-태양이하루에약1°씩서에서동으로움직여1년에천구를한바퀴도는현상.
-태양의시운동의원인:지구의공전으로나타나는겉보기운동.코페르니쿠스가처음주장.
-태양의시운동경로:태양은별자리사이를이동하는데12개의별자리(황도12궁)를1달에1개씩지나는데이길을황도라고함.
황도-태양이별자리사이를옮겨가는길.
-황도12궁: 황도상에위치하는12개의별자리-궁수,염소,물병,물고기,양,황소,쌍둥이,게,사자,
처녀,천칭,전갈자리)
-황도경사: 천구의적도와약23.5 °경사.
태양의시운동해석-프톨레마이오스: 태양이지구주위를돌기때문에나타나는현상.
-코페르니쿠스: 지구가태양의둘레를돌기때문에나타나는현상.
지구의공전과계절별자리와태양의위치변화-별자리는계절에따라동쪽에서서쪽으로이동.
-태양에가까운별자리: 해뜨기전이나해진직후에볼수있음.
-태양과반대방향에있는별자리: 한밤중에남쪽하늘에서볼수있음.
-태양의위치추적: 월식때달의위치를관찰하면정반대방향에태양이위치.
태양의시운동-태양이하루에약1°씩서에서동으로움직여1년에천구를한바퀴도는현상.
-태양의시운동의원인:지구의공전으로나타나는겉보기운동.코페르니쿠스가처음주장.
-태양의시운동경로:태양은별자리사이를이동하는데12개의별자리(황도12궁)를1달에1개씩지나는데이길을황도라고함.
황도-태양이별자리사이를옮겨가는길.
-황도12궁: 황도상에위치하는12개의별자리-궁수,염소,물병,물고기,양,황소,쌍둥이,게,사자,
처녀,천칭,전갈자리)
-황도경사: 천구의적도와약23.5 °경사.
태양의시운동해석-프톨레마이오스: 태양이지구주위를돌기때문에나타나는현상.
-코페르니쿠스: 지구가태양의둘레를돌기때문에나타나는현상.
지구의공전과계절
별빛의광행차(aberration of starlight)
-별의겉보기위치가실제에서벗어나보이는현상이나타남.
-시차보다큰값을갖기때문에시차에앞서(1727 년) 영국의천문학자브래들리(James Bradley) 에의해발견.
-광행차현상: 바람이없는날똑바로떨어지는빗방울이달려가는사람에게앞쪽위쪽에서비스듬하게떨어져보이는것과같은이치.
-광행차는천체가관측자의운동방향에있으면0, 수직방향이면극대.
-항성은지구의공전에의한연주광행차때문에실제위치를중심으로작은타원위를1년주기로이동한다.
-이때문에공전하는지구가별빛쪽으로전진해가는계절과후진해가는계절사이에는관측하고자하는별빛을향하는망원경의각도에미소한차이가생김.
-지구의공전속도는초속29.8km 이고,
이때문에생기는최대광행차는20.5" 가됨.
-연주광행차: 별빛이지구공전방향의앞쪽으로기울어져보이는현상tanθ= v/c
(θ=광행차, v= 지구의공전속도, c= 광속도)
지구의공전별빛의광행차(aberration of starlight)
-별의겉보기위치가실제에서벗어나보이는현상이나타남.
-시차보다큰값을갖기때문에시차에앞서(1727 년) 영국의천문학자브래들리(James Bradley) 에의해발견.
-광행차현상: 바람이없는날똑바로떨어지는빗방울이달려가는사람에게앞쪽위쪽에서비스듬하게떨어져보이는것과같은이치.
-광행차는천체가관측자의운동방향에있으면0, 수직방향이면극대.
-항성은지구의공전에의한연주광행차때문에실제위치를중심으로작은타원위를1년주기로이동한다.
-이때문에공전하는지구가별빛쪽으로전진해가는계절과후진해가는계절사이에는관측하고자하는별빛을향하는망원경의각도에미소한차이가생김.
-지구의공전속도는초속29.8km 이고,
이때문에생기는최대광행차는20.5" 가됨.
-연주광행차: 별빛이지구공전방향의앞쪽으로기울어져보이는현상tanθ= v/c
(θ=광행차, v= 지구의공전속도, c= 광속도)
지구의공전
