학교 붕괴의 원인으로는 많은 요소를 생각해 볼 수 있습니다. 크게 보아서 학교 수업에 소홀하며 선생님에 대한 존경심을 갖고 있지 않은 학생과, 아이들을 교육하는 일에 소홀한 선생님을 생각해 볼 수 있습니다. 이 요소들이 총체적으로 맞물려 학교 붕괴라는 현상을 만들고 있는 것입니다.우선 학생들이 학교 수업에 소홀해지는 원인을 살펴보자면 현행 교육은 궁극적으로 보아 대학 입시를 그 목적으로 하고 있습니다. 입시 위주의 교육은 필연적으로 제한된 내용을 주입식으로 교육하게 되며, 학생들을 기능이나 능률로서 파악하고 있으며 때문에 학생들이 학교 보다 학원에 더 큰 관심을 갖게 되는 것은 당연한 일입니다. 학원에서는 주입식 교육에 맞게 훈련되었다고 할 수 있는 학원 강사들에 의해 보다 효과적으로 효율적으로 지식의 전달이 이루어지고 있기 때문입니다. 성적 향상, 대입 합격에는 학원 수업이 더 효과적이므로, 학교에서는 잠을 보충하고, 공부는 학원에서 한다는 생각이 학생들 사이에서 만연해있고 그렇기 때문에 학교 수업 시간에는 잠을 잔다거나, 소홀해진다거나, 떠들고 집중하지 않는 일이 비일비재하게 일어난다. 입시 위주의 교육 이외에도 학생들로 하여금 학교 수업에 소홀하게 하는 일이 또 한가지 있습니다. 바로 교육 정책과 교육 현실의 차이 입니다. 이러한 차이는 두 가지 면에서 보면 첫째로는 정보화의 고도를 달리고 있는 실생활과, 시대에 뒤쳐지고 구시대적이며 몇 십년째 내용 개정이 이루어지고 있지 않은 교과서간의 차이 이고 집이나 학교에서는 컴퓨터에 몰두하는 학생들에게 주판 사용법을 가르치고 있는 것과 같은 것이고 그렇기 때문에 학생들은 학교의 수업 내용에 흥미를 잃고 따라서 소홀해질 수 밖에는 없습니다. 두 번째의 차이는 이른바 ‘열린 교육’ 과 교실 현장간의 차이이다. 수행 평가, 현장 체험 학습 등 보다 자유롭고 주관적인 교육이 강조되는 반면, 학생이나 선생님들은 이러한 교육에 준비가 되어 있지 않습니다. 그렇기에 수업 내용이 부실해지게 마련이고, 따라서 학생들은 수업에 충실하지 않게 되는 것입니다.다음으로 선생님 측면의 문제를 살펴 보면 이전 시대의 교육자로서의 책임감, 사명감 대신에 ‘직업, 즉 생계 유지 수단’ 으로서의 의미를 갖고 교육에 임하는 교육자들이 있음을 부인할 수 없는 사실이다. 더불어 학교 시스템은 극히 권위적 입니다. 작은 일 하나하나도 학교 상부의 승인을 받아야 하고, 사실상 선생님 개개의 권위는 극히 미비합니다. 이러한 상황에서 교사들의 책임감이 흐려지는 것은 당연한 것입니다. 학생과 선생님 양측이 안고 있는 문제점들이 결과적으로 선생님과 학생 사이의 신뢰감을 무너뜨리고 그리하여 교실 붕괴, 학교 붕괴가 일어나고 있는 것인데 여기에는 본질적인 언급은 빠져 있습니다. 내가 생각하는 학교 붕괴의 가장 본질적인 이유는 ‘가정 교육’ 입니다. 위에 언급한 요소들은 학교 붕괴 이전의 시대에도 충분히 있을 수 있었던 것들입니다. 권위적인 학교 시스템이나 현실과의 괴리는 어쩌면 지금보다 더했을지도 모릅니다. 그럼에도 그 때에 ‘학교 붕괴’ 라는 용어가 생길 수 없었던 것은 학생들이 선생님에 대한 무한적인 존경심을 갖고 있었기 때문이라고 생각합니다. 사회에 개인주의가 만연하면서, 부모들 역시 자녀들을 개인주의적으로 키우고 과잉 보호를 하였으며, 또 산업 사회가 더 발전함에 따라 맞벌이 부부가 증가하면서 자녀들의 인성 교육이 많이 부족해졌고 학생들은 그래서 다른 학생들의 처지를 전혀 고려하지 않은 채 내 멋대로 떠들고, 잠을 자기도 하며, 내 부모가 아닌 선생님에 대한 존경심은 별로 갖지 않게 되었던 것입니다. 어떠한 상황적 어려움이 있다 할지라도 사제간의 두터운 신뢰감과 상호 존중이 건재한다면 학교 붕괴 현상은 없었을 것입니다.
{1. 단원의 개념{단원 과정단원의 내용선수 학습.둥근 달, 둥근 지구 : 초등학교 때 지구모형이나 인공위성 사진자료를 통하여 지구가 둥글다는 것을 이해한다..별자리 찾기 : 별자리를 관찰하여 하루동안 그리고 계절에 따라 별자리가 변화 됨을 안다..태양의 가족 : 태양을 관찰하여 그 특성을 이해하고, 태양계를 구성하고 있는 행성들의 크기와 거리를 비교한다.{단원 학습{후속 학습{.태양계의 운동 : 지구의 자전과 공전, 달의 위상변화와 공전, 행성들의 공전 궤 도에 의한다..태양계와 은하 : 태양계의 구성원과 특징, 태양의 구조 및 별의 일반적인 성질, 우리은하의 구조와 구성원, 외부은하의 분류에 대해 이해한다..신비한 우주 : 태양계 탐사, 천동설과 지동설, 행성과 달의 관측, 행성의 운동, 별의 거리와 밝기에 대하여 이해한다..천체와 우주 : 지구의 운동, 좌표계, 행성의 운동, 별의 물리량, 별의 종류와 진 화, 우주론에 대하여 이해한다.2. 단원의 필수 학습 내용가. 지구가 둥글다는 증거를 제시하고, 지구모형을 이용하여 지구의 크기를 측정한다.나. 천체 망원경을 이용하여 태양과 행성을 관측하고, 최근의 태양계 탐사자료를 통하여 태양과행성의 특징을 조사한다.다. 다양한 기구를 이용하여 별을 관측하고, 별의 밝기와 등급을 관련짓는다.라. 각 계절별 별자리를 알아보고, 별자리 찾는 방법을 익혀서 관찰해 본다.마. 우리은하는 성단과 성운, 성간 물질로 이루어져 있음을 이해하고, 우리은하의 특성을 설명 한다.3. 단원의 개관과 배경우리가 사는 세계와 우주에 대한 생각은 인류문명과 함께 시작되었다. 초기의 우주관은 다분히 신화적인 요소가 강하여 인간세계의 길흉화복을 천체의 운동이나 변화로 설명한 흔적을 모든 문명에서 공통적으로 찾아 볼 수 있다. 하지만 여러 가지 경험적인 사실을 바탕으로 한 합리적인 우주관을 가지게 되면서 지구와 우주에 대한 넓은 시야를 가질 수 있게 되었다. 지구는 태양계에 속해 있는 작은 행성이며 태양도 수많은 별들로 이루어진 우리 은하를 구성0,000km라고 한다.)( 약 111 km )8. 에라토스테네스가 측정한 지구의 크기가 실제 지구의 크기와 다르게 측정된 이유에 해당하지 않는 것은 ? ( 1 )1 햇빛은 직진하지 않기 때문이다.2 지구는 완전한 구형이 아니라 타원체이기 때문이다.3 측량 기술이 발달하지 못하였기 때문이다.4 시에네가 정확하게 북회귀선 상에 있지 않았기 때문이다.5 두 도시가 동일한 경도선 상에 있지 않았기 때문이다.{1. 지전설조선 영조 때의 학자 홍대용이 주장한 지구의 회전설. 하늘이 만든 것에 모난 것은 없으며, 지 구는 둥글고 돈다 , 회전운동하는 지구상에서 인간이 그것을 느끼지 못한다 고 하였다.2. 회남자전한 시대 회남왕인 유안이 신하로 있는 여러 학자들의 서로 다른 사상, 학설, 지식, 도, 병법 등을 종합적으로 기록하여 편집한 논문집으로 주로 천문, 지리 등의 자연 현상으로부터 정치·처 세술 등 인사 일반과 각국의 풍속·습관, 고금의 신화·전설 등 다양한 분야에 걸친 내용을 다루 었다.3. 마젤란의 항해지구가 둥글다는 간접적인 증거는 많이 있지만 실제로 지구를 한바퀴 돌아서 그것을 증명하려 고 시도한 사람은 포루투갈인 마젤란(1480년경∼1521)이었다. 그는 1519년에 세계 일주 원정대를 거느리고 대서양을 서쪽으로 항해하여 남아메리카의 남단에 있는 파타고니아 해협(훗날 마젤란 해협으로 불림)을 통과하고 태평양을 횡단하여 필리핀에 상륙하였다. 휴식을 취하던 중 토착민들 의 습격을 받고 마젤란은 숨졌지만 그의 부하들은 1522년 귀국하여 지구가 둥글다는 것을 직접 증명하였다.4. 지구타원체프랑스의 천문학자 리셰는 북위 5°에 위치한 남아메리카의 섬 카이엔에서 관측을 하던 중 파 리에서는 정확하던 진자 시계가 하루에 약 2.5분씩 늦어지는 것을 발견하고 진자의 길이를 약 6mm 짧게 하였더니 정확히 맞았다. 그는 이러한 사실로 지구가 완전한 구가 아니라는 생각을 하였으나 증명할 수 없었다. 그 후, 뉴턴은 지구의 자전에 의한 원심력이 적도로 갈수록 크기 때 문에 위도의 65~70도에서 지구를 삥 둘른 원 모양으로 나타난다. 희미하거나 때때로 여러 가지 색을 띠는 오로라는 지표로부터 65km와 100km 사이에서 나타나는데, 그보다 낮은 곳에서 나타나기도 한다. 왼편 그림은 우주왕복선에서 관찰한 오로라의 모습이다. 그리고 위쪽 끝은 900km 높이까지 확장하기도 하는데, 오로라의 원은 보통 2~3km 두께이며, 단일 오로라일 때에는 동쪽에서 서쪽으로 수 km나 연장되기도 한다.오로라의 이야기는 태양과 그의 가스 체인 코로나로 시작된다. 코로나는 태양 대기층의 대부분을 차지하며, 온도가 200만 K 정도의 이온화된 가스들로 구성되어 있다. 코로나는 넓게 우주 공간으로 확장되어 있다. 코로나의 엄청나게 높은 온도는 빠른 속도로 그들을 확장시키며, 태양중력이안으로 잡아당기는 것보다 훨씬 큰 압력으로 팽창하게 한다. 태양으로부터 모든 방향으로 확장하여 밖으로 내뿜는 플라즈마의 흐름을 태양풍(solar wind)이라 하는데, 지구 궤도에 태양풍이 도착할 때에는 수백 km의 믿지 못할 속도로 돌진한다.5. 분해능 [分解能, resolving power]현미경 ·망원경 ·사진렌즈 등에서 관찰 또는 촬영하는 대상의 세부를 상(像)으로 판별하는 능력, 또는 분광기 ·질량분석기(質量分析器) 등에서 대상을 얼마나 세밀하게 분리할 수 있는지를 나타내는 수치. 분리능(分離能)이라고도 한다. 현미경 등 대상의 상을 얻는 목적을 가진 광학기기에서는 해상력(解像力)이라고도 한다. 분광기의 분해능은 파장이 접근한 빛을 2개의 스펙트럼선으로 분리할 수 있는 능력을 나타내며, 파장 λ 부근에서 분리할 수 있는 극한에 있는 2개의 스펙트럼선의 파장차가 Δλ 일 때, λ/Δλ 를 분광기의 분해능이라고 정의한다.질량분석기에서도 질량 m 부근에서 극한적으로 분리할 수 있는 2종의 이온 질량 차를 Δm라고 할 때, m/Δm을 분해능이라고 한다. 일반적으로 분광기의 분해능은, 프리즘분광기→격자분광기→간섭분광기의 순으로 크고 격자분광기에서는 스펙트럼의 차수(次數)너스라고 부른다.3. 화성태양에서 보아 네번째 궤도를 돈다. 붉은 빛을 띠고 있어, 예로부터 전쟁이나 재앙과 결부시켜 생각한 민족이 많다. 영어명 마르스(Mars)는 그리스신화에 나오는 군신의 이름이다.4. 목성금성 다음으로 밝아 -1.4등에서 -2.5등까지 변한다. 매우 밝기 때문에 서양에서는 로마신화의 주신인 주피터의 이름을 따서 불렀다.5. 토성약 1등성의 밝기로 황색으로 빛난다. 망원경이 발명되기 이전에 옛사람들이 알고 있던 5개의 행성(동양에서의 五星) 가운데 가장 바깥쪽에 있는 행성으로, 동양에서는 진성으로 불렸다.6. 천왕성1781년 F.W.허셜에 의해서 발견되었다.7. 해왕성1846년에 발견되었다. 이 행성 바로 안쪽의 행성인 천왕성(天王星)은 1781년 W.허셜에 의하여 발견되었지만 그 운동이 이론과 어긋났다. 이것은 천왕성보다 바깥쪽에 있는 행성의 인력에 의하여 천왕성의 운행이 교란되기 때문이라는 가정에 서서 U.J.르베리에가 거꾸로 미지의 행성의 위치를 추정하는 연구를 1846년 실행하였다. 그 결과에 바탕을 두고 베를린천문대의 J.G.갈레는 지정되었던 위치를 수색하여, 1846년 9월 23일 새로운 행성을 발견하고 해왕성으로 명명하였다. 이와 비슷한 연구는 영국의 J.C.애덤스도 하였다.8. 명왕성태양으로부터의 평균거리는 39.52AU(천문단위) 또는 약 59억km이다. 궤도면과 황도면의 경사각이 17.1°로 행성 중 가장 큰 값을 가진 특이한 존재이다. 평균밝기는 15등급이나 6.39일을 주기로 약 10%(0.11등급)씩 변한다. 지름 50cm 이상의 망원경을 사용해야 보인다.{{내용Web Site1태양계와 행성http://www.3jeong.com/astro/index.html2천체자료(곽충직)http://210.123.52.140/~kdh/3한국천문연구원http://www.kao.re.kr/neo/home/{단 원 명4. 별의 밝기와 등급차시8 /17학습목표.별의 밝기는 다양하다는 것을 이해하고, 실험도구를 제작하여 별의 밝기를 측 동교 사학 생자료 활용및 유의점시간(분)선수학습.별자리가 만들어진 과정은 어 떻고, 북극성 근처의 별자리를 찾는 방법을 안다..별자리를 익히고 북극 성을 찾는다.카시오페아, 큰곰자리프리젠테이션 자료5문제 및학습목표제시.봄철과 여름철에 주로 보이는 별자리 찾는 방법을 안다..봄철과 여름철의 별자 리를 찾는 방법을 조 사하고 대표적인 별자 리를 찾는다.프리젠테이션 자료5탐구 및자료수집.봄철을 대표하는 봄철의 대 삼 각형에는 어떤 별자리로 이루 어져있나..여름철 밤하늘은 강물처럼 은 하수가 흐르는데 그 주변의 대 삼각형의 별자리는.봄-목자자리 아크투르 스, 처녀자리 스피카, 사자자리 데네볼라.여름-백조자리 데네브, 거문고자리 베가, 독수 리자리 알타이르프리젠테이션및 이미지자료15탐구결과정리분석.각 별자리에 관련된 신화나 전 설을 조사하여 발표토록 한다..그림과 사진자료를 이용하여 각 별자리 찾는 방법을 정리.실제 밤하늘에서 별자리를 직 접 찾아 볼 수 있는 기회를 갖 도록 한다.별자리의 전설이나 신화를 학 생들이 관심을 갖도록 하되 획 일화시키지 않는다..대기오염 또는 도시의 불빛 등 으로 어두운 별들은 잘 보이지 않지만 밝은 길잡이별을 찾는 데 지름길이 될 수 있음을 시 사한다..관측 가능한 별자리는 몇 개?.각 별자리의 신화나 전설을 조사 발표.월별별자리, 월력, 성 도 등을 볼 수 있도록 노력한다..맑고 어두우면 별이 많이 보여 실제 관측 하기 힘들다..약간 흐리거나 광해가 약간 있을 때 대체로 밝은 길잡이별을 찾기 쉽다..총 88개의 별자리이고 황도상에 12개, 북반구 에 28개, 남반구에 48 개이다.프리젠테이션 및 이미지자료15형성평가차시예고.평가 문항 제시.차시 학습준비 설명전체 같이 발표프리젠테이션 자료5{단 원 명5. 사계절의 별자리차시13 /17학습목표.가을철에 주로 보이는 별자리 찾는 방법을 안다..겨울철에 주로 보이는 별자리를 찾는 방법을 안다.준 비 물.별자리판, 성도, 파워포인트자료단 계교수·학습 활동교 사학 생자료 활용및 유의점시간(분)선.
●미국의 교육제도(U. S. Education System)와한국의 교육제도(Korea Education System)미국에서는 연방정부의 교육부와 별도로 주 이하의 기관이 교육에 관한 권한을 가지고 학교를 운영하고 있으며, 주 산하에는 전국적으로 대략 1만7천개의 지방 교육구 즉,우리 나라에서는 학군이라고 할 수 있습니다. 대략 6만 2천개의 초등학교, 대략 4천4백개의 대학교가 있다고 합니다. 따라서 미국의 교육제도는 각 학교와 지방 교육 위원회가 교육에 관한 정책을 입안, 실시하는 지방 분권제를 따르고 있다고 할 수 있고, 우리 나라의 문교부 발표 자료에서도 이러한 사실을 언급하고 있으며 발표자료에 따르면 미국 교육은 주 정부의 권한이므로 미국 내에는 수백개의 교육제도가 존재하며, 주 정부마다 교육제도가 다르고, 같은 주의 지방별로도 교육제도가 다르므로 전국적으로 획일화된 교육 제도는 없다고 합니다.미국의 교육기관을 학생 연령과 비례해서 살펴보면 우리 나라의 나이보다 한 두살 적게 표시하는 미국연령 기준으로 보통 3세 이전의 아이는 아이방이전 과정의 유아시설에 다니며, 3 ~ 4세 정도의 아이는 아이방 또는 보육원이나 탁아소, 4 ~ 5세 정도의 아이는 유치원, 6세부터는 초등학교를 다닙니다. 따라서 미국의 의무교육은 우리 나라의 초등, 중, 고등학교의 교육에 해당하는 초등학교와 중등학교 교육 과정까지 12년 정도의 기간이라고 할 수 있으며, 의무교육을 마친 학생은 대학교에 진학을 하거나 취업을 합니다. 특히, 미국 학교는 보통 8월말이나 9월초를 기준으로 새로운 학기를 시작해서 6월에 끝나며, 운영주체에 따라서 사립학교와 공립학교로 구별이 가능하며, 특수학교, 예를 들면 영재 프로그램이나 장해인 대상 프로그램을 운영하기도 하며, 외국인을 위한 영어 프로그램을 운영하기도 합니다.한국의 교육제도는 모두가 겪어서 알기 때문에 간단하게 정의 하겠습니다. 우리 나라의 교육제도는 건국이후로 민주주의 교육원리를 도입하여 형성되었다. 그 동안 부분적으로 수정·보완 되었지만, 그 기본 골격은 그대로 유지되고 있다. 즉 한국의 교육제도는 단선형의 6-3-3-4제의 기간학제와 이를 보완하고 사회교육적 성격을 지니는 방계학제로 형성되었다. 전통적으로 교육을 중시해온 한국은 이러한 교육제도 속에서 교육을 통한 사회적 이동과 사회에 필요한 인력을 양성하는데 초점을 두었다.80년대 이후 국제정치 및 경제질서는 새로운 양상으로 변모하고 있다. 세계각국은 국가발전을 위해서 경쟁적으로 교육개혁을 실시하고 있다. 이는 각 사회가 지니고 있는 사회문제와 요구를 교육을 통해 해결하고, 국제 경쟁사회에 있어서 국가의 위기를 교육을 통해 극복하려는 시도로 볼 수 있다. 한국의 경도우 지난 10여년간 교육개혁기구를 설치해 그 동안의 교육이 지니고 있던 문제점 해결과 국가발전을 위한 다각도의 연구와 조사가 진행되고 있다.모두가 알다시피 한국의 교육기관의 분류는 초등교육6년, 중학교 3년, 고등학교 3년으로 이루어지고 있다. 중학교는 초등학교에서 받은 교육의 기초 위에 중등보통교육을 하는 것을 목적으로 하며, 고등학교는 중학교에서 받은 교육의 기초 위에 고등보통교육과 전문교육을 하는 것” 을 목적으로 한다.현행 중등교육은 단선제의 학제 속에서 이루어지고 있는데, 이는 일제하(1910-1945) 복선형이었던 것을 미군정하(1945-1948)에서 민주형으로 단선화 한 것이다. 1948년 12월 31일 공포된 교육법에 따라 현행의 중등교육이 제정, 51년 교육법이 개정되면서 3-3제가 굳어지게 되었다. 61년에는 중고등학교 통합론이 제기되기도 했으나 제도 개편까지는 이르지 못했고 기존교육제도가 더욱 확고하게 유지 되었다.■미국과 한국의 초등, 중등, 고등학교 비교미국의 초등학교(1~6학년)는 엘리멘터리 스쿨(Elementary school)또는 그래머스쿨 이라고 불리고 있고, 한국과 미국의 초등학교는 똑같이 교사 한사람이 한 학급을 맞고 있지만 우리나라도 지금은 줄어드는 추세지만 한 학급에 학생수가 40~50명하는 거에비해 미국의 초등학교는 지역에 따라 학급당 20명 또는 30명 내외의 학생들이 함께 공부하고 있다. 그리고 한국과는 다르게 음악이나 미술과 같은 예능 과목에는 별도의 교사를 두는 학교들도 있다. 한국과 미국의 초등학교는 공립학교의 수업료는 무료이며 교과서도 학교에서 빌려주거나 무상지급한다. 한국은 점심은 각자 준비를 해오거나 급식비를 납부함으로서 학교에서 주고, 미국도 점심은 각자 지참케 하거나 학교에서 실비로 지급하기도 하므로 학생은 개인 학용품만 준비하면 된다. 한국은 초등교육은 사립학교가 없지만 미국의 사립학교는 시험이나 서류전형, 구두시험등을 통해 입학이 가능하다.다음으로 중학교는 한국은 다시 1학년이 되어 3년동안 교육을 받아 인문계와 실업계로 나뉘어져 고등학교를 지나 대학진학을 할것인지 기술을 쌓아 직업을 갖을 것인지 선택을해야 한다. 미국은 7~9학년으로 보통 주니어 하이스쿨(Junior High School)또는 인터미디엇 스쿨(Intermidiate School)로 불리고 중학교는 우리나라와는 달리 우리나라의 중 1,2학년에 해당하는 7,8학년만 있는 학교가 대부분이다. 지역에 따라 9학년까지 있는 학교도 있으나 이 경우는 고등학교의 1학년(freshman)으로 취급되는 것이 상례이다. 미국에서는 중학교부터 우리나라 대학식으로 학생각자가 강의에 맞춰 학과 교실을 찾아가 수강하게 되어 있으며 다만 홈룸(Homeroom)이라는 것이 있어 학급 편성화되어 있다는 것이 다르다.마지막으로 고등학교는 한국은 역시 1학년이되어 3년간 교육을 받고 대학진학의 수능시험을 치룬다. 수능은 지금까지 배운 과목의 전부를 보는 것으로 4가지 영역으로 묶어 시험을 치룬다. 미국은 9~12학년으로 성인교육의 무대로 여기는 곳이 미국이므로 미국의 고등학교들은 대학진학을 위한 교육 외에도 직업인을 양성하는 각종 커리큘럼을 제공하고 있다. 예를 들자면 대학에 진학할 학생들은 주로 교양과목이나 수학등에 치중하고 고교 줄업후 오피스 직업을 원하는 학생은 회계학, 경영학등을, 기술계통 직업을 원하는 학생들은 공업을 택하게 된다. 미국의 학교들은 이런 모든 과목들을 개설하고 있으며 만약 자체내에 이런 과목이 없으면 이를 가지고 있는 다른 학교와 연계해 학생들에게 관련 과목수업을 제공하고 있다. 이런 고등학교 중에서도 특히 대학진학에 역점을 두는 학교들은 대학진학 예비학교(College Preparatory School)라 부르며 사립학교 중에 이런 학교가 많다. 대학 입학을 위해 고등학교때 치러야 하는 SAT, PSAT, AT, ACT등 각종 시험은 다음과 같다.
제 2 장 판구조 및 판구조론판구조론의 뿌리는 20세기 초에 주장된 대륙이동설에 있다. 대륙이 이동했다는 가설은 많은 관심의 대상이 되었지만 대륙을 움직이게 하는 거대한 힘을 설명하지 못해 가설로 끝나 버리는 듯 했다. 그러나 1950년대에 들어서 대륙이동설은 극적으로 부활하게 되고, 해저확장설, 판구조론으로 이어지는 20세기 최대의 지구 과학적 혁명을 이루게 된다. 지구내부에서 맨틀이 대류라는 운동을 계속하는 한, 맨틀 위에 놓인 판은 끊임없이 움직이면서 지구의 모습을 변모시켜 갈 것이다. 서로 상대적인 운동을 하고 있는 판들의 생성, 소멸, 충돌로 인하여 지구의 표면은 강한 생명력을 지닌 채 약동하고 있다는 사실을 우리들에게 일깨워 준다.1. 판구조론(Plate Tectonics)지구표면이 수개 또는 십여 개의 판으로 구성되어 있으며, 그 판들이 거의 변형 없이 대규모의 수평이동을 하고 있다는 이론으로 지구상에서 일어나는 지질현상들을 판들 간의 상호작용 및 판의 생성, 진화라는 견지에서 총체적으로 설명 가능한 이론이다.그렇다면 판이란 무엇이며 어떠한 과정을 거쳐 판구조론이 탄생하였는지 그 역사 속으로 들어가면....1.1 대륙이동설 이전의 지구에 대한 생각-16C 지도제작 이후 해안선에 대한 의구심-19C 지구수축설 주장: 용융상태에 있던 지구가 냉각되면서 압축력이 작용--산맥, 지진은 부분적으로 설명가능. 그러나 ....-20C 초 지구팽창설 주장: 지구내부의 방사능붕괴로 뜨거운 상태유지, 따라서 지구는 계속 팽창-지각균열, 화산활동, 해안선유사 설명가능. 그러나.......-베게너의 수축설 및 팽창설에 대한 의문: 조산대의 성인(소위 지향사이론: 교과서 그림 2.1)으로 Mountain range의 분포가 공간적, 시간적으로 Uniform하지 않음에 착안(그림 2). 즉, narrow and curvilinear belts와 조산운동의 주기성(일명 Wilson cycle이라고 함)을 볼 때 이는 수축설로 설명 불가능, 그리고 팽창설은 산맥의 형성에 관하nce (그림 2, 6)- S. Africa의 Cape Mountains (Permian 습곡산맥)과 Sierras of Buenos Aires: 암석성분과 구조 유사- Caledonian system(Sil-Dev.) in Norway, Scotland 그리고 Appalachins 산맥의 암석 및 구조 유사- 아프리카와 남미의 large ancient rock blocks (shield)의 matching 등, 지질학적 증거는 수없이 많음⇒ 이는 찢어진 신문지 조각 맞추기와 같음-한 줄만 맞아도 확률이 크나 n줄이 맞게 되면 확률은 n승 으로 증가ⓓ Palaeoclimatological Evidence (그림 7,8,9)- 과거에는 석탄-페름기의 빙퇴석(tillites, 그림 9)의 분포를 기후 변화인 것으로 설명. 그러나 미국-중국에 걸치는 석탄층(coal deposits)의 분포사실과 부합되지 않음을 발견. 또한 이 석탄층내 식물화석이 tropical type.⇒ 그러나 각 대륙을 Pangaea로써 합치면 빙하의 영향을 받은 지역이 일정한 범위로 한정된다. 또한 coal, desert sandstone, glacier, gypsum, rock salt등의 고기후를 제시하는 퇴적층의 분포가 잘 설명됨⇒ 방법: tillites의 분포와 이동방향으로부터 South Pole을 구해내고, 90도 떨어진 점을 연결하여 적도를 그림ⓔGeodetic Observation- 빙하기 동안 Greenland와 Europe이 연결되었으리라는 가정.- 베게너 자신이 직접 두 지역사이의 경도를 측량했던 값이 재측량할 때 마다 달라짐을 발견.- 잠정적인 계산 결과 drift rate - 수 10m/yr이상의 다섯 가지 증가가 베게너의 주장이었음.ⓕAPWP: 겉보기 고지자기극의 이동- 1950년대에 와서 대륙이동설의 부활을 도운 고지자기학적 연구의 결과인 APWP (Apparent Polar Wander Path)(그림 10).-고지자기학적 연구: Himalaya 산맥의 형성은 In서 해결그림 12. 베게너의 이론에 대한 반론: 대륙의 이동의 한계에 대한 모식도1.3. 해양저 확장설- 1928년 홈즈의 열대류설 주장(그림 13)과 1950년대 고지자기학의 도움으로 대륙이동설은 널리 수용되기 시작.- Dietz와 Hess의 주장: 1960년 초 거의 같은 시기에 중앙해령 아래에서 솟아오르는 고온의 맨틀 물질이 새로운 해양지각을 만들며, 이것이 해령양쪽으로 수평이동하며 멀어져 간다는 가설(해저확장설)을 세움 (그림 14)- 바인, 매티우스, 몰리의 검정작업: 해양지각의 자화(magnetization)의 연구결과 발표(그림 15).그림 13. 홈즈가 그린 맨틀 대류의 모습그림 14. 지각이 갈라져 해저가 확장되는 모습 그림 15. 북미 북서쪽 해안에서 관찰되는고지자기 역전의 띠- 1960년대에 들어서 열류량, 지형적 특징, 지진활동, 지진파 속도, 중력탐사, 자력탐사 등의 조사로 아 래의 사실을 알게됨.- 해양저 확장설의 증거지자기 역전과 띠모양의 지구자기 이상대열류량해양지각의 나이밀도해양저 퇴적물의 두께와 해저판의 두께 변화수심2. 지구내부의 구조와 구성지표에서 관찰되는 대규모 지질구조 (판구조)와 지구물리자료들로부터 지구의 내부구조 규명2.1 고전적 구분- 지구의 내부구조를 지진파의 종류와 속도, 중력장에 의한 밀도로 3부분으로 나눔(교과서 그림 2.3)구 분깊 이(km)물질의 상태밀 도(g/cm3)구성물질비고지각대륙지각2-70고체2-3규산염 광물질량 1%부피 2%해양지각맨틀상부맨틀30-640고체3.3-5.8Mg, Fe 풍부한 규산염 광물질량 68%부피 82%하부맨틀640-2900핵외핵2900~5100액체10-12Fe, Ni질량 32%부피 16%내핵5100~6380고체- 하부로 갈수록 고밀도. 밀도차이는 화학성분의 차이에 기인한 것으로 봄2.2 현대적 구분- 1960년 이후 우수한 성능의 지진계 개발로 정밀한 지구내부의 지진파속도 분포 규명- 지구내부를 물리적 상태에 따라 구분 가능 (교과서 그림 2.4)- 강한 고체, 약한 고체, 액체상으로 변화는중간권 구간- 암권 : 지각과 상부맨틀로 구성 - 모호면- 모호면 : 화학성분을 달리하는 불연속 경계면으로 하부지각은 약 50%의 규산염을 함유한 반려암으로 상부맨틀은 약 30%의 규산염을 포함하는 감람암으로 구성- 맨틀내의 경계 : 불명확한 애매한 경계를 보이며, 지진파 속도도 약간의 차이만 인지.일본의 지진학자들은 약권과 중간권 사이는 화학성분의 차이로 주장그러나 최근 상전이의 변화로 규명됨 (2002, Nature, 심상헌)지난 2002년 11월 31일자 과학잡지 “Nature”지에는 한국의 젊은 지질학자가 깊이 660km에서 광물의 결정구조가 바뀐다는 것을 실험을 통해 증명했다. 이로서 상부맨틀과 하부맨틀은 화학조성이 동일하며 함께 대류하고 있다는 이론이 입증됐다. 미국 프린스턴대 심상헌 박사와 토마스 더피 교수는 맨틀의 주성분을 이루는 광물인 Mg2SiO4가 깊이 660㎞가 되면 결정구조가 바뀐다는 사실을 발표했다.맨틀은 지구 내부 깊이 35~2900㎞에서 대류하면서 지각을 서서히 이동시키고 있다. 지구물리학자들은 이미 1930년대에 깊이 660㎞를 경계로 지진파의 속력이 10% 가량 갑자기 빨라지는 현상을 발견했지만(그림 16), 그 원인에 대해서는 논란이 계속돼 왔다. 상부와 하부 맨틀이 660km를 경계로 화학적 조성이 완전히 달라 서로 물질의 이동이 없이 따로 대류한다는 '화학조성 경계면설'과 상부와 하부맨틀의 화학적 조성이 같아 함께 대류하되 660km 깊이에서 결정구조만 변한다는 '상전이 경계면설'이 대립돼 왔다.지난 3년 동안 심 박사는 두개의 0.2 캐럿 크기의 다이아몬드 사이에 광물을 넣고 레이저로 가열을 하면서 엄청난 힘으로 누를 수 있는 고온고압실험법을 개발해왔다. 지하 660㎞와 똑같은 25만 기압, 2300℃의 상태를 재현하기 위해 고온고압실험을 실시한 결과, 실제로 660 km 깊이의 온도 압력조건에서 광물은 상전이가 일어나면서 높은 밀도를 지닌 광물로 변해 기존의 '상전이 경계면설'이 옳았음을 입증했다.한편, 지난그림 17. 판경계의 종류와 지형3.1 판의 구조: 활성대와 안정지역으로 나뉘며, 판은 하나의 강체판(탄성체)으로 인식 됨.3.2 판이란(그림 18): 지각+맨틀의 상부권인 암권으로 대륙판과 해양판으로 나눌 수 있으며,평균 두께는 약 100km.- 연약권은 지진학적으로 저속도층에 해당- 암석권의 강력한 힘은 연약권으로 침강 가능⇒ 대륙과 하부 암석의 마찰력에 의한 저항문제 해결⇒ 해구(trench, Benioff zone, subduction zone)의 발견으로 해저확장설에서의 문제(지속적인 확장은 무한대의 해저지각을 만들 것임)를 해결.3.3 판의 경계의 유형: 판경계의 종류와 특징(교과서 그림 2.11)3.3.1 발산경계(확장경계):- 새로운 암석권이 생성되어 판이 성장하는 곳(교과서 그림 2.13, 2.14)-해령(그림 19, 20), 확장축의 생성지역(그림 21), 대륙열곡지역(Basin and Range)(교과서 그림 2.15)- 지자기기록과 판의 이동속도: 상대속도와 절대속도(그림 22 참조)- 판이동 속도의 변화:대륙암석권의 크기와 관련(교과서 그림 2.9)구면상에서 일어나는 운동의 기하학적 형태와 관련구면에서의 확장축과 확장극(Euler pole)(그림 23)- 판의 이동속도의 차이로 인해서 나타나는 현상!!!해양지각의 폭은 확장극으로부터 거리에 비례(그림23)확장경계의 연장선이 확장극을 지나는 것(그림23)변환단층은 확장극을 중심으로 하는 위도선과 평행- 해저지형: 해령과 해양저해령: 해령의 형태는 확장속도에 좌우해양저: 열팽창과 열수축의 효과로 해저면의 고도와 수심이 변화- 화산활동과 지진(교과서 37-44p)- 발산경계의 예 : 대서양중앙해령, 인도양해령, 홍해, Basin & Range, 등등그림 19. 해령의 분포도 그림 20. 발산(확장)경계의 예: Iceland그림 22. 판의 상대속도와 절대속도의 구분:그림21. 발산경계의 예: Red sea (확장축의 생성)위 그림 22에서 지자기 시간선의 간격이 해저산맥의 양쪽에서 대칭적으로 경사각
{지질학특강━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━고지자기학{ ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━지질학특강고(지)자기학(paleomagnetism)고지자기학(palaeomagnetism)이란 암석 내에 기록되어 있는 과거의 지구자기장을 연구하는 학문으로, 맨틀과 핵간의 상호작용에서부터 지각의 이동 및 변형에 이르는 지질 작용에 대한 유용한 정보를 제공한다. 지구 내부에서 일어나고 있는 동적인 변화로 인하여 지구 표면을 덮고 있는 대륙과 해양지각은 지질시대를 통하여 끊임없이 그 상대적인 위치가 이동되어 왔다. 고지자기학은 해양지각과 대륙의 이동ㆍ충돌ㆍ봉합 과정과 이로 인한 대륙의 성장과 산맥 형성의 역사를 규명하고 있다. 특히 고지자기학은 베게너의 대륙이동설을 부활시켰으며 대양저확장설, 판구조론 등과 같은 지구과학의 혁명적 이론을 확립하는 데 중요한 역할을 해왔다. 또한 고지자기학은 지구자기장의 기원, 지층의 층서대비, 지층의 연대, 지구조의 발달, 고고학적 자료의 대비와 시기 결정 등과 같은 다방면의 연구에 응용되고 있다. 우리 나라에 고지자기학적 연구가 시작된 시기는 1980년대로서 서구의 1900년대에 비해 상당히 늦었지만 한반도가 고생대 말에 적도 부근에 위치했었고, 이후에 점차 북상하여 현재의 위치에 도달하였다는 증거를 제시하는 등 활발한 연구가 진행중이다. 고지자기학은 물리학을 이론의 기반으로 하여 지구과학에 응용하는 학문으로서 두 학문간의 올바른 이해와 원활한 교류가 필요하다고 판단되어 고지자기학의 원리, 방법, 응용분야, 그리고 우리나라에서 지금까지 수행된 연구들에 대하여 간략히 소개하고자한다.지구자기장과 3요소{지구는 하나의 거대한 자석과 같고 그것은 모든 것을 투과하며 보이지 않는 하나의 거대한 막(자기장)을 형성한다(그림 1). 거의 모든 사람들은 조그만 자석이나 나침반을 사용해 본 기억을 가지고 있을 것이다. 만약 작은 자석이 지구자기장에서 자유롭게 움직일 수 분으로 나눌 수 있다. 수평성분과 전자력 사이의 각을 복각(Inclination,{I)이라 하고, 수평성분과 지리적 북쪽과 이루는 각을 편각(declination, D)이라 한다. 복각은 -90도에서 +90도의 범위의 값을 가지며, 지구중심 쪽의 값을 양의 값으로 정의 한다. 편각은 0도에서 360도 범위의 값을 가지며, 시계 방향의 값을 양의 값으로 정의한다.그림 2. 지자기의 3요소: 편각, 복각, 전자력한편, 편각은 지리상의 북극인 진북과 자침의 N극이 가리키는 자북 사이에 이루는 각을 말하는데, 실제 자극이 지리 축으로부터 약 11°기울어져 있기 때문에 관찰자의 위치에 따라 동쪽 또는 서쪽으로 약간 벗어난다. 예를 들어, 서울은 진북에 대하여 서쪽으로 7°편향되어 있으며, 미국 캘리포니아의 편각은 동쪽으로 20°이다. 한편, 복각은 자장(磁場)과 지구 표면이 만드는 각 (그림 8)으로 복각(I)과 위도(λ) 사이에는 단순한 관계식인 tanI =2tanλ가 성립하는데, 위도가 높아질수록 복각도 커진다. 예를 들어, 서울의 복각은 53°인데 이로부터 서울의 위도 37.5°를 구할 수 있다.{{, {{{현재 지구자기장고지자기 연구에 중심이 되는 중요한 개념 중의 하나는 적어도 수천년 이상의 오랜 기간 동안의 평균 지구자기장은 마치 지구 중심에 지구 회전축과 평행하게 놓여 있는 쌍극자에 의한 자기장과 유사하다는 것(그림 3)으로, 이 쌍극자를 지구중심축쌍극자(geocentric axial dipole)라 한다(그림 4).그러나 실제 현재지구자기장(present geomagnetic field)은 지구중심축 쌍극자에 의한 자기장에 비해 복잡하다. 관측된 자료의 분석에 의하면 자기모멘트가 약 8×1022Am2이고 그 축이 지구의 지리적인 축(geographical axis)과 약 11.5˚ 기울어져 있는 자기쌍극자(magnetic dipole)가 지구 중심에 위치하여 있을 경우, 이 자기쌍극자에 의한 자기장이 실제 관측된 지구자기장과 가장 적절하게 일치한다. 이 중심에서 최적 중심쌍극자 축에 수직인 면이 지구 표면과 만나는 선을 지자기적도(geomagnetic equator)라 한다. 지자기적도는 지리적 적도와 일치하지 않으며, 지자기적도를 기준으로 북반구에서는 양의 복각을 남반구에서는 음의 복각을 갖는다. 현재의 지자기북극(geomagnetic north pole)은 79.3˚N, 71.5˚W에, 지자기남극(geomagnetic south pole)은 79.3˚S, 108.5˚E에 위치한다. 그러나 실제로 복각값이 ±90°로 관측된 지점은 지자기극과 일치하지 않으며, 이점을 자극(magnetic pole)이라 한다. 북자극과 남자극은 각각 약 79.0˚N, 105.1˚W와 64.7˚S, 138.6˚E에 위치하여, 지구 중심에 대하여 서로 반대에 위치하고 있지 않다. 만약 지구자기장이 최적 중심쌍극자에만 기인한 것이라면 지자기극과 자극의 위치가 일치할 것이다. 그러나 두 자극의 위치가 일치하지 않는 사실은 실제 지구자기장이 최적쌍극자에 의한 자기장 이외의 다른 영향이 있음을 지시한다.쌍극자를 지구 중심이 아닌 지점에 위치시키면, 이에 의한 자기장이 지구 중심에 위치한 최적쌍극자보다 약간 더 지구자기장과 잘 일치한다. 이러한 쌍극자를 최적 편심쌍극자(best-fitting eccentric dipole) 혹은 간략히 편심쌍극자(eccentric dipole)라 하며, 지구 중심에서 북서 태평양 방향으로 약 500 km 떨어진 지점에 위치{그림 5. 지구자기장을 가장 적절하게 나타내는 최적 쌍 극자 모델. 지자기극, 자극, 지자기적도, 자기적도의 위치도 표시되어 있다(McElhinny, 1973).한 최적 편심쌍극자에 의한 자기장이 현재 지구자기장과 가장 잘 일치한다.평균적으로 실제 지구자기장의 약 90 %를 편심쌍극자 혹은 최적쌍극자에 의한 자기장으로 설명이 되며, 이러한 성분을 쌍극자기장(dipole field)이라 한다. 실제 관측된 지구자기장과 쌍극자기장과의 차이를 비쌍극자기장(nondipole field)이라 수가 있다. 비쌍극자기장을 설명하기 위하여 방사상 형태로 외핵의 상부에 배열된 쌍극자들을 방사상쌍극자(radial dipole)라 한다. 방사상쌍극자 모델은 비쌍극자기장의 근원이 액체 상태의 외핵이 맨틀과의 경계부에서 발생하는 소용돌이 형태의 흐름(와동류, eddy current)에 기인한 것임을 제시한다.{그림 6. 인공위성에 의한 지구자기장의 측정으로 얻은 복각의 분포(IGRF 1990)지구자기장의 변화지구자기장의 연속적인 관측 기록은 지구자기장이 점이적으로 시간에 따라 그 방향과 각도가 변화함을 보여준다. 지구자기장의 변화 중 주기가 짧은 변화를 일변화(diurnal variation)라 하며, 평상시에는 하루에 수십 r 정도(평균 약 25 r)의 주기적 변화를 보인다. 그러나 태양의 흑점활동과 관련된 것으로 알려진 자기폭풍(magnetic storm)이 있으면 수시간 내에도 수백 r의 불규칙한 변화를 보인다. 자기폭풍은 보통 수일간 지속된다.{그림 7. 지구의 자기권. 지구자기장이 태양풍 영향에 의 해 한쪽으로 편향된 형태를 보인다수년에서 십만 년 정도의 긴 주기를 가지는 지구자기장의 변화를 영년변화(secular variation)라 한다(그림 8). 세계 여러 지역에서 관측한 지구자기장의 기록에 의하면, 지리적으로 비교적 근접한 지역에서 관측된 영년변화의 기록은 거의 동일한 변화 양상을 보여주나(예 서울과 동경), 지리적으로 멀리 떨어진 지역 간에는(예: 런던과 보스톤) 그 변화 양상에 차이가 있다. 이러한 관측으로부터 외핵 내에 존재하는 비쌍극자기장의 근원을 설명하는 방사상쌍극자의 크기를 추정할 수 있다. 쌍극자기장의 주기는 주로 수백 년에서 수만 년 사이의 주기를 보여주며, 비쌍극자기장은 수천 년보다 짧은 주기를 가지며 변화한다. 그러므로 일반적으로 비쌍극자기장이 쌍극자기장보다 짧은 영년변화 주기를 갖는다.{그림 8. 영국 Greenwich에서 관측한 지구자기장의 영년 변화 기록오랜 기간의 지구자기장 기록을 관찰함으로써 지구자기장의 이상대와 같 어느 점에서 적어도 수천 년 이상의 지구자기장 변화를 평균하면, 비쌍극자기장에 의한 영년변화가 상쇄되어 평균 지구자기장은 쌍극자기장과 거의 일치하게 된다. 과거의 지구자기장 기록에서도 이와 유사한 현상이 관찰된다.그림 9는 과거 2000년 동안의 8지역의 지구자기장 기록을 100년 단위로 평균을 하여, 이로부터 계산한 북자극의 위치를 도시한 것이다. 100년 단위별 평균값 계산은 지구상에 넓게 분포되어 있는 여러 지역의 값을 평균한 것이므로, 비쌍극자기장의 영향은 소멸되어 계산된 평균값은 쌍극자기장의 값을 나타낸다. 그러므로 쌍극자기장에서도 영년변화의 기록이 관찰됨을 알 수 있다. 과거 2000년동안의 북자극의 위치는 지리적 북극 주위에서 무질서하게 변화한 것으로 나타나며, 이들의 평균 위치를 계산하면 지리적 북극과 일치한다. 이러한 현상은 적어도 수천년 이상의 기간 동안 평균한 지구자기장은 지구중심축에 위치한 쌍극자에 의한 자기장과 일치한다는 지구중심축 쌍극자 가설(geocentric axial dipole hypothesis)을 뒷받침하며, 이것은 고지자기 연구에 매우 중요한 가설이다.{그림 9. 과거 2000년 동안 북자극 위치의 변화 기록. 원은 각 북자극 위치의 95% 신뢰도를 나타내며, 검 은 사각형은 2000년 동안의 평균 북자극 위치를 도 시한 것이다(Butler, 1992).영년변화는 지구자기장의 방향뿐만 아니라 강도의 변화에서도 관찰된다. 1835년 Gauss에 의하여 지구 쌍극자기장의 강도가 최초로 계산된 후, 쌍극자기장의 강도가 매년 약 0.05% 정도 감소함이 관찰되었다. 만약 이러한 속도로 지구 쌍극자기장이 감소를 계속할 경우, 앞으로 약 2000년 후에는 거의 소멸될 것이다. 고지자기 연구에 의하면 이러한 쌍극자기장 강도의 감소 경향은 지구자기장의 극성변화(polarity change, 역전현상)을 제시하고 있어, 일부 학자들은 이러한 현상이 지구자기장의 극성변화가 임박하였음을 의미한다고 생각하고 있다.{그림 10. 지난 100001).