지구과학

패트리샤 반스 스바니 , 토머스 E. 스바니 지음 | 곽영직 옮김

작은책방 2017년 05월 27일 출간 종이책 : 2014년 04월 11일 출간

작품소개

책소개

누구나 알아야 할 지구에 관한 모든 지식을 총망라하다!

한 권으로 끝내는『지구과학』. 현재 논픽션 작가이자 연구원으로 활동 중인 토머스 E.스바니와 논픽션과 과학 소설/미스터리 작가로 활동 중인 패트리샤 반스 스바니가 46억 년 지구의 역사와 발자취를 따라 과거의 우리, 현재의 세계, 그리고 미래의 모습을 살펴본 책이다. 역사적 사건, 자료, 인물, 지구과학의 다양한 이론부터 생활 속 지구과학의 활용까지, 재미있는 지구과학의 세계를 만나볼 수 있다.

이 책은 지구의 탄생과 기원, 우주 속 지구, 태양계, 지구의 내부 및 대륙의 이동과 판구조론, 광물, 암석, 화석, 화석 연료, 물과 천연자원 그리고 살아 있는 산과 산맥 등 누구나 알아야 할 지구에 관한 모든 지식을 담고 있다. 쓰나미와 해일이 지구에 미치는 영향, 가장 깨끗하게 연소되는 화석 연료, 과학자들은 지구의 긴 역사를 어떻게 추적하는지 등 우리 뒷마당에서 우주에 이르기까지 과학에 대한 흥미로운 1,100개의 질문에 답을 제시한다.

목차

머리말 8
감사의 말 10


1장 지질학 개요 11
지구 공부하기 11 지질학의 역사 14
유명한 지질학자들 16


2장 지구 측정하기 26
지구의 모습 26 숫자로 본 지구 30
시간 추적하기 41 야외로 나가자 48


3장 우주에서의 지구 53
지구와 우주 53 태양계의 형성 55 초기의 지각 59
지구와 태양 61 어머니 지구, 딸 달 66 지구와 우주 잔해물 73
생명을 위한 적당한 장소 78


4장 지구의 층들 85
지구의 내부 85 지각과 맨틀 그리고 핵 89
지진과 지진계 96 대륙의 이동과 판구조론 100


5장 광물에 대한 모든 것 114
광물의 형태 114 결정학 130
몇 가지 광물 자세히 보기 136 보석을 가득히 141


6장 암석 가족 153
암석의 분류 153 암석 가족 166 채광 176


7장 암석 속의 화석 189
화석의 역사 189 화석의 형성 194 화석의 연대측정 206
공룡, 인류, 그 밖의 유명 화석들 210


8장 화석 연료 218
화석 연료의 기초 218 석유 제품 223 천연가스 탐사 233
석탄 캐기 238 오늘의 문제, 유한한 미래 243


9장 침식하는 지구 247
표면 침식 247 매스 웨이스팅 257
바람에 의해 이동되는 모래와 사막 266 토양 269


10장 산맥 만들기 272
산맥은 어떻게 형성되는가? 272 산의 역사 277
산의 진화 282 잘 알려진 산맥들 284

11장 지질학과 물 288
물에 대한 통계 288 하천과 강 291
호수와 지하수 299 홍수 308


12장 얼음 환경 314
얼어 있는 지형 314 빙하 320 빙하의 특징 329
빙상 336 빙하기 340


13장 지진 조사하기 347
지진의 역사 347 지진 정의하기 350 지진 측정하기 357
지진의 위험과 피해 367 유명한 단층과 지진 374


14장 화산분출 378
화산의 역사 378 화산 정의하기 382 해저 화산 394
화산 측정하기 401 세계의 화산들 402


15장 동굴 탐사하기 411
지하 탐사하기 411 동굴의 이해 415 그 밖의 동굴들 421
공통적인 동굴 지형 423 쉬운 동굴 탐사 425


16장 지질학과 대양 430
해양 설명하기 430 조석작용 433 해안을 따라서 438
해안선 너머 443 심해 448
지구 온난화, 해양, 그리고 지질학 453


17장 지질학과 태양계 457
태양계 만들기 457 곳곳에서 일어나는 충돌 461
지구는 다른 행성과 어떤 점이 유사한가? 469
지구는 다른 행성들과 어떻게 다를까? 474


18장 북반구의 중요한 지형들 481
빙하 지형 481 산맥 484 화산 488 지각 이동의 증거 494
큰물과 큰 강 496 고원과 사막 502 다른 지형들 503


19장 남반구의 중요한 지형들 505
산맥 505 화산 506 빙하와 얼음 510
큰물과 큰 강 513 해안에서 떨어져서 515 다른 지형들 519


용어 설명 521
부록 524
찾아보기 528

책 속으로

지구 자기장의 방향이 반대로 바뀐 적이 있는가?
그렇다. 고대 암석 분석 자료를 통해 과학자들은 지구 자기장의 북극과 남극이 여러 번 뒤바뀌었다는 것을 알아냈다. 북극이 남극으로 바뀌는 자기장 반전은 수천 년에 걸쳐 완성되는 것으로 보인다. 한 번 반전이 일어난 다음에 안정 기간은 약 20만 년 정도 지속되는 것으로 보인다. 아직 아무도 자기장 반전이 왜 일어나는지 이해하지 못하고 있다. 이것을 설명하는 이론들 중에는 하부 맨틀 온도의 변화가 원인이라는 이론, 육지 질량이 평형을 이루지 못하기 때문이라는 이론 등이 있다. 실제로 대부분의 대륙이나 육지가 북반구에 분포하고 있다.
흥미로운 점은 현재의 북극과 남극을 만든 마지막 자기장 반전이 78만 년 전에 있었다는 것이다. 과학자들은 현재 지구장이 서서히 약해지고 있다고 믿는다. 즉 우리는 기간이 이미 지난 자기장 반전을 향해 가고 있는지도 모른다. 과학자들은 자기장의 극과 지리적인 극이 멀어졌을 때 자기장의 반전이 일어나는 것으로 보고 있다. 현재가 바로 그런 경우이다. 누구도 자기장 반전이 언제 일어날지 알 수 없다. 그러나 아마도 우리가 살아 있는 동안에는 일어나지 않을 것이다. 연구자들은 우리 조상들이 몇 차례의 자기장 반전을 겪고도 살아남았다는 것을 알고 있다. 실제로 어떤 과학자가 말했듯이 자기장 반전의 영향은 단지 새로운 나침반을 사는 정도에 불과할지도 모른다.

탄생석이란 무엇인가?
탄생석은 탄생한 달을 의미하는 보석이다. 태어난 달에 해당하는 보석이 그 사람의 탄생석이다. 탄생석의 아이디어가 어디에서부터 시작되었는지는 모르지만 일부 연구자들은 탄생석이 이스라엘의 12지파를 상징하는 12개의 보석으로 장식했던 모세의 형제인 아론의 흉갑에서 비롯되었다고 주장한다. 다음 표는 전통적인 탄생석과 현대 탄생석을 정리해 놓은 것이다(참고; 수천 년이나 된 중국의 탄생석 목록과 이보다 더 오래된 탄생석 목록도 있다).
달 현대* 전통**
1월 석류석 석류석
2월 자수정 자수정
3월 아콰마린 혈석
4월 다이아몬드 다이아몬드
5월 에메랄드 에메랄드
6월 진주, 월장석 아마조나이트
7월 루비 루비
8월 페리도트 사도닉스
9월 사파이어 사파이어
10월 오팔, 전기석 전기석
11월 황옥, 시트린 시트린
12월 터키석, 청옥 지르콘, 라피스
* 현대 탄생석은 미국국립 보석상 연합에서 1912년에 공식적으로 선정했다.
** ‘전통적인 탄생석’ 목록은 문화에 따라 다르다. 그러나 모든 탄생석 목록은 그 사회의 문화를 반영한다.

보석과 준보석의 차이는 무엇인가?
보석은 가장 가치 있고, 가장 희귀하며, 물리적으로 가장 단단한 광물을 말한다. 다이아몬드, 에메랄드, 루비는 보석으로 간주된다. 준보석은 덜 단단하고 가치가 적으며 보석만큼 희귀하지 않은 광물이다. 페리도트라고 불리는 준보석은 감람석에 속한다. 옥, 석류석, 자수정, 시트린, 장미석영, 전기석, 터키석은 모두 준보석이다. 하지만 예외적으로 오팔과 진주는 물리적으로 매우 연하지만 희귀성 때문에 보석으로 취급된다.

원소광물은 무엇이며 왜 광산에서 중요한가?
우리가 금속이라고 부르는 원소광물native element은 한 가지 원소만으로 이루어진 광물이란 뜻이다. 이런 광물에는 금(AU), 은(Ag), 구리(Cu) 등이 포함되며 이들은 전 세계에서 채광되고 있는 중요한 금속이다.

‘살아 있는 화석’이란?
살아 있는 화석은 수백만 년 전에 살았던 조상과 거의 같은 형태로 현재도 살아 있는 동물을 말한다. 사실 대부분의 이런 종은 현존하는 생물로 발견되기 훨씬 이전에 화석으로 먼저 발견되어 분류되었었다. 예를 들면 한 종류의 은행나무는 약 2억 2000만 년 전인 트라이아스기부터 같은 상태로 존재하고 있다. 초기 현화식물 중 하나인 목련은 1억 2500만 년 전인 백악기부터 존재했다. 쇠뜨기는 3억 8000만 년 전인 데본기에도 있었다.
살아 있는 화석으로 발견된 것은 동물도 있다. 현대 완족류인 개맛은 데본기에 살았던 조상과 거의 동일하다. 트라이아스기부터 살았던 파충류인 큰도마뱀, 백악기 말에 살았던 디델피드, 주머니쥐를 포함한 유대류 등도 살아 있는 화석이라고 할 수 있다.

지구의 물은 어떻게 분포되어 있는가?
물은 대기 중에서 순환하고 있는 가장 일반적인 분자 중 하나이다. 해양을 이루고 있는 물의 부피는 14억㎦이며 지구상의 물을 지구 표면에 골고루 편다면 깊이는 약 3㎞ 정도가 될 것이다.
그러나 실제로는 물이 골고루 분포해 있지 않다. 전체 물의 97.2%가 대양, 나머지 2.8% 중 2.15%는 극지방의 빙상과 빙붕, 빙하에 저장되어 있고, 지표수에는 0.62%의 물이, 0.011%의 물은 염호와 내륙 바다를 이루고 있다. 강, 민물 호수

출판사 서평

역사적 사건, 자료, 인물, 지구과학의 다양한 이론부터 생활 속 지구과학의 활용까지, 재미있는 지구과학의 세계!
지구의 탄생과 기원, 우주 속 지구, 태양계, 지구의 내부 및 대륙의 이동과 판구조론, 광물, 암석, 화석, 화석 연료, 물과 천연자원 그리고 살아 있는 산과 산맥, 동굴과 바다 등 누구나 알아야 할 지구에 관한 모든 지식을 담았다!!

우주의 시작부터 지구의 탄생과 발전, 수많은 자연 현상과 그로 인한 우리 생활의 변화까지 지구과학은 그 자체가 인간의 탄생 및 생활이다. 끊임없는 자연의 움직임은 화석과 광물, 지형을 만들었고 좀 더 편리하고 풍요로운 삶을 살고 싶은 인간은 자연이 주는 혜택과 위협을 적절하게 이용하며 현재의 세상을 만들었다. 그 위대한 현장 곳곳에 담긴 수많은 이야기들, 인물들, 사건들까지... 46억 년 지구의 역사와 발자취를 따라 과거의 우리, 현재의 세계, 그리고 미래의 모습을 살펴보자!!

쓰나미와 해일이 지구에 미치는 영향은? 가장 깨끗하게 연소되는 화석 연료는? 과학자들은 지구의 긴 역사를 어떻게 추적할까? 지구 자기장의 방향이 지금과 반대였던 적이 있었을까? 해양 암석이나 광물은 누구의 소유일까? 가장 유명한 살아 있는 화석은? 미래 석유 소비에 대한 현재의 예상은? 1월 3일이 지구가 태양에 가장 가까운 날이라면 왜 그렇게 추울까? 왜 아스팔트와 시멘트로 뒤덥히는 지구가 위험할까 등 그동안 듣고 배우고 생각했던 지구과학의 모든 것들이 담겼다. 수많은 질문들은 우리가 지구에 대한 궁금증을 가졌던 것들부터 전문가의 영역까지 다양하게 넘나들며 지구에 대한 이야기를 들려주고 있는 만큼 [한 권으로 끝내는 지구과학]의 페이지를 넘기면 넘길수록 지구과학에 대한 이해의 폭이 넓어질 것을 확신한다!

저자의 말 중에서
이 책은 우리 뒷마당에서 우주에 이르기까지 과학에 대한 매우 흥미로운 1,100개의 질문에 답을 제시한다. 수백 장의 사진과 그림이 실려 있는 《한 권으로 끝내는 지구과학》은 우리를 지구 여행에 참여시킬 것이다. 미세한 결정의 형성에서부터 섬, 산맥, 대륙, 그리고 지구를 형성한 거대하고 장구한 과정에 이르기까지 다양한 주제가 실려 있으며, 공룡 화석의 신비를 풀기 위해 과거로 돌아갈 수도 있고, 인공 보석이 어떻게 만들어지고, 빙하학자들이 엄청난 양의 빙붕이 지구 온난화에 미치는 영향에 왜 초조해하는지를 배울 수 있는 최첨단 과학 전선으로 이동할 수도 있다. 그 과정에서 다음 세대 과학자들을 위해 새로운 길을 개척한 지질학자들에 대해서도 알게 될 것이다. 그들이 신비스런 동굴 탐험, 지구에 풍부한 광물의 탐사, 지진, 화산, 쓰나미의 정확한 예측을 통해 어떻게 피해를 줄이려고 노력했는지에 대해서도 알게 될 것이다.

책속으로 추가
보석과 준보석의 차이는 무엇인가?
보석은 가장 가치 있고, 가장 희귀하며, 물리적으로 가장 단단한 광물을 말한다. 다이아몬드, 에메랄드, 루비는 보석으로 간주된다. 준보석은 덜 단단하고 가치가 적으며 보석만큼 희귀하지 않은 광물이다. 페리도트라고 불리는 준보석은 감람석에 속한다. 옥, 석류석, 자수정, 시트린, 장미석영, 전기석, 터키석은 모두 준보석이다. 하지만 예외적으로 오팔과 진주는 물리적으로 매우 연하지만 희귀성 때문에 보석으로 취급된다.

원소광물은 무엇이며 왜 광산에서 중요한가?
우리가 금속이라고 부르는 원소광물native element은 한 가지 원소만으로 이루어진 광물이란 뜻이다. 이런 광물에는 금(AU), 은(Ag), 구리(Cu) 등이 포함되며 이들은 전 세계에서 채광되고 있는 중요한 금속이다.

‘살아 있는 화석’이란?
살아 있는 화석은 수백만 년 전에 살았던 조상과 거의 같은 형태로 현재도 살아 있는 동물을 말한다. 사실 대부분의 이런 종은 현존하는 생물로 발견되기 훨씬 이전에 화석으로 먼저 발견되어 분류되었었다. 예를 들면 한 종류의 은행나무는 약 2억 2000만 년 전인 트라이아스기부터 같은 상태로 존재하고 있다. 초기 현화식물 중 하나인 목련은 1억 2500만 년 전인 백악기부터 존재했다. 쇠뜨기는 3억 8000만 년 전인 데본기에도 있었다.
살아 있는 화석으로 발견된 것은 동물도 있다. 현대 완족류인 개맛은 데본기에 살았던 조상과 거의 동일하다. 트라이아스기부터 살았던 파충류인 큰도마뱀, 백악기 말에 살았던 디델피드, 주머니쥐를 포함한 유대류 등도 살아 있는 화석이라고 할 수 있다.

지구의 물은 어떻게 분포되어 있는가?
물은 대기 중에서 순환하고 있는 가장 일반적인 분자 중 하나이다. 해양을 이루고 있는 물의 부피는 14억㎦이며 지구상의 물을 지구 표면에 골고루 편다면 깊이는 약 3㎞ 정도가 될 것이다.
그러나 실제로는 물이 골고루 분포해 있지 않다. 전체 물의 97.2%가 대양, 나머지 2.8% 중 2.15%는 극지방의 빙상과 빙逼 빙하에 저장되어 있고, 지표수에는 0.62%의 물이, 0.011%의 물은 염호와 내륙 바다를 이루고 있다. 강, 민물 호수, 습지는 0.013%의 물을 보유하고 있으며, 토양이 0.013%를 포함하고 있고, 마지막 0.001%는 공기 중에 포함되어 있다. 인간들은 주로 지하수, 호수, 강의 물을 이용하고 있는데 인간들이 사용하는 물의 양은 전체 물의 1% 미만이다. 인간들이 사용하는 물의 일부는 공기로 돌아갔다가 비가 되어 내리지만 대부분은 다시 사용되지 않는다

작가정보

저자(글) 패트리샤 반스 스바니

저자 패트리샤 반스 스바니Patricia Barnes-Svarney는 물리학을 전공했다. 토머스 E.스바니는 현재 논픽션 작가이자 연구원으로, 패트리샤 반스 스바니는 논픽션과 과학 소설/미스터리 작가로 활동 중이다. 이들은 이 책을 저술하기 위한 기초조사 여행으로 애리조나 운석 구덩이와 콜로라도 주 공룡 발굴지에서부터 유럽의 동식물 연구소, 심지어 남극의 기후 연구소에 이르기까지 전 세계를 다녔다.
반스 스바니의 저서 중에는 베스트셀러 수상작인 《New York Public Library Science Desk Reference》와 이 달의 책으로 선정된 《Asteroid: Earth Destroyer or New Frontier》등이 있다. 뿐만 아니라 , 등에 350여 개의 기사를 기고하기도 했다. 또한 이들은 비지 블 잉크Visible Ink 출판사의 《핸디 앤서 북Handy Answer Book》 시리즈(공룡, 해양, 지구과학, 수학)와 《피해망상증 환자의 생존 가이드A Paranoid’s Ultimate Survival Guide》《분노한 하늘: 전 세계의 이상 기후Skies of Fury: Weather Weirdness around the World》등 여러 권의 과학 도서를 공동 저술하기도 했다.

저자(글) 토머스 E. 스바니

저자 토머스 E. 스바니Thomas Eugene Svarney는 물리학을 전공했다. 토머스 E.스바니는 현재 논픽션 작가이자 연구원으로, 패트리샤 반스 스바니는 논픽션과 과학 소설/미스터리 작가로 활동 중이다. 이들은 이 책을 저술하기 위한 기초조사 여행으로 애리조나 운석 구덩이와 콜로라도 주 공룡 발굴지에서부터 유럽의 동식물 연구소, 심지어 남극의 기후 연구소에 이르기까지 전 세계를 다녔다.
반스 스바니의 저서 중에는 베스트셀러 수상작인 《New York Public Library Science Desk Reference》와 이 달의 책으로 선정된 《Asteroid: Earth Destroyer or New Frontier》등이 있다. 뿐만 아니라 , 등에 350여 개의 기사를 기고하기도 했다. 또한 이들은 비지 블 잉크Visible Ink 출판사의 《핸디 앤서 북Handy Answer Book》 시리즈(공룡, 해양, 지구과학, 수학)와 《피해망상증 환자의 생존 가이드A Paranoid’s Ultimate Survival Guide》《분노한 하늘: 전 세계의 이상 기후Skies of Fury: Weather Weirdness around the World》등 여러 권의 과학 도서를 공동 저술하기도 했다.

번역 곽영직

역자 곽영직은 서울대 물리학과와 미국 켄터키 대학원을 졸업하고 현재 수원대 물리학과 교수이자 자연과학대학장으로 재직 중이다. 저서로 《자연과학의 역사》 《물리학의 세계》 《물리학이 즐겁다》 등이 있으며, 역서로 《빅뱅 이전》 《오리진》 《즐거운 물리학》 《천재들의 과학노트 3 물리학》《한 권으로 끝내는 물리》《한 권으로 끝내는 과학》 《손안의 인피니티》 《한 권으로 끝내는 화학》 등이 있다.