지구는 왜 23.5도 기울어졌을까?

이영란 지음 | 이리 그림

풀과바람 2023년 09월 30일 출간 종이책 : 2022년 08월 17일 출간

작품소개

책소개

광활한 우주와 우리가 살고 있는 지구는 많은 이에게 무한한 호기심을 불러일으켜요. 아직 밝혀지지 않은 미지의 영역이 존재하기 때문이지요. 그래서 사람들은 과거부터 현재까지 지구와 우주에 대한 탐구를 끊임없이 해 왔어요.
풀과 바람 과학생각 시리즈의 네 번째 책인 《지구는 왜 23.5도 기울어졌을까?》는 그동안 사람들이 연구한 우주와 지구, 별, 태양계 등에 대한 지식과 정보를 풍부하게 담고 있어요. 책을 통해 교과서에서 배운 내용을 한 번 더 짚어 보고, 나아가 해당 영역에 대해 심도 있는 정보를 배워 볼 수도 있지요. 초등학생이라면 꼭 읽어야 할 지구 과학 필독서로 누구나 알고 싶은, 지구에 대한 모든 지식이 가득 담겨 있답니다.

목차

01 2,300년 전 고대인들, 지구가 기울었다는 것을 알다
막대 그림자 하나로 알아낸 지구의 기울기 | 피테아스가 측정한 23.5° | 피테아스는 누구일까? | 지구가 둥근 건 당연한 거 아냐? | 어떻게 지구의 기울기를 측정할 수 있었을까? | 피테아스의 위도 측정 | 지구가 둥글다는 건 어떻게 알 수 있었을까?

02 기울어진 지구에 계절이 생기다
그노몬으로 계절을 알아내는 방법 | 계절을 모르고 살아도 되지 않을까? | 고대 이집트의 계절 | 계절과 지구의 기울기는 어떤 관련이 있을까? | 위도마다 계절이 다른 이유는 뭘까? | 하나둘 모여드는 극지방의 봄 | 낮이냐 밤이냐, 북극과 남극의 여름과 겨울 | 태양이 이글이글 타오르는 적도의 계절 | 비가 오고 안 오고, 건기와 우기 | 제발 비야 내려라!

03 기울어진 지구, 바람을 일으켜 바닷물을 움직이다
바닷물을 움직이게 하는 무역풍과 편서풍 | 바닷가 바로 옆에 사막이? | 사람과 문명을 이동시킨 해류 | 위도가 높아도 해류 때문에 따뜻해 | 지구의 기울기가 만들어 낸 나비 효과

04 지구의 기울기, 지구를 들썩이게 하다
사람들을 비웃게 한 베게너의 폭탄선언 | 하나의 땅은 여섯 개의 대륙으로, 하나의 바다는 다섯 개의 바다로 | 지구는 왜 평평하지 않고 울퉁불퉁할까? | 서로 다른 방향과 속도로
움직이는 지구 | 산소가 부족하고 몹시 메마른 땅에서도 사람이 살까? | 600여 개의 화산이 모여 있는 곳

05 지구의 기울기 23.5°의 기적
4만 년마다 지구의 기울기가 변하는 이유 | 자전축을 바꿔 놓는 지구의 깊은 호흡 | 기울기를 단단히 고정시키는 달 | 만일 지구의 기울기가 더 크다면? | 지구는 내 친구

지구의 기울기 관련 상식 퀴즈
지구의 기울기 관련 단어 풀이

책 속으로

막대 그림자 하나로 알아낸 지구의 기울기
그리스의 식민지였던 마살리아에는 커다란 기둥이 하나 서 있었어요. 시계로 쓰던 그노몬이지요. 고대 바빌로니아와 이집트에서도 그노몬을 사용하고 있었지요. 이집트의 신전 앞에 태양을 숭배하기 위해 세워졌던 오벨리스크가 바로 그노몬이랍니다. 피테아스는 그노몬 주변에 커다란 원을 그려 놓았어요. 지구를 대신해서 말이지요. 그는 해가 가장 높이 뜨는 하지에 오벨리스크의 그림자 길이를 재 두었어요. 석 달 뒤 낮과 밤의 길이가 똑같아지는 춘분이 되자, 또다시 오벨리스크 그림자의 길이를 재었지요. 태양 빛이 곧장 지구로 향하므로 지구가 기울지 않았다면 하지의 그림자와 춘분의 그림자 길이가 같아야 했어요. 하지만 하지의 그림자는 짧았고, 춘분의 그림자는 길었지요. 피테아스는 이 실험을 통해 지구가 기울었다는 것을 확신했어요.

계절과 지구의 기울기는 어떤 관련이 있을까?
지구는 자전축을 중심으로 혼자 돌기도 하지만, 태양을 중심으로 돌기도 해요. 이것을 ‘자전’과 ‘공전’이라고 해요. 지구는 자전하는 동시에 공전을 해요. 지구가 자전축을 중심으로 한 바퀴 도는 데는 하루가 걸리고, 지구가 태양 주위를 도는 데는 일 년이 걸리지요. 자전과 공전 때문에 하루가 낮과 밤으로 나뉘고, 일 년 동안 계절의 변화가 생기지요. 만일 지구가 기울어지지 않은 채로 공전한다면, 계절의 변화가 없어서더운 곳은 늘 덥고 추운 곳은 계속 추울 거예요. 태양의 고도가 변하지 않으면 언제나 똑같은 양의 태양열을 받을 테니까요. 지구가 기울어져 있기 때문에 태양의 고도가 달라지고, 고도에 따라 태양 빛을 얼마나 많이 그리고 오랫동안 받는지가 달라져요. 이런 차이로 계절의 변화가 생기는 거랍니다.

바닷물을 움직이게 하는 무역풍과 편서풍
적도 부근에서는 바람이 언제나 거의 같은 방향으로 불어요. 동쪽에서 서쪽으로 부는 무역풍이 불지요. 바람이 불면 바람의 방향에 따라 해수면의 물이 움직여요. 그리고 지구의 자전 때문에 조금 더 오른쪽으로 쏠리게 되지요. 오른쪽으로 쏠린 바닷물은 바로 밑의 바닷물을 움직여요. 이때 아래쪽의 바닷물도 오른쪽으로 쏠려요. 계속해서 바로 밑의 바닷물이 오른쪽으로 쓸려 나가게 되므로, 전체적으로는 바람이 부는 방향에서 90° 방향으로 흘러가게 돼요. 무역풍이 부는 곳보다 더 위쪽인 중위도 지역에서는 동쪽에서 서쪽으로 편서풍이 불어요. 바람이 따로따로 부는 것 같지만 지구가 기울어 자전하기 때문에 하나로 연결되어 있어요. 즉, 바람은 지구를 빙글빙글 돌며 바닷물을 일정한 방향과 속도로 움직이게 해요. 이러한 바닷물의 흐름을 ‘해류’라고 하지요. 남반구에서도 무역풍과 편서풍이 불어요. 다만 북반구와 반대로 불기 때문에 해류도 반대로 이동한답니다.

만일 지구의 기울기가 더 크다면?
지구의 기울기가 지금보다 더 크거나 작았다면 날씨도 달랐을 거예요. 만약 지구의 기울기가 10°가 된다면, 적도는 태양열을 더 오래 받아서 더욱 뜨거워지고, 반대로 태양열을 덜 받은 극지방은 더 추워질 거예요. 얼음으로 뒤덮인 남극과 북극은 지금보다 훨씬 넓을 테지요. 만약 지구의 기울기가 60°가 된다면, 적도는 태양열을 적게 받아 극지방보다 더 적은 양의 태양열을 받게 돼요. 그러면 적도에 빙하가 있고, 바다에는 얼음이 둥둥 떠다닐 거예요. 극지방과 적도 사이에 있는 중위도에서는 봄과 가을이 없어지고 여름과 겨울만 있을 거예요. 그것도 아주 덥고 긴 여름, 몹시도 춥고 긴 겨울일 거예요. 만약 지구가 기울어져 있지 않다면, 지구 어느 곳이든 밤과 낮의 길이는 12시간으로 똑같을 거예요. 지구가 둥글어서 태양 빛을 받는 면적과 빛을 받지 못하는 면적이 같을 테니까요. 밤과 낮의 길이가 같다면, 계절의 변화도 없겠지요. 태양열을 받는 시간과 각도 때문에 적도 지역은 더 뜨겁고, 북극과 남극은 더 추울 거예요. 이런 지구에서 인간이 태어났다면, 인간은 일찌감치 사라지고 말았을 거예요. 인류를 포함한 모든 생명체에게는 살아남기에 좋은 기후가 필요하니까요.

출판사 서평

* 오래전, 고대인들이 발견한 지구와 우주의 놀라운 비밀들
과학이 점점 발달함과 동시에 우리는 지구가 품은 비밀에 한 발짝 더 가까워졌어요. 직접 우주로 떠나기도 하고, 인공위성을 띄워 지구의 변화를 관찰하기도 하지요. 하지만 과학이 발달하기 이전에는 어땠을까요?
놀랍게도 막대기 하나로 지구가 기울어져 있다는 사실을 발견한 사람이 있었어요. 바로 기원전 4세기에 활약했던 그리스의 지리학자이자 탐험가인 ‘피테아스’예요. 피테아스는 하지와 춘분에 막대기 그림자의 길이를 비교하여 지구가 기울어졌다는 걸 알아냈어요. 나아가 그림자의 각도를 측정하여 지구가 몇 도나 기울어져 있는지도 알아냈지요. 또 그는 배를 타고 북극 가까이에 가서 지구가 평평하지 않고 둥글다는 사실도 밝혔어요. 북극에서 일어나는 백야 현상도 경험했고요. 하지만 아무도 피테아스의 말을 믿지 않았어요. 다행히 그 주장은 과학이 발달하며 증명되었지요.
이밖에 고대 그리스인들은 하늘의 별과 달, 태양을 보며 날과 시간을 기록하기도 했어요. 심지어 별자리와 월식, 그리고 수성, 금성, 화성, 목성, 토성이 있다는 것도 알아냈지요. 또 고대 이집트인들은 태양의 움직임을 살펴 비가 내리는 시기를 파악하기 위해 달력을 만들기도 했고요.
사람들은 몇 천 년 전부터 지구와 우주에 대한 비밀을 궁금해했고, 과학적 기술 없이도 이처럼 놀라운 것들을 알아냈었답니다.

* 기울어진 지구가 일으키는 신비로운 현상
우리는 봄, 여름, 가을, 겨울 계절의 순환을 당연하게 생각하지만, 사실 계절이 변화하는 데에도 너무나 많은 이유가 있어요. 지구가 자전축을 중심으로 도는 ‘자전’과 태양의 주위를 도는 ‘공전’ 때문이기도 하고, 지구가 둥근 데다 기울어져 있기 때문이기도 하지요. 또 북극과 남극에는 길게는 6개월 동안 해가 지지 않는 백야 현상이 일어나기도 해요. 또 해가 뜨지 않는 극야 현상이 일어나기도 하고요. 에티오피아에서는 비가 많이 내리는 우기와 비가 적게 내리는 건기가 있지요.
이처럼 이 세상에는 무엇 하나도 원래 그런 것은 없어요. 여러 작용들로 인해 우리 주변의 환경이 바뀌는 것이니까요. 지구가 기울어진 덕분에 우리는 다양한 계절을 느끼고, 밤과 낮을 구분할 수 있으며, 흐르는 바닷물이 주는 풍요로움을 누릴 수 있지요. 또 반면에 지구의 기울어짐으로 인해 지진이 나고, 화산이 폭발하기도 하며, 태풍이 발생하기도 하고요.

* 만약에 지구가 기울어지지 않았다면? 또는 지구의 기울기가 지금과 달랐다면?
책에 나와 있듯 지구는 23.5도 기울어져 있어요. 그런데 혹시 이런 생각 해 본 적 없나요? 지구가 만약 기울어져 있지 않았다면, 또는 지금보다 더 기울어져 있었다면? 얼핏 생각해 보기에 큰 차이가 없을 것 같지만, 아마 그랬다면 우리는 지금과는 훨씬 다른 환경에서 살아가야 했을 거예요.
지구가 기울어지지 않았다면 어느 곳이든 낮과 밤의 길이가 같아 계절의 변화가 없었을 거예요. 지구의 기울기가 지금과 달랐다면 더운 곳은 더 덥고, 추운 곳은 더 추운 극한 계절이 나타났겠지요. 이런 지구에서는 분명 생명체가 살아갈 수 없었을 테고요. 생명체가 살아남기 위해서는 좋은 기후가 필요하니까요.
우리는 이 부분에서 또 하나 새로운 사실을 배울 수 있어요. 현재의 현상에 머물러 있지 않고 일어나지 않은 상황까지 가정해 보는 거예요. 그럼 생각의 폭을 넓힐 수 있는 계기가 되지요.
이처럼 《지구는 왜 23.5도 기울어졌을까?》를 읽고 우리의 지구와 자연에 대해 다시 한번 생각해 보세요. 이 책을 끝까지 읽고, 지구와 자연에 대해 또 다른 생각이 떠올랐다면 여러분은 이미 과학자가 될 자질을 가지고 있는 거랍니다.

작가정보

저자(글) 이영란

고려대학교 중어중문학과를 졸업하고 여러 출판사를 거쳐 지금은 출판 기획 프리랜서로 활동하며 어린이와 청소년을 위한 책을 쓰고 있습니다. 그동안 쓴 책으로는 《게 물렀거라! 가마꾼 납신다》, 《화학아, 친하게 지내자!》, 《우리 민족의 얼이 담긴 가야금》, 《닮았지만 다른 교과 개념 54가지》, 《어린이를 위한 한국의 김치 이야기》, 《화학 원소 아파트》, 《고려 사람들은 어떻게 살았을까?》, 《성교육을 부탁해》, 《세종 대왕의 한글 연구소》, 《사라진 우리말을 찾아라!》, 《어린이를 위한 바이러스 연구소》, 《나는 왜 남의 시선을 의식할까?》 등이 있습니다.

그림/만화 이리

프리랜서 일러스트 작가로 일하며, 단행본과 동화, 사보, 학습지, 광고 등에 작품을 싣고 있습니다. Homepage www.noonane.com