지구 내부를 연구하는 방법

지구의 내부를 연구하는 방법은 두가지로 나뉠 수 있습니다. 이 두가지에 대해서 알아보겠습니다.

 

 

첫째, 직접적인 시추 방법을 통해 지구 내부를 연구할 수 있습니다. 직접적인 시추 방법이란 지구 내부의 시료를 채취하여 연구하는 방법을 얘기합니다. 시추를 통해 시료를 얻을 수 있습니다. 현재 지구의 기술로는 시추 가능한 깊이가 약 15km 정도밖에 되지 않습니다. 지구 반지름 6317km인 것을 감안하면 지구내부에 정말 조금밖에 들어가지 못했습니다. 지구의 지질학자들과 시추공 전문가들은 앞으로 어떻게 하면 지구내부에 더 들어갈 수 있을지 지금도 끊임없이 연구하고 있습니다. 일반적인 직접적인 연구방법이 시추를 통한 시료를 채취한 것이지만, 시추 외에도 다른 방법이 있습니다. 바로 화산 분출물 분석을 통해 지구 내부를 연구할 수 있습니다. 화산 분출물을 보통 포획암이라고 표현하는데, 이 포획암은 마그마를 통해 올라오기 때문에 지구 내부 지하 물질로 판명됩니다. 발견된 포획암은 보통 상부 맨틀물질로 분류하고 있습니다. 이처럼 화산 분출물을 통해서 시추를 하지 않고도 인류는 지구 내부를 연구 할 수 있었습니다.

 

둘째, 간적접인 지구내부 연구방법이 있습니다. 간접적인 방법으로 대표적인 것은 지진파 분석이 있습니다. 지진파 분석은 지구 내부를 통과하는 지진파를 연구하여 지구 내부를 연구하는 것을 말합니다. 지진파를 통해서 성질이 다른 매질의 경계면을 확인할 수 있습니다. 다른 매질의 경계면을 가지고 있으면 지진파가 반사 또는 굴절하는 성질을 가지고 있기 때문에 같은 종류의 지진파라하더라도 매질의 밀도와 상태에 따라 속도가 다르게 나타납니다. 이 지진파에는 P파라고 불리는 종파, S파라고 불리는 횡파, L파라고 표면파가 있습니다. 종파의 경우는 매질의 진동방향과 파의 진행 방향이 나란하다는 특징을 가지고 있습니다. 그래서 고체, 액체 그리고 기체의 상태일 때 모두 통과하는 성질을 갖게 됩니다. 다음으로 S파인 횡파는 매질의 진동 방향과 파의 방향이 수직으로 지진파가 나타나면 오직 고체만 통과하는 성질을 가지고 있습니다. L파라고 불리는 표면파는 좌우 진동의 움직임을 가지고 있어서 표면의 고체만 통과하는 성질을 가지고 있습니다. 이처럼 지진파 P파, S파, L파를 통해서 지구 내부 불연속면의 깊이를 알아내었고 지구 내부를 구성하는 물질의 성질 또한 알아낼 수 있었습니다. 우리가 학교에서 배운 지구내부는 내핵(고체), 외핵(액체), 맨틀, 지각 이렇게 배운 것도 지진파가 있었기에 가능했습니다. 지진파 연구에 이어서 간적적인 연구방법이 하나 더 있습니다. 지각 열류량 측정입니다. 지각 열류량 측정을 통해서 지구 내부 물질, 특히 지각의 열적 성질을 대해 알 수 있었습니다. 지구의 표면인 지각은 지각을 구성하는 원소 중 전체 질량의 약 98% 가까이를 차지하고 있습니다. O, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg를 지각의 8대 구성원소입니다. 이 중에서도 O와 Si가 전체 질량의 약 75%를 차지하고 있습니다. 그래서 지각은 대부분 규산염 광물로 형성되어 있습니다. 이와 같은 지각성분을 알아낸 것은 지각 열류량 측정을 통해 알아낼 수 있었습니다.