지구계의 에너지 그리고 물의 순환

지구는 알면 알수록 정말 흥미롭습니다. 오늘은 지구계의 에너지와 물의 순환에 대해서 알아보겠습니다.

 

 

 

1. 지구계의 에너지

 

지구 환경은 기상 현상과 대기의 순환, 지진이나 화산 활동, 풍화와 침식 등에 의한 지표면 변화, 해수의 운동, 생명 활동 등에 의해 끊임없이 변화하고 있습니다. 지구계의 에너지원은 태양 에너지, 지구 내부 에너지, 조력 에너지로 분류할 수 있습니다. 태양 에너지를 먼저 살펴보면, 지구계의 에너지원 중 가장 많은 부분을 차지하며 지구 환경 변화에 가장 큰 영향을 미칩니다. 기권에서 구름의 발생, 날씨 변화, 대기 순환 등을 일으키고 지권에서 풍화와 침식 작용을 일으켜 지표의 지형을 변화시킵니다. 또한 수권에서는 해수를 순환시키고, 생물권에서는 식물의 광합성에 이용되어 생명 활동의 에너지원으로 이용됩니다. 지구 내부 에너지는 지각과 맨틀 속에 포함된 방사성 원소가 붕괴할 때 발생하는 열과 지구 형성 과정에서 생성된 열 등의 의해 발생합니다. 맨틀 대류를 일으켜 판을 움직이게 함으로써 지진과 화산 활동을 일으키고, 조산 운동 등을 일으켜 지각을 변화시킵니다. 마지막으로 조력에너지는 달과 태양의 기조력이 지구에 작용하는 생기는 에너지원을 말합니다. 거리가 가까운 달의 영향이 거리가 먼 태양의 영향보다 큽니다. 태양 에너지나 지구 내부 에너지에 비해 양이 적습니다. 밀물과 썰물을 일으키고 해안 지형을 변화시키며 크게 보면 생태계에 영향을 줍니다. 이어서 지구계의 에너지 순환을 알아보면, 지구는 흡수한 태양 복사 에너지와 같은 양의 에너지를 우주 공간으로 방출하므로 지구의 평균 기온은 거의 일정하게 유지됩니다. 위도에 따른 태양 복사 에너지의 흡수량은 저위도와 고위도로 갈수록 감소하므로 위도에 따라 에너지 불균형 상태입니다. 이 얘기는 저위도 지방(적도~위도 약 38도) 에서는 에너지가 남고, 고위도 지방(위도 약 38도~극)에서는 에너지가 부족하다는 얘기고 다르게 표현하자면, 복사 평형 상태일 때는 에너지 과잉량과 부족량의 크기가 같습니다. 대기와 해수의 순환은 저위도의 남는 에너지를 에너지가 부족한 고위도로 운반합니다.

 

 

2. 물의 순환

 

물은 지구계를 순환하면서 지권, 대기권, 수권, 생물권에 다양한 영향을 미치며 에너지를 고르게 분산시킵니다. 해양과 육지의 물은 태양 에너지에 의해 증발되거나 식물의 증산 작용을 거쳐 수증기의 형태로 대기로 이동합니다. 대기 중의 수증기는 기온과 습도 변화에 의해 응결되어 구름을 형성하며 비 혹은 눈이 되어 지표에 내린다. 지표에 강수로 내린 물은 하천수, 호수, 지하수가 되고 이는 결국 해양으로 이동하는데, 이 과정에서 지표의 모양은 다양하게 변하게 됩니다. 일부는 생물체에 흡수되었다가 다시 지표나 대기로 이동합니다. 더 깊이 파고들자면 물의 순환 과정과 물수지를 알아봐야 한다. 대기, 해양, 육지에서 각각 물의 유입량과 방출량은 같습니다. 이 이유는 각 영역에서 물수지 평형을 이루고 있기에 물의 양은 일정하게 유지됩니다.