탐구 과제 · 004 달은 어떻게 생겼나 — 테이아 충돌설과 그 증거 ← 레슨으로
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지구 101 · 명왕누대·시생누대 학생용 탐구 과제

달은 어떻게 생겼나 — 테이아 충돌설과 그 증거

45억 년 전 화성만 한 천체가 원시 지구와 부딪혔고, 튀어나온 파편이 뭉쳐 달이 됐다는 가설. 아폴로가 가져온 돌이 왜 결정적 증거였고, 지금 이 가설은 어떤 난관에 부딪혔나.

학년 · 반
이름
날짜
학습 목표
  • 가설 비교와 배제 — 네 가설을 각각의 결정적 문제로 검증 (1장)
  • 간접 증거 해석 — 밀도·동위원소·휘발성 물질로 45억 년 전을 복원 (2장)
  • 모형과 관측의 충돌 — 시뮬레이션과 실측이 어긋날 때 (4장)
  • 조건적 사고 — 정면이 아니라 비스듬해야 했던 이유 (3장)

단원 학습 내용 정리

GUIDING QUESTION · 오늘의 질문

화성에는 달이 두 개 있지만 감자만 합니다. 금성과 수성에는 아예 없습니다. 그런데 지구의 달은 지구 지름의 4분의 1이나 됩니다. 태양계에서 이런 조합은 흔치 않습니다. 왜 우리만 이렇게 큰 달을 가졌을까요?

약 45억
년 전 충돌 추정 시기
화성 크기
충돌체 테이아의 추정 크기
3.34 g/cm³
달의 밀도 (지구 5.51)
연 3.8 cm
달이 멀어지는 속도
  • 세 가지 후보와 탈락 과정
  • 아폴로가 가져온 결정적 증거
  • 충돌은 어떻게 진행됐나
  • 그런데 문제가 하나 남았다
  • 달이 지구에 해 준 일

평가 문항

1서술형 배점
달 시료의 산소 동위원소가 지구와 같다는 사실은 포획설을 무너뜨렸지만, 동시에 거대충돌설에도 문제를 만들었습니다. 하나의 증거가 어떻게 한 가설은 죽이고 다른 가설은 곤란하게 만들 수 있을까요?
2서술형 배점
충돌이 정면이었다면 어떻게 됐을까요? 달이 생기지 않았을 것이라는 설명을, 운동량과 파편이 날아가는 방향으로 설명해 보세요.
3서술형 배점
달은 매년 3.8 cm씩 멀어지고 있습니다. 아주 먼 미래에 달이 훨씬 멀어진다면 지구에는 어떤 변화가 생길까요? 5장의 네 가지 역할을 하나씩 대입해 보세요.
4객관식 정답
달의 평균 밀도가 지구보다 훨씬 낮다는 사실이 알려주는 것은?
  1. 달이 지구보다 나중에 만들어졌다
  2. 달에는 큰 철핵이 없고 주로 맨틀 성분으로 이루어져 있다
  3. 달에 물이 많다
  4. 달이 지구보다 뜨겁다
5객관식 정답
달 시료의 산소 동위원소 조성이 지구와 거의 같다는 사실이 결정적으로 무너뜨린 가설은?
  1. 포획설
  2. 분열설
  3. 동시생성설
  4. 거대충돌설
6객관식 정답
테이아의 충돌이 '비스듬했다'고 보는 이유는?
  1. 지구 자전축이 기울었기 때문
  2. 정면 충돌이었다면 물질이 궤도로 튀지 않고 그대로 합쳐졌을 것이기 때문
  3. 테이아가 작았기 때문
  4. 달의 궤도가 원형이기 때문
7객관식 정답
달 암석에 물·나트륨 같은 휘발성 물질이 적다는 사실이 시사하는 것은?
  1. 달이 아주 차가운 곳에서 만들어졌다
  2. 달의 재료가 한 번 극도로 뜨거워졌다가 식었다
  3. 달에 대기가 있었다
  4. 달이 얼음으로 되어 있다
8객관식 정답
'동위원소 위기'란 무엇인가?
  1. 달의 나이를 측정할 수 없다는 문제
  2. 시뮬레이션상 달은 테이아 물질이 많아야 하는데 실제 조성은 지구와 거의 같다는 모순
  3. 달에 방사성 물질이 너무 많다는 문제
  4. 지구의 동위원소가 계속 변한다는 문제
9객관식 정답
달이 지구에 미치는 영향으로 본문이 언급하지 않은 것은?
  1. 자전축 기울기의 안정화
  2. 조석 현상
  3. 지구 자전 속도의 감속
  4. 지구 자기장의 생성
지구 101 · 명왕누대·시생누대 교사용 별지 · 정답과 해설

달은 어떻게 생겼나 — 테이아 충돌설과 그 증거

45억 년 전 화성만 한 천체가 원시 지구와 부딪혔고, 튀어나온 파편이 뭉쳐 달이 됐다는 가설. 아폴로가 가져온 돌이 왜 결정적 증거였고, 지금 이 가설은 어떤 난관에 부딪혔나.

A객관식 정답과 해설

4번정답 ② 달에는 큰 철핵이 없고 주로 맨틀 성분으로 이루어져 있다
행성이 만들어질 때 무거운 철은 중심으로 가라앉습니다. 밀도가 낮다는 것은 철핵이 작다는 뜻이고, 달이 행성의 겉껍질 재료로 만들어졌음을 시사합니다.
5번정답 ① 포획설
동위원소비는 태양계 안에서 태어난 장소에 따라 다릅니다. 지구와 같다면 다른 곳에서 만들어져 붙잡혔다는 포획설은 성립하기 어렵습니다.
6번정답 ② 정면 충돌이었다면 물질이 궤도로 튀지 않고 그대로 합쳐졌을 것이기 때문
정면 충돌은 운동량이 중심을 향해 두 천체를 합치는 방향으로 작용합니다. 비스듬해야 물질이 옆으로 튀어 궤도에 남고, 그것이 뭉쳐 달이 됩니다.
7번정답 ② 달의 재료가 한 번 극도로 뜨거워졌다가 식었다
쉽게 증발하는 성분이 빠져나갔다는 것은 고온을 겪었다는 뜻입니다. 거대 충돌로 증발했다가 재응집한 시나리오와 맞습니다.
8번정답 ② 시뮬레이션상 달은 테이아 물질이 많아야 하는데 실제 조성은 지구와 거의 같다는 모순
모형의 예측과 실측이 어긋나는 상황입니다. 시네스티아 모형, 다중 충돌설 등 여러 해결 시도가 제안되어 있습니다.
9번정답 ④ 지구 자기장의 생성
지구 자기장은 외핵의 대류로 만들어집니다(006). 달과는 직접 관련이 없습니다.

B교육과정 연계

과목·영역이 과제와의 연결성취기준
중학교 과학 — 태양계태양계 천체의 특징과 구분. 달의 밀도가 낮다는 사실 하나로 내부 구조를 추론하는 방법을 익힌다[9과07-01]
통합과학1 — 지구와 생명의 역사태양계 재료가 만들어지는 과정. 달의 형성이 지구 역사의 첫 장면이자 태양계 형성사의 일부임을 본다[10통과1-02-02]
지구시스템과학 — 지구시스템의 형성지구 탄생 직후의 사건. 거대 충돌이 이후 지구 권역 형성과 자전축·조석에 남긴 영향[12지시01-01]

C수업 활용 안내

이렇게 쓰면 좋습니다 Ⅰ은 예습·정리용입니다. 웹 레슨을 읽고 채우게 하면 20분 안팎이 걸립니다. 서술형 문항은 정답이 하나가 아닌 열린 질문이라 모둠 토론이나 서술형 평가에 적합합니다. 객관식은 웹에서 즉시 채점되므로, 지면으로 푼 뒤 이 별지로 확인시켜도 됩니다.
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웹 레슨 https://101scenes.com/ko/earth/004-moon-formation/
지구 101 004 · 달은 어떻게 생겼나 — 테이아 충돌설과 그 증거 이름