탐구 과제 · 005 마그마 바다와 지구의 층 나누기 — 지진파로 확인한 핵·맨틀·지각 ← 레슨으로
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지구 101 · 명왕누대·시생누대 학생용 탐구 과제

마그마 바다와 지구의 층 나누기 — 지진파로 확인한 핵·맨틀·지각

지구는 처음부터 층이 나뉘어 있지 않았다. 통째로 녹은 뒤 무거운 철이 가라앉고 가벼운 규산염이 뜨면서 지금의 구조가 만들어졌다. 아무도 가 본 적 없는 그 속을 지진파가 대신 그려 냈다.

학년 · 반
이름
날짜
학습 목표
  • 간접 측정 — 갈 수 없는 곳을 파동으로 재구성하기
  • 없음을 읽기 — 신호가 도착하지 않는 영역에서 정보를 뽑아내기
  • 잡음과 신호의 구분 — 설명되지 않는 작은 값을 어떻게 다룰 것인가
  • 분류 기준의 상대성 — 질문이 달라지면 자르는 방식도 달라진다

단원 학습 내용 정리

GUIDING QUESTION · 오늘의 질문

지구의 반지름은 6,378km입니다. 인류가 뚫어 본 가장 깊은 구멍은 12.2km입니다. 지구가 사과라면 껍질도 다 못 벗긴 셈입니다.

12.2 km
인류가 뚫어 본 가장 깊은 구멍
6,378 km
지구 중심까지의 거리
2,900 km
맨틀과 핵의 경계 지표에서의 깊이
약 5,400℃
내핵의 온도 태양 표면과 비슷
  • 지구는 한때 통째로 녹아 있었다
  • 무거운 것은 가라앉는다
  • 그래서 지금 지구는 이렇게 생겼다
  • 아무도 못 가 봤는데 어떻게 아나
  • 같은 지구를 두 가지로 자를 수 있다

평가 문항

1서술형 배점
지구 내부 구조는 파가 도착하지 않는 영역에서 알아냈습니다. 즉 "없다"는 관측이 정보가 된 것입니다. 다른 과학 분야에서 없음이 증거가 된 사례를 찾아보고, 016의 청색편암 문제와는 무엇이 다른지 비교해 보세요.
2서술형 배점
레만은 아무 신호도 없어야 할 자리에서 약한 신호를 발견했고, 그것을 오차로 처리하지 않았습니다. 만약 여러분이 실험에서 설명되지 않는 작은 값을 얻었다면, 그것이 오차인지 발견인지 어떻게 판단하시겠습니까? 판단 기준을 세워 보세요.
3서술형 배점
철이 중심으로 가라앉는 데는 지구가 충분히 녹아 있어야 했습니다. 만약 지구가 조금 더 작아서 끝내 녹지 않았다면, 자기장·대기·바다·판구조 운동은 각각 어떻게 됐을까요? 하나씩 짚어 가며 연쇄를 따라가 보세요.
4객관식 정답
원시 지구가 녹아 마그마 바다가 만들어진 열원으로 보기 어려운 것은?
  1. 미행성 충돌의 운동에너지
  2. 방사성 원소의 붕괴열
  3. 물질이 중심으로 몰리며 생긴 압축열
  4. 태양풍이 지표를 가열한 열
5객관식 정답
지구가 층 구조를 갖게 된 직접적인 조건은?
  1. 지구가 녹아 무거운 물질과 가벼운 물질이 움직일 수 있게 되었기 때문
  2. 판구조 운동이 시작되었기 때문
  3. 달이 생기면서 조석력이 작용했기 때문
  4. 지구 자기장이 형성되었기 때문
6객관식 정답
'철 재앙'이라 불리는 과정의 핵심은?
  1. 철이 산화되어 녹슨 것
  2. 철이 가라앉으며 위치에너지가 열로 바뀌어 지구를 더 뜨겁게 만든 되먹임
  3. 철이 대기를 오염시킨 것
  4. 철이 부족해 핵이 작아진 것
7객관식 정답
S파가 액체를 통과하지 못하는 이유는?
  1. 파장이 너무 길어서
  2. 액체는 옆으로 밀렸을 때 되돌아오려는 힘이 없어 횡파를 전달하지 못하기 때문
  3. 액체의 밀도가 너무 높아서
  4. 액체 안에서 속도가 0이 되기 때문
8객관식 정답
P파 그림자대(각거리 약 104°~140°)가 생기는 이유는?
  1. P파가 액체 핵에서 완전히 흡수되기 때문
  2. P파가 성질이 다른 핵으로 들어가며 크게 굴절되어 그 구간을 건너뛰기 때문
  3. 그 구간에 관측소가 없기 때문
  4. P파가 지각에서 모두 반사되기 때문
9객관식 정답
잉에 레만이 1936년에 내핵의 존재를 알아낸 근거는?
  1. 새로운 관측 장비를 발명했기 때문
  2. P파 그림자대 안에서 도착해서는 안 될 약한 신호를 발견하고 오차로 넘기지 않았기 때문
  3. 지구를 직접 시추했기 때문
  4. S파가 핵을 통과하는 것을 관측했기 때문
지구 101 · 명왕누대·시생누대 교사용 별지 · 정답과 해설

마그마 바다와 지구의 층 나누기 — 지진파로 확인한 핵·맨틀·지각

지구는 처음부터 층이 나뉘어 있지 않았다. 통째로 녹은 뒤 무거운 철이 가라앉고 가벼운 규산염이 뜨면서 지금의 구조가 만들어졌다. 아무도 가 본 적 없는 그 속을 지진파가 대신 그려 냈다.

A객관식 정답과 해설

4번정답 ④ 태양풍이 지표를 가열한 열
충돌·방사성 붕괴·압축이 주된 열원입니다. 태양풍은 지구를 녹일 만한 규모의 열원이 아닙니다.
5번정답 ① 지구가 녹아 무거운 물질과 가벼운 물질이 움직일 수 있게 되었기 때문
고체 상태에서는 분리가 일어날 수 없습니다. 녹아야 철은 가라앉고 규산염은 뜰 수 있습니다.
6번정답 ② 철이 가라앉으며 위치에너지가 열로 바뀌어 지구를 더 뜨겁게 만든 되먹임
가라앉을수록 뜨거워지고, 뜨거울수록 더 잘 가라앉는 자기 가속 과정입니다.
7번정답 ② 액체는 옆으로 밀렸을 때 되돌아오려는 힘이 없어 횡파를 전달하지 못하기 때문
횡파는 전단 탄성이 있어야 전달됩니다. 액체는 옆으로 밀면 그냥 흐르므로 되돌릴 힘이 없습니다.
8번정답 ② P파가 성질이 다른 핵으로 들어가며 크게 굴절되어 그 구간을 건너뛰기 때문
P파는 액체를 통과할 수 있지만 크게 꺾입니다. S파 그림자대와 달리 '통과 불가'가 아니라 '굴절' 때문입니다.
9번정답 ② P파 그림자대 안에서 도착해서는 안 될 약한 신호를 발견하고 오차로 넘기지 않았기 때문
아무것도 없어야 할 자리의 약한 신호를 잡음이 아닌 정보로 본 판단이 발견의 열쇠였습니다. 추정한 반지름 약 1,200km는 현재값 약 1,221km와 거의 같습니다.

B교육과정 연계

과목·영역이 과제와의 연결성취기준
중학교 과학 — 지권의 변화지권의 층상 구조와 각 층의 특징. 이 레슨의 뼈대 그 자체[9과09-01]
통합과학1 — 물질과 규칙성지각과 맨틀을 이루는 규산염 광물. 왜 가벼운 규산염이 위로 떴는가[10통과1-02-05]
지구시스템과학 — 지구시스템의 형성P파·S파의 성질과 그림자대. 지진파로 내부 구조를 알아내는 과정 전체[12지시01-05]
지구시스템과학 — 지구시스템의 형성마그마 바다와 분화가 지권·기권·수권의 출발점이 되는 과정[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/005-planetary-differentiation/
지구 101 005 · 마그마 바다와 지구의 층 나누기 — 지진파로 확인한 핵·맨틀·지각 이름