지구과학 전범위 개정 기출 개념 정리

이 개념 정리 내용들은 원래는 내일 수능을 위해 최종적으로 전단원에서 제일 중요한 개념들을 담은 것인데 내년에 지 1을 보실 분들도 이 개념들을 우선적으로 보면 좋을 것 같아요

난 내년에 다시 봐야겠다.. ㅎㅎ

1. 판구조론 - 해저 확장설 (+대륙이동/맨틀대류/변환단층) / 4

최근 평가원 출제 문항: 21학년도) 6월 7번, 9월 8번, 수능 1번  / 22학년도) 6월 4번

대륙 이동설 -> 맨틀 대류설 -> 해저 확장설 -> 변환 단층 발견 -> 판 구조론 성립
1) 대륙 이동설: 베게너 주장, 초대륙 판게아가 존재하여 2억년 전부터 분리되어 현재 대륙 분포 이룸 

증거 - 해안선 굴곡 유사, 메소사우르스 화석, 빙하 퇴적층과 이동, 지질 구조 연속성

2) 맨틀 대류설: 홈스 주장, 지각 아래 맨틀의 열대류가 대륙 이동 원동력

상승부는 새로운 해양, 하강부는 산맥과 해구 생성

3) 해저 확장설: 음향 측심법을 이용한 해저 지형 발견으로 등장

해령에서 새로운 해양 지각이 생성되고 확장됨

1번 개념에서는 주로 해저확장설 관련 자료 해석 문제가 출제됨
-> 음파 (의 왕복 시간과 수심), 해양 지각의 나이, 퇴적물의 두께, 해저 고지자기 줄무늬 등

해령에서 멀어질수록 지각의 연령과 퇴적물의 두께는 증가

판의 이동 속도: 같은 거리에서는 나이가 더 적을수록, 같은 나이에서는 거리가 더 멀수록 빠르다.

4) 변환단층 발견: 윌슨 발견, 열곡과 열곡이 어긋난 구간 = 변환 단층, 해양지각 확장시 변환단층 양쪽 해양 지각이 반대로 이동하기 때문

5) 판 구조론: 지구의 표면은 크고 작은 판으로 구성, 이들의 상대적 운동으로 여러 지질 현상이 일어남

2. 대륙의 이동 - 고지자기 복각 (+대륙분포) / 3

최근 평가원 출제 문항: 21학년도) 9 - 20, 수능 12 22학년도) 9 - 19

2-1) 복각: 나침반의 자침 (지구 자기장 방향)이 수평면과 이루는 각

+90도 -> 자북극 (N극이 지표 아래로) , -90도 -> 자남극 (N극이 지표 위로)

지자기 북극의 겉보기 이동은 대륙에 의해 만들어짐

지자기 북극은 과거에도 지금에도 오직 하나 -> 북아메리카에서, 유럽에서 본 이동 경로 겹치면 두 대륙이 과거에 붙어있었음을 알 수 있음

겉보기 이동 경로는 상대적 이동으로 나타난 것이다.

지자기극의 이동경로와 달리 대륙의 이동 경로는 이동 거리는 같게 하되 이동 방향은 반대로 한다.

예를 들어 300Ma에서 250Ma로 시기가 바뀔때 지자기극이 남쪽으로 이동했다면 대륙은 북쪽으로 이동한 것이다.

+ 문제에서는 현재의 대륙 모습과 지자기 북/남극을 알려주므로 시간의 흐름에 유의하여 이에 맞춰 풀이한다.

2-2) 대륙 분포의 변화

12억년 전 초대륙 로디니아 형성

2.7억년 전 초대륙 판게아 형성, 애팔라치아/칼레도니아 산맥 형성

1억년 전 인도대륙과 오스트레일리아 대륙 분리

3천만년 전 히말라야 산맥 형성

3. 판의 경계 - (판의 경계와 지각 변동, 플룸 구조론) / 5

최근 평가원 출제 문항: 21학년도) 6-11, 9-8, 9-9  22학년도) 6-6, 9-8

3-1) 판의 경계와 지각변동:

발산형 경계: 해양판끼리 (해령, 열곡 발달) 또는 대륙판끼리 (열곡대 발달) 있을때 형성 (해양판+대륙판은 X)

- 얕은 곳에서만 (천발, 중발) 지진, 화산활동

수렴형 경계: 두 판이 어떤 판이든 가능 (해대, 대대, 해해 모두 가능) 

- 해양판 (해구, 호상열도 발달)이 있는 경우 깊은 곳에서도 (천발, 중발, 심발) 지진, 화산 활동

- 대륙판끼리만 (습곡산맥 발달) 있는 경우 (천발, 중발) 지진, 화산활동은 일어나지 X

보존형 경계: 해양판끼리 / 대륙판끼리만
얕은 곳에서만 (천발) 지진, 화산활동 X

+ 3-1') 맨틀 대류와 판의 이동:

수렴형 - 밀도가 더 큰 판 (해양판 > 대륙판) = 섭입하는 (가라앉는) 판이 잡아당기는 힘 존재
발산형 - (해양-해양의 경우) 해양판이 중력에 의해 해령에서 판을 밀어낸다.

+지도에 한랭전선 기호처럼 되어있는 세모세모 표시는 삼각형 변 아래에 있는 판이 뾰족한 꼭짓점이 있는 판쪽으로 섭입했음을 의미함

3-2) 플룸 구조론: 판의 내부에서 일어나는 화산활동 설명

차가운 플룸 - 아시아 대륙 아래 (수렴형)에서 / 상하부 맨틀 경계 -> 맨틀 외핵 경계로 가라 앉음 / 지진파 속도 빠름
뜨거운 플룸 - 남태평양, 아프리카 대륙 아래 (발산형)에서 / 맨틀 외핵 경계에서 상승함 / 지진파 속도 느림

열점: 뜨거운 플룸이 상승하여 생성된 마그마가 지각을 뚫고 분출하는 곳으로, 판이 이동해도 위치가 변하지 않는다.

대표적으로 하와이 열점이 있다.

*하와이 열점에서 판의 이동: 초반에는 북북서 방향 이동, 이후 서북서 방향으로 이동

4. 마그마 생성 / 5

최근 평가원 출제 문항: 21학년도) 6-6, 9-9, 수능 4  22학년도) 6-3, 9-13

4-1) 지하의 온도 분포와 암석의 용융곡선 및 마그마 생성 장소

사진: 수특 27쪽 참고

A 과정: 압력 일정, 온도 상승 (해양판 섭입할 때 연약권에서 형성된 현무암질 마그마 ->대륙 지각 하부에 도달하면 대륙 지각 암석 가열 -> 유문암질 마그마 생성)

B 과정: 압력 감소, 온도 일정(해령 하부, 열점 -> 현무암질 마그마 생성)

C 과정: 용융 온도 하강 (해양판 섭입할 때 연약권 -> 현무암질 마그마 생성)

수렴형 경계에서는 현무암질 마그마와 유문암질 마그마가 혼합되어 안산암질 마그마 생성

4-2)

* 마그마의 종류

SiO2의 함량
52% 이하: 현무암질, 52~63%: 안산암질, 63% 이상: 유문암질

* 화성암의 분류

            염기성 / 중성 / 산성

화산암      현       안      유              현무암, 안산암, 유문암

심성암      반       섬      화              반려암, 섬록암, 화강암

- 화산암은 마그마가 빠르게 냉각되어 결정 크기가 작은 세립질.

- 심성암은 마그마가 천천히 냉각되어 결정 크기가 큰 조립질.

5. 퇴적 구조 (+퇴적암의 형성, 종류) / 4

최근 평가원 출제 문항: 21학년도) 6-1, 9-1, 수능 6  22학년도) 6-16

5-1) 퇴적암의 형성

속성 작용: 퇴적암이 되기까지의 전체 과정으로 다짐 작용, 교결 작용이 있음

-다짐 작용: 아래쪽 퇴적물이 윗쪽 퇴적물 무게에 의해 다져짐. 빈 공간 크기와 부피가 감소, 밀도 증가

-교결 작용: 퇴적물 속 수분이나 석회질 등의 물질이 퇴적물 입자 사이에 침전되어 알갱이들을 붙게하고 굳어짐

5-2) 퇴적암의 종류

구분 - 주요 퇴적물 - 퇴적암

i) 쇄설성 퇴적암: 실트, 점토 - 이암, 셰일

                      모래 - 사암
                      자갈 - 역암

ii) 화학적 퇴적암: CaCO3 - 석회암

                       SiO2 - 처트

                       NaCl - 암염

iii) 유기적 퇴적암: 석회질 생물체 - 석회암
                        규질 생물제 - 처트, 규조토

                        식물체 - 석탄

5-3) 퇴적 구조 

사층리: 수심이 얕은 물밑이나 바람의 방향이 자주 바뀌는 곳에서 형성. 과거에 물/바람이 흐른 방향을 알 수 있음

점이층리: 다양한 크기의 퇴적물이 한꺼번에 퇴적될때 큰 입자가 먼저 가라앉고 작은 입자는 천천히 가라앉아 형성. 

해저 퇴적물이 수심 깊은 바다에 쌓이거나 수심 깊은 호수로 유입될때 잘 형성

연흔: 수심이 얕은 물밑에서 형성. 물결 모양의 흔적이 대칭 또는 비대칭 형태로 나타남

건열: 수심 얕은 물밑에 점토질 물질이 쌓인 후 퇴적물 표면이 대기에 노출되어 건조해지면서 갈라지면 형성됨

(단면)

+ 사층리와 연흔은 입자의 크기가 작고 가벼울때 잘 형성된다 (자갈 < 모래)

+ 6-1에서 (나), 수능 6번 자료 B에서 층리면을 관찰할 수 있음

6. 지질 구조 / 3

최근 평가원 출제 문항: 21학년도) 6-2, 수능 19  22학년도) 9-4

습곡

사진: 수특 42쪽 참고

단층 

사진: 수특 42쪽 참고

정단층, 역단층, 주향 이동 단층만 알아도 됨

정자세로 얼굴과 팔 다리가 있는 졸라맨을 수직으로 그린 뒤 얼굴이 있는 곳이 상반, 아닌 곳이 하반

정단층은 상반이 아래로 이동, 장력을 받음

역단층은 상반이 위로 이동, 횡압력을 받음

절리

사진: 수특 43쪽 참고

주상절리 (지표 분출 용암이 식을때 부피 수축)

판상절리 (지하 깊은 곳의 암석이 융기하고 부피 팽창)

부정합

사진: 수특 43쪽 참고

지층 형성 -> 융기 -> 풍화, 침식 -> 침강 -> 새 지층 퇴적

평행 부정합: 부정합면 경계로 상하지층 나란

경사 부정합: 부정합면 경계로 상하지층 경사 다름

난정합: 부정합면 하부에 화성암 분포

관입과 포획

7. 지층의 상대연령 (+지사학 법칙, 지층 대비) / 5

최근 평가원 출제 문항: 21학년도) 6-14, 9-6, 수능 19  22학년도) 6-20, 9-17

방사성 원소에 대하여: 모원소 또는 자원소의 시간에 따른 비율 -> 100 x (1/2)^n  (단 n은 2이상 자연수) %이면서 원소 비율이 명확하게 보일 때를 이용해 반감기를 구한다. 이후 주어진 조건에 따라 절대연령을 구할 수 있다.

관입한 화성암은 관입 당한 암석보다 나중에 생성된다. (관입의 법칙)

관입암이 어떤 지층에 영향을 주었는지를 파악하면 여러 번 관입이 일어났더라도 그 순서를 알 수 있다.
단층이 있는 경우에는 지층, 단층의 형성 순서로 될 수 있는 경우를 따지며 문제의 상황처럼 될 수 있는지 확인한다.

최소 융기횟수: 부정합면의 수 + 1 (부정합의 법칙과 형성 과정 이해)
아래쪽에 쌓인 지층일수록 나이가 많다. (지층 누중의 법칙)

+ 화성암쪽에 포획암이 있을 수 있다. (반드시 있다는건 아님)
+ 부정합면을 기준으로 위쪽에 기저역암이 있을 수 있다. (반드시 있다는건 아님)

8. 지질 시대 (+화석, 고기후 연구) / 6

최근 평가원 출제 문항: 21학년도) 6-14, 9-2, 수능 5, 수능 19  22학년도) 6-1, 9-1

선캄브리아 시대

i) 시생 누대: 바다에서 최초 생명체, 원핵생물 남세균 출현 -> 스트로마톨라이트 

ii) 원생 누대: 대기 중 산소 농도가 시생 누대에 비해 증가, 말기에 다세포 생물 최초 출현 -> 에디아카라 동물군 화석

현생누대

0) 고생대 / 중생대 / 신생대 시기: 5.4억, 2.5억, 0.66억 (옷 사세요, 이 옷 사세요, 66 사이즈요)

i) 고생대 - 기: 캄오실데석페  (캄브리아기, 오르도비스기, 실루리아기, 데본기, 석탄기, 페름기)

- 생물 출현: 무어육양파겉 (해양무척추동물 번성, 어류 출현, 육상 식물 출현, 양서류 출현, 파충류 출현, 겉씨식물 출현)

- 대표 생물: 삼필갑방 (고 삼이 되면 필히 갑자기 방황할 때가 있다)
삼엽충: 고생대 전 시기

필석: 오~실

갑주어: 실~데

방추충: 석~페

+ 실루리아기에 오존층 형성

ii) 중생대 - 기: 트쥐백 (트라이아스기, 쥐라기, 백악기)
- 생물 출현: 원포공 -> 속 (트: 원시 포유류, 공룡 출현, 백: 속씨식물이 겉씨식물 대체 시작)
- 대표 생물: 공시암 (중요한 공식이나 시를 암기한다)

공룡: 중생대 전 시기

시조새: 쥐~백

암모나이트: ~백

iii) 신생대 - 기: 팔네4 (팔레오기, 네오기, 제 4기)

- 대표 생물:  화폐석, 매머드
팔,네: 화폐석 번성

제 4: 대형 포유류 번성, 속씨식물 번성

+ 현생 누대의 고/중/신에서 대표 생물은 공룡, 매머드 (육성층) 를 제외하고 해성층에서 화석으로 발견될 수 있음

+ 고, 신 - 빙하기 O / 중 - 빙하기 X (온난)

+ 생물 주요 멸종 시기:

고생대 - 오데페 / 중생대 - 트백 (페름기때 대멸종 규모 가장 컸음)

9. 온대 저기압 (+기단, 일기도, 위성영상) / 6

최근 평가원 출제 문항: 21학년도) 6-15, 9-4, 9-19, 수능 8  / 22학년도) 6-8, 9-10

* 바람은 고기압 (하강 기류, 맑음)에서 저기압 (상승기류, 흐림)으로 분다. 

9-1) 기단

수특 사진 75쪽 참고 (개념체크)
시베리아 기단, 오호츠크해 기단, 양쯔강 기단, 북태평양 기단

여름: 남고북저의 기압 배치, 북태평양 고기압의 영향을 많이 받음 

- 남쪽의 따뜻한 기단, 북쪽의 차나 기단이 비슷한 세력을 이루어 정체전선 (장마전선)이 형성됨.

정체전선은 북동-남서 방형으로 길게 발달함, 비는 전선면이 있는 쪽에서 주로 오게 됨

겨울: 서고동저의 기압 배치, 시베리아 고기압의 영향을 많이 받음

9-2) 일기도
수특 사진 77쪽 참고

일기, 운량, 풍속, 전선과 기압, 기온, 이슬점, 기압, 기압 변화량

등압선을 통해 그 지역의 기압을 알 수 있음. 

등압선이 좁을수록 풍속 빠름

9-3) 

위성영상
가시 영상: 밝기는 적운형 > 층운형 구름 / 반사도도 적운형 > 층운형 구름

적외 영상: 밝기는 최상부 높이가 높을수록 밝음 / 최상부 온도는 높이가 높을수록 어두움

-가시 영상은 야간에 이용할 수 없음

9-4) 온대저기압

(한대 전선대) 찬 기단과 따뜻한 기단이 만나는 중위도 정체 전선상의 파동으로부터 발생

편서풍의 영향으로 서->동 이동, 위치에너지가 주요 에너지원

온난 전선 (전선 전면 넓은 구역 - 층운형 구름) 통과 시 (C->B): 기온 상승, 기압 하강

한랭 전선 (전선 후면 좁은 구역 - 적운형 구름) 통과 시 (B->A): 기온 하강, 기압 상승

북반구에서 바람은  C - 남동풍 B - 남서풍 A - 북서풍

온대저기압 중심 위쪽: 풍향 반시계 방향

온대저기압 중심 아래쪽: 풍향 시계 방향

10. 태풍 / 5

최근 평가원 출제 문항: 21학년도) 6-18, 9-19, 수능 11 / 22학년도) 6-18, 9-7

위도 5~25도의 열대 해상에서 (열과 수증기를 공급받아) 발생 (적도에서는 전향력이 약해 X) 

무역풍과 편서풍 영향으로 북서쪽으로 이동하다가 북동쪽으로 이동,  숨은열이 주요 에너지원

수특 80쪽 사진 참고 (북상하는 태풍의 구조와 이동 방향에 수직인 연직 단면에서의 기압과 풍속)

물리량 그래프, 시각적 구조 이해 정말 중요

중심부로 갈수록 기압은 낮아지며 바람이 강해진다.

단, 태풍의 눈에서는 기압은 계속 낮아지지만 약한 하강 기류가 나타나고 바람은 약해진다.

태풍의 진행 경로에서 오른쪽: 위험반원 (풍속이 상대적으로 강함)

태풍의 진행 경로에서 왼쪽: 안전반원 (풍속이 상대적으로 약함)

11. 여러가지 악기상 / 1

최근 평가원 출제 문항: 22학년도) 6-10

뇌우: 강한 상승 기류로 적란운 발달 -> 천둥, 번개, 소나기
1) 적운 단계에서 급격 성장 2) 성숙 단계에서 상승/하강 기류 함께 나타나며 현상이 가장 활발함 3) 소멸 단계에서 약한 하강 기류만 남게 되어 구름이 사라짐

우박: 적란운에서 강한 상승 기류를 타고 발생. 겨울과 한여름에는 거의 발생하지 않음

투명한 얼음층과 불투명한 얼음층이 번갈아 싸고 있는 층상 구조

빙정이 우박으로 성장하기 위해 과냉각 물방울이 필요함

12. 해수의 성질 / 7

최근 평가원 출제 문항: 21학년도) 6-4, 9-5, 수능 2, 수능 3, 수능 13 22학년도) 6-2, 9-12

12-1) 물리량 간의 관계
수온이 낮을수록, 염분이 높을수록, 수압이 클수록 해수의 밀도는 커진다. (+ T-S도를 통해 해수의 밀도, 특성 알 수 O)

용액의 온도가 낮을수록, 압력이 클수록 기체의 용해도는 커진다. 

(+ 용존량: 산소 < 이산화탄소 / 산소는 깊이대 중에서 표층에서 가장 많음, 이산화탄소는 깊어질수록 많음)

12-2) 해수의 온도

i) 표층 해수 온도: 등수온선이 대체로 위도와 나란함

+ 저위도일수록 온도 높음. 아열대는 대양의 서안에서 온도 높음. 

ii) 해수의 연직 수온:

혼합층 - 수온 거의 변화 X (바람의 혼합 작용)

수온약층 - 수온 급격히 변화 (대류 제한, 안정 상태)

심해층 - 수온 매우 낮고 거의 변화 X  (태양 복사 에너지 도달 X)

12-3) 해수의 염분
i) 표층 염분: 적도 < 극지방 < 중위도
-적도는 저압대 위치로 강수량이 많음

-극지방은 증발량이 적고 빙하가 융해됨 (그러나 결빙시 염분 높게 나타남/예: 북반구 극지방)

ii) 염분의 증감 요인

증발, 해수의 결빙 - 염분 증가

강수, 담수 유입, 빙하 융해 - 염분 감소

+염분비 일정 법칙

13. 해수의 표층순환 (+대기대순환) / 5

최근 평가원 출제 문항: 21학년도) 6-5, 9-10, 수능 2  22학년도) 6-2, 9-15

13-1) 대기 대순환

대기와 해수는 순환하며 저위도의 남는 에너지를 에너지가 부족한 고위도로 운반함. 

해들리 순환: 가열된 공기 상승 - 열적(직접) 순환

페렐 순환: 둘 사이에서 형성되는 간접 순환

극 순환: 냉각된 공기 하강 - 열적(직접) 순환

무역풍 / 편서풍 / 극동풍

13-2) 표층 순환

아열대 순환: (북- 시계 방향, 남 - 반시계 방향)

북반구 - 태평: 쿠로, 북태, 캘리, 북적 (난, 난, 한, 한) / 대서: 멕시, 북대, 카나, 북적 (난, 난, 한, 한)

남반구 - 태평: 남적, 동오, 남순, 페루 (난, 난, 한, 한) / 대서: 남적, 남순, 브라, 벵겔 (난, 난, 한, 한)

우리나라 주변 해류:

쿠로시오 해류 

대마(쓰시마) 난류, 동한 난류, 북한 한류
황해 난류

14. 해수의 심층순환 / 6

최근 평가원 출제 문항: 21학년도) 6-4, 6-10, 9-16, 수능 13  22학년도) 6-11, 9-3

심층순환: 밀도 차로 형성되는 열염 순환 

극 해역 좁은 면적에서 차갑게 냉각 -> 밀도 커져 가라앉음 -> 저위도로 이동하여 매우 천천히 상승 -> 표층따라 극 쪽으로 이동

-이동 속도 매우 느림 (수백년 이상)

수특 사진 107쪽 참고 (대서양에서의 심층 순환, 대서양 수괴의 수온과 염분, 전세계 해수의 순환)

밀도가 작은 것부터 점점 큰 순서대로 (1.027 ~ 1.028)

남극 중층수: 남위 60도에서 형성, 수심 1km 부근에서 북위 20도까지 이동

북대서양 심층수: 그린란드 해역에서 형성, 수심 1.5 ~ 4km 사이에서 남위 60도까지 이동

남극 저층수: 남극 대륙 주변 웨델해에서 형성, 해저 따라 북위 30도까지 이동

수온: 북심 > 남저 

염분: 북심 > 남저

심층순환은 표층순환과 연결되어 열에너지를 수송하여 열수지 불균형 해소하고

용존 산소가 풍부한 표층해수를 심해로 운반해 공급한다.

*기출 선지) 북대서양의 저/고위도 표층 수온 차가 크면 -> 표층 순환이 활발하게 일어나기 어려움 -> 심층순환 세기도 약해짐

15. 엘니뇨와 라니냐 (+용승과 침강, ENSO) / 5 (최근 기출 최고 오답률)

최근 평가원 출제 문항: 21학년도) 6-20, 9-7, 수능 20  22학년도) 6-13, 9-20

15-1) 바람과 해수의 이동

북반구에서는 바람이 부는 방향의 오른쪽 90도 방향으로 해수가 평균적으로 이동
(남반구는 왼쪽 90도) / 표층해수는 45도 방향

이러한 원리에 의해 해수가 발산하여 빠져 나가면 이를 채우기 위해 해수가 표층으로 올라오고 (용승)
반대로 해수가 수렴하여 모이면 표층해수가 심층으로 내려간다 (침강)

용승이 일어나는 경우 -

연안, 적도, 저기압성 바람 (고기압성 바람에서는 침강)

15-2) 엘니뇨와 라니냐

기본 원리: 

1) 동->서 무역풍

2) 동태평양에서 해수가 빠져나가 용승이 일어남 (표층 수온 낮아짐) 

3) 서) 저기압 / 상승 기류, 동) 고기압 / 하강 기류

4) 서) 구름과 강수량 많음 동) 맑음, 강수량 적음

엘니뇨는 이러한 흐름에서 무역풍이 약해질 때, 라니냐는 무역풍이 강해질 때이다.

엘니뇨 시기에는 위 그림에서 바람도 약해지고, 표층수, 수온약층 기울기가 완만해지고, 저/고기압도 상대적으로 평상시에 비해 약해진다고 보면 되는데,

이때에는 동태평양의 연안 용승 약화 (-> 덜 빠져 나가서 해면 높이 상대적으로 높아짐), 표층 수온 덜 낮아짐 (= 따뜻한 해수층이 얇아짐 = 수온약층이 더 깊게 위치함), 기압이 약해지는 등의 현상이 나타난다. 

반대로 라니냐 시기에는 위 그림에서 바람도 강해지고, 표층수 수온약층 기울기가 더 커지고, 저/고기압도 더 강해진다고 보면 된다. 이때 일어나는 현상은 엘니뇨랑 정반대로 나타난다.

기출에서는 적외선 방출 복사 에너지 편차, 20도씨 등수온선, 태양복사 에너지 편차등 다양한 조건을 제시하는데, 이는 위에서 서술한 수온, 해수면의 높이, 해면 기압(과 기류, 구름), 수온약층, 따뜻한 해수층과 연관지어서 해석할 수 있다.

+ 워커 순환: 평상시 나타나는 서/동태평양의 공기 상승/하강에 의한 순환 (엘니뇨 나타나면 약, 라니냐 나타나면 강)
+ 남방 진동 지수: 타히티 (동태 서태 사이) 기압 - 다윈 (서태) 기압

엘니뇨 시기는 평상시 서태평양 지역에 저기압이 강하던 때와 달리 동태, 서태 사이의 타히티 지역에서 저기압이 강하므로 남방 진동 지수는 음이다.
(라니냐는 양)

16. 기후변화의 요인 (+내적 요인) / 2

최근 평가원 출제 문항: 21학년도) 6-13 22학년도) 6-12

16-1) 고기후 연구

나무의 나이테 폭이 넓을수록 과거 기후는 온난함

빙하, 대기에서는 기온이 높을수록 18O /16O 동위원소비율도 크며 해양(예를 들어 해양 생물 화석)은 그 반대임

16-2) 기후 변화의 외적 요인

수특 123쪽 그림 참고

*다른 조건이 없는 경우 현재는 원일점에서 북반구가 여름

지구 자전축 방향은 26000년 주기로 바뀐다 (세차 운동)

-13000년 전/후는 지금과 방향이 반대, 6500년 전/후는 각각 지금으로부터 반시계/시계 방향으로 90도만큼 회전

태양과 떨어진 거리에 상관없이 그 지역이 태양빛을 일직선으로 바로 받는 반구면 여름, 아니면 겨울

다른 요인의 변화가 없다면 자전축 기울기가 커질수록 연교차도 커짐

                                         연교차, 자전축 기울기 커질때       연교차, 자전축 기울기 작아질때 

(낮의 길이 > 밤의 길이) - 여름 -       태양 남중고도 커짐                      태양 남중고도 작아짐 

(낮의 길이 < 밤의 길이) - 겨울 -      태양 남중고도 작아짐                     태양 남중고도 커짐

원일점과 근일점에서의 계절은 반대

이심률이 클수록 공전궤도는 찌그러진 타원형, 작을수록 원에 가까운 형태

원)여름, 근)겨울이면 이심률이 클수록 연교차 작음

원)겨울, 근)여름이면 이심률이 클수록 연교차 큼
 

1년동안 지구에 입사하는 평균 태양 복사 에너지양 = 지구와 태양의 평균 거리에 반비례함

+이외에도 태양 흑점 수 (태양의 활동 정도)에 따라 태양 복사 에너지양이 다를 수 있음

16-3) 기후 변화의 내적 요인

*지구 내적: 수륙 분포 변화 -> 해류 변화 -> 기후 변화 / 화산 활동 -> 반사율 증가 -> 평균 기온 하강

*인위적: 온실 기체 증가 -> 기온 상승 / 에어로졸 배출 -> 기온 하강 / 사막화, 도시화 -> 기후 변화

17. 지구 열수지 (+지구온난화) / 3

최근 평가원 출제 문항: 21학년도)9-14, 수능 10 22학년도) 9-5

(지구 열수지는 최근 평가원에는 출제된 적이 없지만 그 이전 기출과 교육청 내용을 정리함)

태양 복사 에너지 (가시광선 영역) / 지구 복사 에너지 (적외선 영역)
복사평형을 이루어 흡수량과 방출량이 같다.

온실 효과 기여 정도: 수증기 > 이산화탄소 > 메테인 > 오존 (양은 이산화탄소가 가장 많음)

온실기체 증가 -> 재복사 에너지 증가로 온도 상승

성층권 오존의 감소 -> 대기 흡수 태복에너지 감소

온실효과 = 대기 흡수량(방출량) 증가 

지구 반사율 증가 -> 지구 방출 복사 감소

*대기의 창: 대기에 의해 거의 흡수 x, 우주 공간으로 빠져나감 (8~13마미)

지구온난화 문제

온실효과 커지면서 지구온난화 현상 나타남

해수면의 높이가 상승, 빙하 면적 감소 등 상식선으로 풀 수 있음

18. 별의 물리량 (분광형, 표면온도, 절대등급, 광도, 반지름, 질량, 밀도 등) / 8

최근 평가원 출제 문항: 21학년도) 6-3, 6-12, 9-15, 수능 9, 수능 14 / 22학년도) 6-14, 6-17, 9-14

18-1) 표면온도와 분광형

O  B  A  F  G  K  M

파    흰     노     붉

O, A, G, M 순으로 각각 표면온도 2.8만~, 7.5천 ~ 1만, 5천 ~ 6천, ~3.5천

*흡수선의 상대적 세기:

O형 He 2 / B형 He 1 / A형, F형: H 1, / F형, G형, K형, M형: Ca 2, 기타 금속 원소와 분자

- 표면온도에 따라 이온화되는 정도가 달라서 나타나는 것이지 별에 그 원소들이 가장 많이 있어서 그런것이 아님

18-1') 표면온도: 

최대 복사 에너지 방출 파장과 표면온도는 반비례 관계

색지수 (B등급 - V등급)와 표면온도는 반비례 관계

18-2) 광도와 절대등급

단위 시간당 방출 에너지량 = 광도 L = 4ㅠR^2 x oT^4 (반지름 R의 제곱에 비례, 표면온도 T의 네제곱에 비례)

단위 시간에 단위 면적당 방출 에너지량 =  oT^4

두 별의 절대등급 차가 5면 광도는 100배 차이난다.

18-2') 광도계급

I 초거성 /  III 거성 / V 주계열성, 왜성 / VII 백색 왜성

18-3) H-R도

주계열성, 거성, 초거성, 백색 왜성의 대략적 위치 파악

거성: 반지름이 태양의 10 ~ 100배, 광도는 10~1000배

초거성: 반지름이 태양의 몇백 ~ 1000배 이상, 광도는 몇만 ~ 몇십만 배

백색 왜성: 평균 밀도가 태양의 100만배

18-4) 그 이외 핵심 내용 (진짜 중요)

i) 주계열성은 질량이 클수록 광도(절대등급은 반대), 표면온도, 반지름의 값이 모두 커지며, 수명은 짧다

ii) 태양은 표면온도 약 5800K, 분광형 G2, 광도계급 V, 절대등급 +4.8이다.

18-1 ~ 18-3에 정리된 여러 개념들을 18-4 개념을 통해 활용할 수 있음.

(예- 기출 선지: G형에 절대등급 0등급이면 주계열성인가? (=pp 수소핵융합 반응을 하는가?) -> 태양보다 약 100배 밝은데 표면온도가 비슷하다면 주계열성으로 볼 수 없음)
(예 2- 기출 선지: 주계열성에서 광도가 클수록 수명은 짧다 - 태양과의 비교)

19. 별의 진화 (원시별, 주계열성, 거성, 별의 종말: 에너지원, 구조) / 8

최근 평가원 출제 문항: 21학년도) 6-12, 6-19, 9-3, 9-11, 수능 9, 수능 16  / 22학년도) 6-7, 9-11

1) 원시별

-생성: 성운의 중심부에서 중력 수축으로 밀도가 커지며 생성 

-에너지원: 중력 수축 (별 중력 > 기체 압력 차 힘)으로 

내부 온도가 높아지고 표면 온도 1000K일때 가시광선 방출

이때 감소한 위치 에너지 중 일부는 복사 에너지로

+중심부 온도가 1000만K가 되면 주계열성이 됨 (질량 클수록 빠르게 / 질량 큰 별은 HR도 상에 수평, 작은 별은 수직)

2) 주계열성

-생성: 원시별의 중심부 온도가 1000만K가 되면 중심에서 수소 핵융합 반응을 함 

(생성 이후 주계열성은 별의 일생에서 90% 가까이를 머무름)

-에너지원: 수소 핵융합 반응 i, ii 모두 일어남 (그러나 1800만K 이하는 i, 이상은 ii가 우세)

i) pp반응: 6H -> He + 2H, 질량 결손

ii) CNO 순환 반응: 4H (C, N, O가 촉매 역할) -> He, 질량 결손

-내부 구조: 에너지 생성 영역 / 에너지 전달 영역

i) 질량이 태양의 2배 이하: 중심에서부터 중심핵 ) 복사층 ) 대류층

ii) 질량이 태양의 2배 초과: 중심에서부터 대류핵 ) 복사층

3) 주계열성 이후 거성, 초거성으로 진화하는 사이 단계

-에너지원과 내부구조: 주계열성의 중심핵에서 수소가 고갈되면 수소 핵융합이 멈추며 주계열 단계를 벗어남

-중심부가 (헬륨핵) 수축하면서 생기는 열에너지로 

중심부 바로 바깥쪽에서 수소 핵융합이 일어나고 바깥층이 팽창하며 별의 크기가 커짐

+ 질량이 태양과 비슷한 경우 적색 거성으로, 태양보다 매우 큰 경우 (적색) 초거성으로 진화

3') 거성, 초거성

중심부의 온도가 1억 K에 도달하면 헬륨 핵반응이 일어나 탄소 산소로 구성된 핵이 만들어진다.
이때 질량이 태양 정도면 헬륨 핵반응까지만

질량이 매우 크면 철 중심핵까지만 만들어짐 (규소, 황 핵융합까지)

4) 거성 (초거성) 이후 별의 종말 사이 단계

-중심부는 수축하고 별 바깥층은 수축,팽창을 반복 -> (반지름, 표면온도 등) 주기적으로 변하는 맥동 변광성 단계 거침

-맥동 변광성 단계 이후 별의 물질이 방출되어 행성상 성운 생성, 중심부는 더 수축하여 (밀도가 큰) 백색왜성이 됨

-핵융합 반응이 멈춰 빠르게 중력 수축하다가 엄청난 에너지, 원소를 방출하는 초신성 폭발 (철보다 무거운 원소 생성)

-초신성 폭발 이후 중심부는 더 수축하여 (밀도가 매우 큰) 중성자별 생성
또는 중심부 질량이 더욱 큰 경우 블랙홀 생성

+ 크기: 태양 >>> 백색 왜성 >>> 중성자별 >>> 블랙홀

20. 외계행성 탐사 (시선속도, 식, 미세중력렌즈, 직접, + 생명가능지대) / 6 

최근 평가원 출제 문항: 21학년도) 6-8, 9-13, 수능 18  / 22학년도) 6-9, 9-6, 9-18

21. 은하와 허블법칙 (+ 타원은하, 나선은하, 불규칙 은하, 특이 은하) / 6

최근 평가원 출제 문항: 21학년도) 6-9, 9-12, 수능 7, 수능 17  / 22학년도) 6-5, 9-9

21-1) 은하

i) 허블의 은하 분류 (진화와 관련 없음)

E0 ~ E7: 타원 은하 / 주로 늙은 별 (E뒤의 숫자가 클수록 납작한 타원)

Sa ~ Sc: 정상 나선 은하 / 중심에는 늙은 별, 나선팔에는 젊은 별  (c로 갈수록 중심핵 자고 나선팔 느슨)

SBa ~ SBc: 막대 나선 은하 (이후 특징은 같음) 

불규칙 은하: 비대칭적, 불규칙 / 젊은 별 (나선 은하보다도 더)

+ 젊은 별이 많은 곳에 성간 물질 많음

ii) 특이 은하

전파나 c선 영역에서 강한 에너지 방출, 밝기가 시간에 다라 변함

전파 은하: 중심부가 뚜렷한 전파원으로 보이거나 로브가 중심부의 양쪽에 대칭으로 나타남

-제트(블랙홀에서 뿜어져 나오는 물질 흐름)의 로브에서 일부 영역은 강한 X선을 방출함 <- 블랙홀 추정

퀘이사: 하나의 별처럼 보임

우주 생성 초기에 만들어진 것이 다수며 적색편이가 매우 큼

작은 공간에서 폭발적인 양의 에너지 방출 (전퀘세 중 가장 많이) <- 블랙홀 추정

세이퍼트 은하: 핵이 상대적으로 밝음, 나선 은하의 형태로 관측

스펙트럼이 넓은 방출선 관측 <- (질량이 매우 큰 천체) 블랙홀 추정

21-2) 허블법칙

외부 은하의 스펙트럼 관측과 후퇴 속도: v:c = 파장 변화량 : 원래 파장

허블법칙: V(은하의 후퇴 속도) =H r (r=거리)

은하가 여럿 있을때 상대적으로 후퇴속도를 계산한다. (시선방향 고려)
예를 들어 A,B,C 은하 셋이 있고 B기준으로 C는 +1200km/s, A는 -600km/s일때 C가 본 A의 후퇴속도는 1800km/s

22. 우주론 (정상 우주론, 빅뱅 우주론, 급팽창 우주론) / 4

최근 평가원 출제 문항: 21학년도) 6-17, 9-18  / 22학년도) 6-19, 9-16

22-1) 빅뱅 우주론과 대폭발 우주론의 비교

빅뱅 우주론: 밀도가 매우 높은 한 점에서 대폭발이 일어난 후 점차 팽창

정상 우주론: 우주가 팽창하면서 빈 공간에 새로운 물질이 계속 생성

22-2) 빅뱅 우주론의 증거와 한계

빅뱅 우주론에 따르면

초기(1초때 1000억 K): 결합 X, 뒤엉킴, 빛 진행 X (매우 뜨겁고 밀도가 높았음, 불투명) 

3분 이내: 우주가 식으면서 중수소 형성 -> 헬륨핵 합성 (소량 리튬) 

i) 수소와 헬륨 질량비 3:1

38만년 이후(약 3000 K): 우주 식어 중성원자 형성 -> 복사, 물질 분리 (투명) 

ii) 우주 배경 복사 (우주 초기 온도 분포 균일)

현재: 약 2.7K 

그러나 한계점은

우주의 지평선 (먼 지역 정보 교환), 평탄성, 자기홀극 문제

22-3) 급팽창 우주론

지평선 문제 - 급팽창 이전 정보 교환

평탄성 문제 - 우주 크기 매우 커지면 관측 영역은 평탄

자기홀극 문제 - 급격 팽창으로 자기홀극 밀도 희박

23. 암흑물질과 암흑에너지 (우주 팽창) / 5

최근 평가원 출제 문항: 21학년도) 6-16, 9-17, 수능 15  / 22학년도) 6-15, 9-2

23-1) 우주의 구성
현재: 

암흑에너지 약 70%, 암흑 물질 약 25%, 보통 물질 약 5%

암흑에너지 - 우주 팽창 역할 (척력 작용) (Ia형 초신성 관측 결과 설명 가능)

암흑 물질 - 전자기파로 관측 x, 중력으로 존재 추정  (우리 은하 회전 속도로도 알 수 있음)

시간이 지나면서

         비율   총량  밀도 

암에    증      증     일

암물    감      일     감

보물    감      일     감

23-2) 우주 팽창

우주의 크기, 팽창 속도 등과 관련된 자료를 보고 해석할 수 있어야 함.

접선의 기울기나, 해당 가로축값에 따른 세로축값 등의 의미 파악