홀붕 [1153156] · MS 2022 (수정됨) · 쪽지

2022-09-30 23:45:34
조회수 6,880

칼럼)고지자기 유형을 정리해보자(지1)

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저번에 올렸던 투표에서 아무래도 고지자기가 수요가 많은 것 같아서


고지자기에 대한 짧은 글을 한번 준비해봤습니다.


정말 개념적인 용어 하나하나까지 다 설명할 시기는 지난 것도 같고,


그렇다고 문제풀이까지 깊게 유형별로 다루자니 글 하나에 담기엔 너무 무거워지는 것 같아


적당히 가장 기본적인 문제 풀이에 관한 내용만 담고자 했습니다.





그래도 내용 전개에 필요한 용어들은 짚고 넘어가야겠죠.



(어라 이게 왜 좀 회색으로 나오는지 모르겠는데 아무튼)


기본적으로 고지자기와 직접적으로 관련된 것은 자북입니다.


지구 자기장에서 자기력선이 들어가는 지점을 자북, 지자기 북극이라고 하며 (약간의 뉘앙스 차이는 존재하지만 같다고 봐도 무방할 정도) 


진북은 자기장과 관계 없이 그냥 항상 동일한 지리상으로 위도 90도에 위치하는 북극입니다.


문제에서 자주 등장하는 조건인 "고지자기극은 고지자기로 추정한 지리상 북극(진북)이다." 라는 조건은


진북 = 자북으로 보겠다고 생각해도 무방합니다.


사실 이번 수능 완성에도 있었듯 오른쪽과 같이 진북과 자북이 일치하지 않는 경우도 출제됩니다.



잠깐 관련해서 하나 보고 갈까요 ?


자북 방향과 진북 방향의 관계가 그림과 같이 나타나는 지괴 A가 있습니다.


이 지괴 A가 정자극기 북반구에서 a나 b 위치 중 한곳에서 형성된 지괴라고 할 때, 어느 위치가 맞을까요 ?


우리가 a나 b 위치에 서서 바라볼 때 A의 그림과 같은 자북과 진북의 관계가 나타나려면 b 위치여야 할겁니다.


(쓰고나니 아무 내용도 아니긴 하네요.. 다만 자북과 진북이 따로 나올 수 있다는 점!)


자북 "방향"에 대한 내용과 함께 이 파트의 주인공이 부분은 바로



복각이죠.


위에서 봤을 때는 앞에서와 같이 자북을 가리키는 "방향"만 존재했지만, 실제 지괴의 잔류 자기는


생성 위도에 대한 정보 역시 담고 있습니다.


지구에는 자기장이 존재하며 자기력선이 그림처럼 뻗어 나오는데, 이때 각 위치의 자기력선을 따라


자화되는 것입니다.


당연히 자북을 가리키겠죠?


단, 지구는 평평하지 않으니 각 위치 (a,b,c등)에 서서 봤을 때 지평면 아래로 박히는 모양일 수도,


지평면에서 위로 고개를 지켜든 모양일 수도 있습니다.


또한 극에 가까워질수록 박히거나 나오는 각도 커지니 이를 통해 위도를 추정할 수 있는 것이죠.


(참고)


그렇다면 이러한 고지자기를 통해 어떻게 과거 지괴의 모습과 위치를 추정할 수 있느냐?


이때 가장 중요한 전제가 바로 "고"지자기는 변하지 않는다. 입니다.



고지자기라는 용어 자체가 과거의 지자기라는 뜻으로, 생성될 때 한번 자화되면 절대 바뀌지 않습니다.


저는 이걸 지괴에 문신을 새겼다고 생각했는데,


생성 당시 자기장에 따라 지괴에 그림을 박아 넣었다고 생각하는 겁니다.


그럼 그 뒤에 자석을 어디에 갖다 대도? 지괴에 그려진 그림이 움직일 리는 없겠죠.



1000만 년 전에 자기 방향을 따라 자화된 지괴에 문신을 새겨줍시다.


그 지괴를 1000만 년이 지난 지금 봤을 때, 문신이 현재 지구 자기 방향이랑 다르지만 그렇다고 


1000만 년 전에 지구 자기 방향이 북극이 아닌 다른 곳을 향했을 리도 없습니다. (둘 다 정자극기)


근데 지괴는 왜 저길 보고 있을까요?



그렇죠.


그냥 자기가 문신한 채로 1000만 년 동안 돈거죠


이때 문제에서 일정한 방향으로 회전했다 등의 조건이 없으면, 1000만 년 내내 반시계 방향으로 돌았다고는 


단정할 수 없습니다.


시계로 돌다가 반시계로 돌아서 현재 모습이 되었을 수도 있죠.


다만 그건 선지에서 시계 방향으로 돌았다고 해서 무조건 틀리게 내거나 조건을 줄 터이니


상황에 맞게 판단해주시면 될 문제입니다.



좀 더 깊게 이야기해볼까요 ?


만약 a시기와 b시기에 각각 생성된 암석의 고지자기를 통해 각 시기의 진북 방향을 추정했다고 해봅시다.


그림과 같이 진북 정보가 나타나고 두 시기 사이에 지괴가 시계 방향으로만 회전했다면


a와 b중 어디가 앞선 시기일까요?


(단, 자북(진북) 방향은 변하지 않았고, 둘 모두 정자극기에 속했다고 합시다.)



a가 앞선 시기일 때를 먼저 볼까요 ?


a 시기에 빨갛게 자북 방향 문신을 새겨줍시다.


시계 방향으로 회전했다고 했으니 돌려주고, b시기가 되면 파란색으로 문신을 새겨 줍시다.


어라? 지괴를 쪼개고 재조립하는 게 아닌 한, 어떻게 돌려도 문제 상황과 같은 관계가 나오지 않습니다.



그럼 당연히 b가 앞선 시기일 때가 정답이겠네요.


같은 방법으로 그림을 그려보면 적절한 상황임을 판단할 수 있습니다.


여기까진 참 좋습니다.


알아보기도 쉽고 직관적인 그림이 화살표들이죠.


그러나 좀 입체적인 문제가 상당히 많이 출제됩니다.



아마 익숙하실 요런 그림이죠.


지금부터는 계속 진북 = 자북 조건이 주어졌다고 가정하고 이야기해보도록 하겠습니다.


이 문제는 고지자기를 통해 추정한 과거 극의 위치를 제시하는 문제 유형입니다.


그러나 3000만 년 전, 극의 위치가 그림과 같은 곳에 위치할 수 있을까요 ?


아니죠, 진북은 어느 시기건 일정하고 자북 = 진북이라고 했으니 과거나 현재나 극의 위치는 같아야 합니다.


이때 저는 고지자기극과 지괴를 "꼬챙이로 꿴다"는 표현을 씁니다.


고지자기극 자체가 지괴에 담겨있는 정보니까, 고지자기극을 이동시키려면 지괴도 함께 움직여야하기 때문이죠.



(지구본 그림은 생략했습니다. 위 빨간 점은 진북, 아래 빨간 점은 30Ma 고지자기극으로 이해해주세요.)


위에서 이야기했듯 과거나 현재나 극의 위치는 같으니까 


과거 지괴와 극의 모습을 보기 위해서는 극을 현재와 같은 위치로 이동시켜야 합니다.


그런데 고지자기극과 30Ma의 지괴는 꼬챙이로 꿰어 있으니, 극을 해당 위치로 보내기 위해서는


지괴를 잡고 돌려줘야겠죠.


당연히 꼬챙이니까 그 길이(거리)는 변하지 않구요.


그럼 30Ma의 극을 시계 방향으로 돌려 현재 극에 위치시켰으니, 30Ma에서 현재로 시간이 흐르면서는


지괴가 어떻게 움직였냐? 


반시계 방향으로 회전했구나! 가 되는 것이죠.



마찬가지로 맨날 출제되는 비슷한 유형이 있습니다.



사실 별 다를 게 없습니다.


일단 고지자기극과 지괴가 나온다? 꼬챙이로 꿰버리시면 됩니다.



근데 이번에는 꼬챙이로 꿴 채로 아무리 지괴를 돌려 봤자, 고지자기극을 실제 진북 위치에 


가져다놓을 수가 없는 상황입니다.


이 말은 회전에 의해 고지자기극의 위치가 저렇게 이동한 것이 아니라는 것이죠.



당연히 극을 진북으로 가져다 놔주면 됩니다.


이때 고지자기극과 지괴는 꼬챙이로 이어져 있으니? 지괴도 따라 움직이겠죠.


꼬챙이니까 지괴와 고지자기극의 거리도 변하지 않을 것이구요.



얘도 당연히 실제 50Ma에서 현재 지괴의 이동은, 복원할 때와 반대로 생각해주시면 됩니다.



길이가 변하지 않는 꼬챙이로 지괴와 고지자기극을 꿰었을 때 생각하기 쉬운 또 하나는,


결국 고지자기극을 진북에 가져다놨을 때 지괴의 위도는 진북과의 거리에 의해 결정되므로


꼬챙이가 길수록 지괴가 저위도에 위치했음을 직관적으로 알 수 있다는 것입니다.







쓰고 나니 진짜 뭐가 없는 것 같은데,


이 파트는 사실상 문제로 출제됐을 때 헷갈리니까 바로바로 적용해 풀어내고 선지를 체크하기


어려워서 오답률이 높은 것이지 개념적으로 어려울 부분은 없다고 생각합니다.


다만 방법을 정리하고 개념을 확실히 숙지하고 있으면 그러한 어려움은 줄일 수 있겠죠.


고지자기 문제를 풀 때 제가 가장 중요시 하는 것은


1. 고지자기는 변하지 않는다.

2. 고지자기극의 위치 정보는 항상 지괴와 함께 움직인다.

3. 복원할 때와 실제 시간이 흐를 때 변화의 양상은 반대이다.


이 세가지 정도입니다.


제 방법이 옳다도 아니고 가장 좋은 방법이라는 것은 아닙니다.


다만 이정도의 내용만 완벽히 숙지하고, 이해하고 있으면 당장 문제를 접했을 때 


풀어내지 못할 문제는 거의 없을 것이라고 생각합니다.


저작권에 걸릴까봐 사설 문제들로는 불가능할 것 같고, 수능 전에 시간이 된다면 실제 기출에


해당 내용을 적용해보는 글도 써보겠습니다. (사실 수요가 있어야..)



두세번 읽어보긴 했으나 문장이 이상하다거나 오류같은 부분이 혹시나 있다면 주저없이 지적해주세요 !


확인 후 수정하거나 하겠습니다 :)


어쨌든 여기까지 읽으셨으면 추천 한번씩 부탁드립니다 헤헤.. 팔로우도? 


(잡담 알림은 꼭 끄시구요..)


이상 뻘글:학습글 99:1 뻘글러였습니다. 뿅


왜 태그가 사탐이 되어있지;


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