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  7. 고체 지구의 변화

지진


1. 지진


  • 지구 내부의 급격한 지각 변동에 의해 발생한 탄성 에너지가 파동의 형태로 사방으로 전달되어 땅이 흔들리는 현상


2. 발생 원인


  • 지구 내부의 에너지가 암석을 파괴하거나 폭발물이 폭발할 때 발생한다.


3. 진원과 진앙


  • 지진이 발생한 지구 내부의 지점을 진원이라고 하고, 진원의 연직 위로 지표면과 만나는 지점을 진앙이라고 한다.

진원과 진앙


4. 진원의 깊이에 따른 분류


  • 천발 지진 : 진원의 깊이가 약 100 km 이내인 지진
  • 심발 지진 : 진원의 깊이가 약 300 km 이상인 지진


◇ 심발 지진

태평양 주변 해구의 베니오프대 하부에서 주로 발생하며, 알프스-히말라야 지진대에서 드물게 발생한다. 심발 지진의 범위는 넓지만 진원이 깊어 피해는 적은 편이다.


지진파의 종류와 특징


1. 지진파


  • 지진에 의해 발생되어 주변으로 퍼져 나가는 에너지의 파동이다.


2. 지진파의 특징


  • 성질이 다른 물질에 부딪히면 반사 또는 굴절한다.
  • 통과하는 물질의 종류나 특성에 따라 속도가 달라진다.


3. 지진파의 종류 : 매질의 진동 방향과 지진파가 진행하는 방향에 따라 분류한다.


  • P파 : Primary wave,지진 기록에서 가장 먼저 도달하는 지진파
  • S파 :Secondary wave, 지진 기록에서 두 번째로 도달하는 지진파
  • L파 : Long wave, 진동이 크고 파장이 긴 지진파로, 표면파라고도 한다.


종류

P파

S파

L파

파동의 형태

종파

횡파

표면파

전파 속도

약 5~8 km/s

약 4 km/s

약 2~3 km/s

통과 물질

고체, 액체, 기체

고체

지표면

진폭

작다

중간

크다

피해

작다

중간

크다


◇ 종파 :파동의 진행 방향과 매질의 진동 방향이 같은 파동으로 음파 등이 있다.

◇ 횡파 :파동의 진행 방향과 매질의 진동 방향이 수직을 이루는 파동으로 물결, 빛 등이 있다.


◇ 진동 방향과 파의 진행


진동 방향과 파의 진행 : P파



진동 방향과 파의 진행 : S파



진동 방향과 파의 진행 L파


지진의 기록


1. 지진계


  • 기록펜이 매달린 무거운 추의 관성을 이용하여 지표면의 진동을 기록하는 장치
  • 지진의 도착 시간과 세기를 측정한다.


2. 지진계의 원리


  • 기록펜이 매달린 추는 매우 무겁기 때문에 지표면이 흔들려도 관성으로 인해 추가 거의 진동하지 않고, 회전 원통이 진동하면서 지진이 기록
  • 지진파를 3차원으로 분석하기 위해서는 세 개의 직교하는 축이 필요하므로 수평동 지진계 2개와 수직동 지진계 1개가 필요


수평동 지진계 수직동 지진계


3. 지진의 기록


  • 지진계에 최초로 기록되는 것은 P파로 진폭이 가장 작고, 다음으로 S파, L파 순으로 도착하며 L파의 진폭이 가장 크다.
  • PS시 : P파가 도달한 후 S파가 도달할 때까지 걸린 시간으로, PS시가 길수록 진원까지의 거리도 멀다.
  • 주시 곡선 : 지진 관측소에서 진앙까지의 거리와 지진파가 도착하는 데 걸리는 시간의 관계를 나타낸 그래프이다.


지진파의 기록과 PS시 주시 곡선


4. 지진 기상


  • 지진 기상 : 지진계에 기록된 지진파의 모습
  • PS시로 진원 거리 구하기 : 지진파가 이동하는 데 걸린 시간은 이동 거리를 속력으로 나누어 구한다.



  • 주시 곡선으로 진앙 거리 구하기 : 관측소에서 구한 PS시를 주시 곡선에 대입하면 진앙 거리(가로축의 숫자)를 구할 수 있다.


두 관측소의 위치


두 관측소의 지진 기상



주시 곡선



지진의 세기와 영향


1. 규모


  • 지진이 발생할 때 진원으로부터 방출되는 에너지의 총량으로, 진원과의 거리에 관계 없이 동일한 지진에 대해서는 일정한 값을 나타낸다.
  • 지진 규모를 처음 측정한 미국 지질학자의 이름을 붙여 리히터 규모라고도 한다.


2. 진도


  • 지진에 의해 사람이나 건물 등이 입은 피해 정도를 수치화한 것
  • 진앙에 가깝고 지진 규모가 클수록 진도도 커진다.


3. 지진의 영향


  • 산사태나 쓰나미 등을 일으켜 인명과 재산 피해를 입힌다.
  • 지구 내부 구조나 자원 탐사, 댐과 도로 등 기반 시설의 적정 위치 선정에 지진파를 활용하기도 한다.


관련문제

문제

01

그림은 진원으로부터 서로 다른 거리에 위치한 A, B 두 지점에서 관측된 지진 기록을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것을 <보기>에서 모두 고른 것은? (단, A, B 지점은 진원 거리 이외의 조건은 동일하다.)

<보기>

지진과 지진파


<보기>


ㄱ. 지진 규모는 A 지점이 더 크다.

ㄴ. P파보다 S파의 진폭이 더 크다.

ㄷ. A 지점보다 B 지점의 진원 거리가 더 멀다.

선택지

① ㄱ

② ㄴ

③ ㄱ, ㄴ

④ ㄴ, ㄷ

⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답 :

해설 :

같은 지진에 대해 진원 거리가 멀수록 PS시는 길고 진도는 작아지지만, 규모는 동일하다.


같은 지진에 대해 여러 관측소에서 측정한 지진파의 기록을 살펴볼 때진원과 관측소 간의 거리가 멀수록 PS시는 길게 나타난다. 지진 발생 시 방출된 지구 내부 에너지의 크기를 의미하는 지진 규모는 진원과 관측소 간의 거리와 상관없이 일정하다.


ㄱ. 같은 지진에 대해 규모는 진원으로부터의 거리와 상관없이 일정하다.

문제

01

그림은 종류가 다른 두 지진파를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

<보기>

P파와 S파

선택지

① A 지진파는 종파이다.

② A 지진파의 진폭은 B보다 작다.

③ A 지진파의 속도는 B보다 빠르다.

④ B 지진파는 S파이다.

⑤ B 지진파는 고체, 액체, 기체 상태의 매질을 모두 통과한다.

정답 :

해설 :

지진파 중 P파는 종파, S파는 횡파이다. A는 종파, B는 횡파이다.


파동의 전파 방향과 매질의 진동 방향이 동일한 것을 종파, 파동의 전파 방향과 매질의 진동 방향이 수직인 것을 횡파라고 한다. 지진파 중 P파는 종파, S파는 횡파이며, P파가 S파보다 이동 속도가 빠르고 진폭은 더 작으므로 피해가 작다.


⑤ P파는 고체, 액체, 기체 상태의 매질 모두에서 전파되지만, S파는 고체 상태의 매질에서만 전파된다.

참고서 연관목차

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  1. 1.소중한 지구

    1. 1 . 행성으로서의 지구

    2. 2 . 지구의 선물

    3. 3 . 아름다운 한반도

  2. 2.생동하는 지구

    1. 1 . 고체 지구의 변화

    2. 2 . 유체 지구의 변화

  3. 3.위기의 지구

    1. 1 . 환경 오염

    2. 2 . 지구 기후 변화

  4. 4.다가오는 우주

    1. 1 . 천체 관측

    2. 2 . 우주 탐사

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