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지각은토양을포함한암석권으로사람들의생활에큰영향을끼친다.따라서지각을구성하는원소는우리의생활과밀접한관련이있다.지권은대부분암석으로구성되어있으며,암석중에서도화성암이가장많이분포한다.따라서과학자들은화성암을분석하여지각을구성하는원소가무엇인지를알아내었다.지각을구성하는원소는산소,규소,알루미늄,철,칼슘,나트륨,칼륨,마그네슘등이다.이원소들을지각구성의8대원소라고하며,이8가지원소가지각을이루는전체원소의약99%를차지한다.이중에서도특히산소는전체질량의약47%,부피는약90%이상을차지하고있다.지각을구성하는원소중산소가가장많은것은산소의화학적성질때문이다.주기율표에의하면원소들의화학적성질은주기적으로나타나는데,이것은원소들의원자가전자쪽의수를표시하면알수있다.주기율표의세로줄을족이라하며같은족의원소들은원자가전자의수가같기때문에비슷한화학적성질을나타낸다.즉,원소들의화학적성질은원자가전자의수에의존한다.물론같은족에있는원소의경우에도화합물을만들었을때는매우다른성질이나타나는경우도있다.예를들어이산화탄소와이산화규소는산소와결합하여비슷한화합물로예상할수도있다.그러나이산화탄소는주로기체상태로존재하여식물의광합성에이용되고,이산화규소는주로고체상태로존재하여지각을구성하는주요성분이된다.비활성기체인18족을제외하고16,17족과같이원자가전자가많은원소들은다른원자로부터전자를빼앗아결합하는성질이매우강하다.이러한원소에는산소,플루오르,염소,브로민등이있으며,이중산소의양이다른원소에비해매우많다.따라서산소는금속원소나비금속원소와모두화합하면서화합물을형성하여지구에서가장흔하게발견되는원소가되었다.이처럼지구에서흔히발견되는산소는지권외의다른권에도많이존재한다.산소는수소와함께물을구성하는원소이다.산소분자는전체대기성분의약21%를차지하며,탄소와결합하여기체인이산화탄소를만든다.지각과맨틀에는규소와결합한산소가존재하며,산소의일부가성층권에형성한오존층은태양에서오는자외선을막아주어지표에서생물이살아갈수있게해준다.또한산소분자는생활속의여러반응에도영향을미친다.공기중에산소분자가포함되어있기때문에물질이탈수있으며,탄수화물이나단백질등영양소구성에도관여한다.봄철낙동강하구에서발견되는철새인큰뒷부리도요새는뉴질랜드와오스트레일리아의동부지역등에서출발하여,7~8일동안약10,000km를쉬지않고날아우리나라에온다.이새는우리나라에도착하여휴식을취하면서영양을섭취한다음알래스카로날아가그곳에서번식을한후,가을이되면다시뉴질랜드등지로되돌아간다.과학자들의연구에따르면철새들이이처럼먼거리를정확하게찾아갈수있는것은몸안에자성을띠는물질을가지고있기때문이라고한다.이물질로지구자기장을이용하여원하는방향으로이동할수있다는것이다.이러한지구자기장은어떻게형성된것일까?지구의자기장을가장쉽게확인할수있는방법은나침반이다.나침반의자침은지구자기장의영향으로항상일정한방향을가리키므로예로부터항해등에널리이용되어왔다.나침반의자침이일정한방향을가리키는이유에대해서는여러가지설명이있었다.그중하나는지구를하나의커다란자석덩어리로보는영구자석설이다.그러나이이론은지구내부가고온이라는사실이밝혀지면서사라지게되었다.어떤물체가영구자석으로존재하기위해서는퀴리온도보다낮아야한다.그런데지구내부의온도는수천도로알려졌으며,이온도는철의퀴리온도보다훨씬높아지구내부에철로이루어진영구자석이존재할수없다는것이다.또한지구자기장은수천년에서수십만년을주기로N극과S극이바뀌는역전현상이있었다.이와같은현상은지구내부를자석과같은고체로가정하는영구자석설로는설명할수없다.현재지구자기장의발생에대해널리인정받고있는것은다이나모이론이다.다이나모이론은전류가흐를때자기장이만들어지고자기장이움직일때전류가발생하는발전기의원리와같이,지구내부에서전류를발생시킬수있는물질이움직이면서지구전체에자기장을형성한다는이론이다.지구의핵은철과약간의니켈로이루어져있으며,고체인내핵과액체인외핵으로구분된다.지구가자전하기때문에액체인외핵이움직이면서상부와하부의온도차이에의해열대류가일어난다.이열대류에의해유도전류가발생하고,발생한유도전류는자기장을강화하면서오늘날의지구자기장을형성하게된것이다.이와같은다이나모이론은지구내부가퀴리온도보다높은고온에서도자기장이존재하는현상과지구자기의역전현상을잘설명해준다.한편지구자기장의일부는대기권에존재하는전리층에서발생한다.지구의대기권에는자외선이나X선에의해대기의일부가전리되어이온으로구성된곳이있는데,이곳을전리층이라고한다.전리층에있는이온이움직일때흐르는전류에의해지구의자기장중일부가만들어진다.이렇게만들어진전리층의자기장은지구전체자기장의약5%를차지한다.이렇게만들어진지구의자기장은지구에어떤영향을미치고있을까?지구의자기장은먼저지구에존재하는생명체를지구밖의위협에서보호해준다.태양은표면온도가약5,800K인기체로표면에서는끊임없이격렬한폭발이일어나고있으며,이과정에서막대한에너지와수많은입자를바깥으로쏟아내고있다.이처럼쏟아지는입자를태양풍이라고한다.태양풍은수백km/s이상의속도로분출되어지구에도달한다.태양풍은전기적인성질을띠고있기때문에지구자기장에의해지구안으로는거의들어오지못한다.지구에자기장이없었다면태양풍에의해대기가사라져버리게되어지구상의생명체는큰피해를입었을것이다.태양풍의일부가지구자기력선을따라극지방으로이동하면높은곳에있는대기와부딪쳐빛을방출하는데,이를오로라라고한다.한편지구의자기장을연구하면지질시대동안지구의자극이어떻게변하였는지를추정할수있다.마그마가식어서암석이될때암석에있는자성체는암석이식었을당시의지구자기장방향으로자화된다.또한자성을띤광물입자가물속에서퇴적될때입자는자유롭게운동하면서지구자기장의방향으로배열된다.이렇게암석에기록된자기장의방향은암석에그대로보존되는데,이를잔류자기라고한다.암석에기록된잔류자기의방향을측정하면지질시대동안자극이어떻게변하였는지를알수있다.1950년대말과학자들은해령주위에서잔류자기를측정하여방향이규칙적으로바뀌는것을발견하였다.이것은지구의자기장이수천에서수십만년을주기로N극과S극이바뀌어왔다는증거이며,이를통해해령을경계로지각이대칭적으로확장하고있다는것을밝힐수있었다.지구자기장은사람들의생활에도큰도움을준다.전자기파중단파는전리층에서반사하는성질이있어지상으로부터오는단파를멀리까지전달할수있다.사람들은전리층의이러한성질을이용하여멀리떨어진곳에서도단파를이용한통신을한다.2010년1월강진으로폐허가된아이티의수도에서는송신탑의대부분이무너져서외부와의통신을제대로할수없었다.이때아마추어무선통신이재해를복구하는데상당한역할을하였다.아마추어무선통신에이용되는전파가전리층을통해멀리까지전달되어다른사람들에게도움을청할수있었기때문이다.이처럼지구의자기장은지구에서생물이살아갈수있는환경을만들어주고있다.