지구를 꿰뚫다 · QuakeLab

지구를 갈라 지진파가 지나가는 모습을 봅니다. 진원 깊이와 규모를 바꿔 규모와 진도를 비교하고, 관측소를 놓아 종파가 먼저 횡파가 나중에 오는 것을 확인하고, 세 관측소의 S−P 시간으로 원을 그려 진앙을 찾고, 104° 너머에서 사라지는 횡파와 104°–143°의 암영대로 액체 외핵과 고체 내핵을 추리하고, 속도 단면에서 모호면과 구텐베르크 불연속면을 찾고, 마지막으로 지진 기록으로 낯선 행성 네 곳의 내부를 판단합니다. 파동은 PREM 지구 모델로 파선을 추적합니다.

과목: 지리 · 대상: 중학교, 고등학교 · 학습 내용: 진원, 진앙, 규모와 진도, 종파와 횡파, 암영대와 핵, 모호면과 구텐베르크 불연속면

단원 내용

지진이 왔다

땅속에서 암반이 갑자기 깨진 곳을 진원, 그 바로 위의 지표를 진앙이라고 합니다. 진원에서 진앙까지의 거리가 진원 깊이입니다.

규모는 지진이 방출한 에너지의 크기로, 한 지진에 하나뿐입니다. 진도는 땅이 흔들리고 피해를 입은 정도로, 같은 지진이라도 곳마다 다릅니다.

진원 깊이와 규모를 정하고 '지진 일으키기'를 누른 뒤, 지표를 몇 번 클릭해 마을을 놓고 진도를 확인해 봅시다.

종파와 횡파

지진이 일어나면 진원에서 두 가지 실체파가 동시에 나옵니다. 종파(P파)는 용수철을 밀고 당기듯 입자가 진행 방향으로 앞뒤로 진동합니다. 횡파(S파)는 줄을 흔들듯 입자가 진행 방향에 수직으로 진동합니다.

어느 파가 먼저 도착할지 예측한 뒤, 단면 가장자리나 지표를 클릭해 관측소를 놓고 재생해 기록 드럼에서 무엇이 먼저 움직이는지 보세요.

세 관측소로 진앙 찾기

어딘가에서 지진이 일어났는데 진앙을 모릅니다. 지진계는 세 대입니다.

지도에 관측소 세 곳을 놓고 '기록'을 누릅니다. 각 기록에서 P파와 S파의 도착 시각을 클릭하면, S−P 시간에 8.4 km/s를 곱한 값이 관측소에서 진원까지의 거리입니다. 관측소를 중심으로 원을 그리면 세 원이 만나는 곳이 진앙입니다.

암영대의 수수께끼

1914년 구텐베르크는 진앙에서 104° 넘게 떨어진 관측소에는 횡파가 오지 않고, 104°–143° 사이에서는 종파조차 거의 오지 않는다는 것을 알아챘습니다. 이 띠를 암영대라고 합니다.

여러 거리에 관측소를 놓고 주시 곡선이 채워지는 것을 보세요. 그다음 오른쪽 '가설'을 바꿔 가며 가설의 지구와 실제 기록을 비교합니다.

지구를 갈라 보기

지진파 속도가 갑자기 바뀌는 곳을 보면, 지구 내부에는 특히 중요한 불연속면이 두 개 있습니다. 모호면(대륙 아래 평균 약 33 km)과 구텐베르크 불연속면(약 2900 km)입니다. 이 둘을 경계로 지구는 지각, 맨틀, 핵으로 나뉘고, 핵은 다시 약 5150 km의 경계에서 액체 외핵과 고체 내핵으로 나뉩니다.

오른쪽 속도 단면의 깊이 커서를 끌어 세 경계를 찾고, 단면의 층을 클릭해 표본 카드를 열어 보세요.

도전: 낯선 행성

탐사선이 낯선 행성 네 곳에 지진계를 내려놓았습니다. 내부는 가려져 있어 지표의 파동과 관측소 기록만 볼 수 있습니다.

행성마다 관측소는 최대 6곳입니다. 어디에 S파가 오는지, 어디에 암영대가 있는지, 그 안에 약한 P파가 있는지를 보고 내부 구조를 판단하고 액체 핵의 크기를 어림해 보세요.

다른 실험

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