수능특강 과학탐구영역 지구과학Ⅰ
정답과
해설
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정답과 해설
ㄱ. A는 대륙 지각이 분리되어 새로운 해양이 형성되는 곳으로
01 판 구조론과 대륙 분포의 변화
맨틀 대류의 상승부이다.
ㄴ. B는 맨틀 대류의 하강부로 이곳에서는 지각이 맨틀 속으로
들어가면서 해구가 형성된다.
2점 수능 테스트
01 ④ 02 ⑤
08 ① 09 ③
본문 13~15쪽
03 ⑤ 04 ④ 05 ③
10 ④ 11 ③ 12 ③
06 ①
07 ③
01 판 구조론의 정립
베게너의 대륙 이동설, 홈스의 맨틀 대류설, 헤스와 디츠의 해저
확장설을 거쳐 판 구조론이 정립되었다.
ㄱ. 베게너가 대륙 이동설의 증거로 제시한 것은 대서양 양쪽 대
륙 해안선 굴곡의 유사성, 화석 분포, 고생대 말 빙하 퇴적층의 분
포와 빙하 이동 흔적, 지질 구조의 연속성 등이다. 해령 부근의 고
지자기 분포는 해저 확장설의 증거로 제시되었다.
ㄴ. 홈스는 맨틀이 열대류를 하며, 맨틀 대류가 대륙 이동의 원동
력이라고 주장하였다.
ㄷ. 베니오프는 해구에서 대륙 쪽으로 갈수록 진원의 깊이가 점차
깊어지는 것을 발견했는데, 이것은 해구에서 오래된 해양 지각이
맨틀 속으로 섭입하여 소멸되기 때문이며 이는 해저 확장설을 지
지하는 증거가 된다.
ㄷ. 맨틀 속 방사성 원소가 붕괴할 때 발생하는 열에 의하여 맨틀
상부와 하부의 온도 차가 국지적으로 생기면 맨틀 내 대류가 발생
할 수 있다.
04 음향 측심 자료와 해저 지형
해수면에서 해저면을 향해 발사한 초음파가 해저면에서 반사되어
되돌아오는 데 걸리는 시간을 이용하여 해저 지형의 높낮이를 측
정할 수 있다. 수심이 깊을수록 초음파가 해저면에서 반사되어 되
돌아오는 데 걸리는 시간이 길다.
ㄱ. A와 B 사이에는 초음파의 왕복 시간이 가장 긴 지역이 존재
하는데, 이 지역은 수심이 약 9750`m로 매우 깊은 해구이다.
ㄴ. 초음파의 왕복 시간을 나타내는 등치선의 간격은 A 부근이
B 부근보다 좁다. 따라서 해저면의 경사는 A 부근이 B 부근보다
급하다.
ㄷ. 해수에서 초음파의 속도를 v, 해수면에서 발사한 초음파가 해
저면에서 반사되어 되돌아오는 데 걸리는 시간을 t라고 하면 관측
지점의 수심(d)=;2!;vt이므로, 수심이 깊을수록 초음파가 반사되
어 되돌아오는 데 걸리는 시간이 길다. 이 해역에서 초음파의 왕
02 대륙 이동설
베게너는 대서양 양쪽 대륙 해안선 굴곡의 유사성, 화석 분포의
연속성, 고생대 말 빙하 퇴적층의 연속성과 빙하 이동 흔적, 지질
복 시간이 가장 긴 곳은 왕복 시간이 13초인 곳이고, 수심은 ;2!;_
1500`m/s_13`s=9750`m이다.
구조의 연속성 등을 대륙 이동의 증거로 제시하였다.
ㄱ. 현재의 여러 대륙을 하나로 모으면 남아메리카, 아프리카, 인
도, 오스트레일리아, 남극 대륙의 고생대 말 빙하 퇴적층이 한 군
데로 모인다.
ㄴ. 현재는 빙하가 존재하지 않는 아프리카 남부 지역에 고생대
말의 빙하 퇴적층이 존재하는 것으로 보아 고생대 말에 아프리카
남부 지역은 현재보다 고위도에 위치해 있었을 것이다.
ㄷ. 고생대 말의 빙하 퇴적층과 빙하의 이동 흔적 분포는 고생대
말에 모든 대륙들이 하나로 모여 있던 초대륙 판게아가 갈라지고
이동하여 현재와 같은 대륙 분포를 이루게 되었다는 대륙 이동설
의 증거가 된다.
03 맨틀 대류설
05 해양 지각의 연령 분포
해령에서는 새로운 해양 지각이 생성되어 양쪽으로 확장되므로
해령에서 멀어질수록 해양 지각의 연령이 증가한다.
ㄱ. A의 해양 지각은 0.201억 년 전 이후에 생성되었다. 고생대
는 약 5.41억 년 전~2.52억 년 전이고, 중생대는 약 2.52억 년
전~0.66억 년 전이며, 신생대는 약 0.66억 년 전~현재까지이
다. 따라서 A의 해양 지각은 신생대에 생성되었다.
ㄴ. 해령에서 새로운 해양 지각이 생성되어 양쪽으로 확장되므로
해령에서 멀어질수록 해저 퇴적물의 두께가 증가한다. B 지점보
다 C 지점이 해령에서 더 멀리 떨어져 있으므로 해저 퇴적물의 두
께는 B 지점보다 C 지점이 두껍다.
ㄷ. 해령을 중심으로 해양 지각이 확장되기 때문에 해양 지각의
홈스는 맨틀 대류의 상승부에서는 대륙 지각이 분리되어 새로운
등연령선은 대체로 해령과 나란하게 분포한다. 이 해역에는 해양
해양이 생성되고, 맨틀 대류의 하강부에서는 산맥과 해구가 생성
지각의 등연령선이 대체로 남북 방향으로 분포하므로 발산형 경
된다고 주장하였다.
계가 남북 방향으로 발달해 있다.
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06 해양 지각의 고지자기 분포
으로 자화된다. 그 후 지구 자기장의 방향이 변해도 당시의 자성
해양 지각에서 해저 고지자기 줄무늬는 해령과 거의 나란하며 해
광물의 자화 방향은 그대로 보존되는데, 이를 잔류 자기라고 한다.
령을 축으로 대칭을 이룬다. 이러한 해저 고지자기 줄무늬의 대칭
ㄱ. 마그마가 식어서 화성암이 생성될 때 자성 광물이 당시 지구
적인 분포는 해령에서 새로운 해양 지각이 생성되면서 확장되고
자기장 방향으로 자화된다. 따라서 화성암이 생성될 당시 지구 자
지구 자기의 역전 현상이 반복되기 때문에 나타난다.
기장의 방향은 자성 광물의 자화 방향과 같다.
ㄱ. 해령에서 생성된 해양 지각이 양쪽으로 확장되므로 해령에서
ㄴ. 마그마가 식어서 굳어질 때 자성 광물이 당시의 지구 자기장
멀어질수록 해양 지각의 연령이 증가한다. A 지점의 해양 지각은
방향으로 자화되며, 이후 지구 자기장의 방향이 반대로 변해도 화
현재를 기준으로 3번째 역자극기에 생성되었고, B 지점의 해양
성암의 자화 방향이 반대로 변하지 않는다.
지각은 A 지점의 해양 지각이 생성된 후에 있었던 정자극기에 생
ㄷ. 위도에 따라 지자기 복각의 크기가 다르므로 자성 광물이 포
성되었다. 따라서 해양 지각의 연령은 A 지점이 B 지점보다 많다.
함된 암석의 잔류 자기 복각을 측정하면 암석이 생성된 위도를 알
ㄴ. B 지점의 해양 지각은 정자극기에 생성된 것이므로 생성 당
수 있다.
시의 지구 자기장의 방향은 현재와 같았다.
ㄷ. 해양 지각의 확장 속도가 일정하다고 가정하였다. 그렇지만
고지자기 줄무늬의 간격은 일정하지 않으므로 지구 자기장의 역
전 현상은 일정한 주기로 일어나지 않았다.
07 해령과 변환 단층
10 지자기 북극의 겉보기 이동 경로
유럽 대륙에서 측정한 과거 약 5억 년 동안 지자기 북극의 겉보기
위치가 하와이 부근부터 시베리아를 지나 현재 지자기 북극의 위
치로 점차 변했다. 오랜 시간 동안 평균한 지자기 북극의 위치는
지리상 북극의 위치와 같으므로 지질 시대 동안 지리상 북극의 위
해령은 새로운 해양 지각이 생성되어 서로 반대 방향으로 멀어지
치가 변하지 않았다고 가정하면, 지질 시대 동안 이와 같은 지자
는 발산형 경계이고, 변환 단층은 판의 생성이나 소멸 없이 두 판
기 북극의 겉보기 이동은 대륙의 이동에 의해 만들어진 것이다.
이 접하면서 서로 반대 방향으로 이동하며 어긋나는 경계이다.
ㄱ. 지질 시대 동안 지자기 북극은 하나였다. 5억 년 전에 북아메
ㄱ. A는 해령의 정상부에 존재하는 열곡이다. 열곡은 발산형 경
리카와 유럽에서 측정한 지자기 북극의 위치가 다른 것은 그 시기
계가 존재하는 맨틀 대류의 상승부에 발달한다.
에 지자기 북극이 2개가 존재했던 것이 아니라 하나로 붙어 있던
ㄴ. B에서는 서로 접해 있는 판이 반대 방향으로 이동하고, C에
두 대륙이 갈라졌기 때문이다.
서는 같은 방향으로 이동한다. 따라서 지진은 C 부근보다 B 부근
ㄴ. 초대륙 판게아는 약 2억 년 전부터 분리되기 시작했다. 따라
에서 활발하게 일어난다.
서 A와 B 사이의 거리는 2억 년 전이 현재보다 가까웠다.
ㄷ. 발산형 경계인 해령에서 생성된 해양 지각은 해령을 중심으로
ㄷ. 두 대륙에서 측정한 지자기 북극의 겉보기 이동 경로가 다른
양쪽으로 확장된다. 따라서 이 지역에 분포하는 판은 B와 C를 이
까닭은 대륙이 이동하였기 때문이다. 두 지자기 북극의 겉보기 이
은 선과 나란한 방향으로 이동한다.
동 경로를 겹쳐보면 과거 어느 시기에 두 대륙이 서로 붙어 있었
음을 알 수 있다.
08 지구 자기장
지구는 내부에 막대자석이 있는 것과 같이 자기적 성질을 가지며,
지구가 가지고 있는 고유한 자기장을 지구 자기장이라고 한다. 나
침반의 자침은 지구 자기장 방향으로 배열되며 나침반의 N극은
자북극을 향한다. 이때 나침반의 자침이 수평면과 이루는 각을 복
각이라고 한다. 복각이 0ù인 지역을 자기 적도, 복각이 +90ù인
지점을 자북극, 복각이 -90ù인 지점을 자남극이라고 한다.
① A 지점은 자기 적도에 위치하므로 복각이 0ù이다. 즉, 자침이
수평면과 평행하다(ㄱ). B 지점은 자기 적도와 자북극 사이에 위
치하므로 복각이 0ù보다 크고 +90ù보다 작다(ㄴ).
09 잔류 자기
마그마가 식어서 굳어질 때 자성 광물이 당시의 지구 자기장 방향
11 지질 시대 동안 인도 대륙의 위치 변화
지질 시대 동안 지리상 북극의 위치가 변하지 않았다고 가정하면
고지자기 복각의 크기는 위도가 높을수록 크다. 따라서 고지자기
복각을 측정하면 대륙의 과거 위도를 알 수 있다.
ㄱ. 중생대 말인 7100만 년 전에는 인도 대륙이 40ùS~20ùS 사
이의 남반구에 위치해 있었다.
ㄴ. 고지자기 복각의 크기는 위도가 높을수록 크다. A 지점은
3800만 년 전보다 1000만 년 전이 더 고위도에 위치하므로 A 지
점의 고지자기 복각은 1000만 년 전이 3800만 년 전보다 크다.
ㄷ. 7100만 년 동안 두 지점의 이동 거리를 비교하면 A 지점보다
B 지점이 더 먼 거리를 이동했다. 따라서 7100만 년 동안의 평균
속력은 A 지점보다 B 지점이 빠르다.
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정답과 해설
12 지질 시대 대륙의 분포
지질 시대 동안 대륙들은 분리되었다가 합쳐져서 초대륙을 형성
하고 다시 분리되는 과정을 반복해왔다.
ㄱ. (가)는 선캄브리아 시대에 존재했던 초대륙 로디니아이고,
3점 수능 테스트
01 ② 02 ①
08 ② 09 ②
본문 16~21쪽
03 ① 04 ② 05 ④
10 ① 11 ③ 12 ②
06 ③
07 ②
(나)는 고생대 말~중생대 초에 존재했던 초대륙 판게아이다. 따
라서 (가)는 (나)보다 먼저 형성되었다.
ㄴ. 최초의 육상 식물은 고생대에 출현했다. 따라서 선캄브리아
시대에 존재했던 초대륙 로디니아는 육상 식물 화석 자료를 토대
로 복원할 수 없다.
ㄷ. 판게아가 형성되면서 북아메리카 동부 지역에 애팔래치아산
맥과 유럽에 칼레도니아산맥이 형성되었다.
01 대륙 이동과 지질 구조의 연속성
베게너는 현재 서로 떨어져 있는 북아메리카 대륙과 유럽 대륙의
산맥 분포가 연속성을 가지며, 대서양 양쪽 해안에서 발견되는 암
석 분포와 지질 구조가 대륙들 간에 연속성을 보인다는 사실을 대
륙 이동의 증거로 제시하였다.
A. 판게아가 형성되면서 산맥 (가)와 (나)가 형성되었고, 그 후 판
게아가 분리되면서 대서양이 형성되었다.
B. 판게아가 형성될 때 산맥 (가)와 (나)가 같이 형성되어 연결되
어 있었고, 이후 대륙 이동에 의해 북아메리카 대륙과 유럽 대륙
이 분리되면서 산맥 (가)와 (나)도 분리되었다. 따라서 두 산맥의
지질 구조는 유사하다.
C. 산맥 (나)는 판게아가 형성될 당시에 형성되었고, 알프스산맥
은 신생대에 유라시아판과 아프리카판이 충돌하여 형성되었다.
따라서 산맥 (나)는 알프스산맥보다 먼저 형성되었다.
02 대륙 이동과 고생대 말 화석 분포의 연속성
베게너는 헤엄쳐서 바다를 건널 수 없었던 메소사우루스의 화석
이 멀리 떨어진 남아메리카 대륙과 아프리카 대륙에서 발견되는
것을 대륙 이동의 증거로 제시하였다.
ㄱ. 메소사우루스는 고생대 말에 생존했던 육상 파충류로, 메소사
우루스 생존 당시 바다에는 삼엽충이 생존했다.
ㄴ. 메소사우루스는 육상 파충류로 남대서양의 심해 퇴적물에서
화석이 산출될 수 없다.
ㄷ. 육상 파충류인 메소사우루스의 화석이 남아메리카 대륙과 아
프리카 대륙에서 산출되는 것은 메소사우루스 생존 당시에 남아
메리카 대륙과 아프리카 대륙이 붙어 있었기 때문이다. 즉, 메소
사우루스가 바다를 건너 이동한 것은 아니다.
03 음향 측심법과 해저 지형
해수면에서 해저면을 향하여 초음파를 발사하면 초음파가 해저면
에 반사되어 되돌아온다. 이때 초음파의 속도를 v, 초음파가 반사
되어 되돌아오는 데 걸리는 시간을 t라고 하면, 수심 d는 다음과
같다.
d=;2!;vt
ㄱ. 초음파의 왕복 시간이 길수록 수심이 깊다. 기준점으로부
터의 거리가 20`km인 지점은 초음파 왕복 시간이 6.7초이고,
100`km인 지점은 초음파 왕복 시간이 11.5초이므로 20`km 지
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점이 100`km 지점보다 수심이 얕다.
령을 축으로 대칭을 이룬다. 해령에서 멀어질수록 해양 지각의 연
ㄴ. 기준점으로부터의 거리가 160`km인 지점은 수심이 ;2!;_1500`
령은 증가한다.
m/s_9.1`s=6825`m로, 이 부근에는 수렴형 경계인 해구가 발
달해 있다. 열곡은 발산형 경계인 해령의 정상부에 발달한다.
ㄷ. 두 지점에서의 초음파 왕복 시간의 차가 클수록 해저면의 경
사가 급하다. 기준점으로부터 80~100`km 구간은 초음파 왕복
시간이 11.5초-9.6초=1.9초 차이가 나고, 100~120`km 구간
은 초음파 왕복 시간이 11.5초-11.4초=0.1초 차이가 나므로
80~100`km 구간이 100~120`km 구간보다 경사가 급하다.
04 해저 확장설
해령에서 생성된 해양 지각은 해령의 양쪽으로 확장되어 해구 쪽
으로 이동한다. 따라서 해령에서 멀어질수록 해양 지각의 연령과
심해 퇴적물의 두께는 증가한다. 또한 해령에서 멀어질수록 수심
은 점점 깊어진다.
ㄱ. 해령으로부터 멀어질수록 수심이 깊어진다. 해령으로부터의
거리는 A<B<C 순이며, 수심도 A<B<C 순이다.
ㄴ. 해양 지각이 생성된 이후부터 현재까지 심해 퇴적물의 평균
500`m
퇴적 속도는 B 지점에서
?6.7`m/백만 년이고, C 지
75백만 년
1200`m
점에서
?9.2`m/백만 년으로, B 지점이 C 지점보다
130백만 년
작다.
ㄷ. 해령에서 멀어질수록 해양 지각의 연령이 많아지므로 해구로
부터의 거리는 C<B<A 순이다.
05 지구 자기장
지구는 내부에 막대자석이 있는 것과 같이 자기적 성질을 가지며,
지구가 가지고 있는 고유한 자기장을 지구 자기장이라고 한다. 나
침반의 자침은 지구 자기장 방향으로 배열되며 나침반의 N극은
ㄱ. 이 해역의 해양 지각은 정자극기에서 복각이 음(-)의 값을
갖는다. A 지점은 역자극기에 형성되었으므로 복각은 양(+)의
값을 갖는다.
ㄴ. B 지점은 C 지점보다 해령의 열곡으로부터 가까운 거리에 위
치해 있으므로 해양 지각의 연령은 B 지점보다 C 지점이 많다.
따라서 최하부 퇴적물과 최상부 퇴적물의 퇴적 시기 차이는 B 지
점보다 C 지점이 더 크다.
ㄷ. 암석이 생성된 위도가 높을수록 복각의 크기가 크다. C 지점
의 해양 지각에서 측정된 복각은 -64ù이므로 이 암석이 생성되
었을 당시 해령은 복각이 -64ù인 위도에 위치해 있었다. 그런데
C 지점보다 나중에 생성된 B 지점의 해양 지각에서 측정된 복각
은 -62ù이므로 C 지점의 해양 지각이 생성될 당시 해령은 현재
보다 고위도에 위치해 있었다.
07 해령과 변환 단층
맨틀 대류의 상승부인 해령에서 생성된 해양 지각은 해령을 중심
으로 양쪽으로 확장되기 때문에 해령에서 멀어질수록 해양 지각
의 연령이 증가한다.
ㄱ. A와 B 지점에서 판의 경계로 갈수록 해양 지각의 연령이 점
점 감소하는 것으로 보아 A와 B 사이에는 해령이 존재한다.
ㄴ. A와 B 사이에 해령이 존재하며 해령을 중심으로 해양 지각이
양쪽으로 확장되어 이동하므로 A가 속한 판은 남서쪽으로 이동
하고, B가 속한 판은 북동쪽으로 이동한다.
ㄷ. 그림 (나)에서 t년 동안 판이 이동한 거리는 A가 속한 판이 B
가 속한 판보다 작다. 따라서 최근 t년 동안 판의 평균 확장 속도
는 A가 속한 판이 B가 속한 판보다 느렸다.
자북극을 향한다. 이때 나침반의 자침이 수평면과 이루는 각을 복
08 고지자기
각이라고 한다. 복각이 0ù인 지역을 자기 적도, 복각이 +90ù인
현재 지구 자기장의 방향과 같은 시기를 정자극기, 반대인 시기를
지점을 자북극, 복각이 -90ù인 지점을 자남극이라고 한다.
역자극기라고 한다. 지구 자기의 역전 현상이 반복되었기 때문에
ㄱ. (가)는 자기력선이 수평면 아래쪽을 가리키므로 복각이 양
정자극기와 역자극기가 반복되어 나타난다. 그리고 지질 시대 동
(+)의 값을 가지며 자기력선과 수평면이 이루는 각이 40ù이므로
안 지리상 북극의 위치가 변하지 않았다고 가정하면 고지자기 복
이 지역의 복각은 +40ù이다.
각의 크기는 위도가 높을수록 크다. 따라서 고지자기 복각을 측정
ㄴ. (나)는 자기력선이 수평면과 나란하므로 복각이 0ù인 자기 적
하면 대륙의 과거 위도를 알 수 있다.
도이다.
ㄱ. 그림 (가)를 보면 2백만 년 전에 지구 자기는 역자극기였다.
ㄷ. (가)는 복각이 양(+)의 값을 가지는 지역이고, (나)는 자기 적
따라서 2백만 년 전에 이 지역의 고지자기 방향은 남쪽을 가리
도이며, (다)는 복각이 음(-)의 값을 가지는 지역이다. 따라서 복
킨다.
각이 +90ù인 자북극에서 가장 멀리 떨어진 지역은 (다)이다.
ㄴ. 그림 (나)를 보면 이 지역은 3억 년 전 무렵에는 적도 부근에
06 해저 고지자기 줄무늬
해양 지각에서 해저 고지자기 줄무늬는 해령과 거의 나란하며 해
위치했고 1억 년 전 무렵에는 40ùN 부근에 위치했으며, 복각은
적도 부근보다 40ùN 부근에서 크다. 따라서 이 지역에서 고지자
기 복각의 크기는 3억 년 전 무렵이 1억 년 전 무렵보다 작다.
정답과 해설
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정답과 해설
ㄷ. 그림 (가)를 보면 최근 360만 년 동안 지구 자기의 역전 주기
져서 초대륙이 형성되기도 하고, 이 초대륙이 분리되었다가 다시
는 일정하지 않았다. 따라서 이 지역에서 약 3억 년 전부터 현재
합쳐져서 새로운 초대륙이 형성되기도 한다. 대륙이 합쳐지면서
까지 지구 자기의 역전 주기도 일정하지 않았을 것이다.
충돌할 때는 조산 운동에 의해 습곡 산맥이 형성된다.
ㄱ. (가) → (나) 과정에서 서로 분리되어 있던 대륙이 충돌하여 하
09 베니오프대
나로 합쳐지면서 초대륙이 형성되었다. 이 과정에서는 조산 운동
해양판이 섭입하는 수렴형 경계에서는 해구에서 섭입 당하는 판
이 일어나면서 습곡 산맥이 형성된다.
내부로 갈수록 진원의 깊이가 점점 깊어지는데, 이 지진대를 베니
ㄴ. (나) → (다) 과정에서 하나로 합쳐졌던 초대륙이 다시 분리되
오프대라고 한다.
었다. 이 과정에서는 초대륙 하부에서 맨틀 대류의 상승이 일어나
ㄱ. 해구에서 해양판이 맨틀 속으로 비스듬히 섭입하여 들어가기
면서 초대륙에 열곡대가 형성된다.
때문에 해구에서 섭입 당하는 판 쪽으로 갈수록 진원의 깊이가 점
ㄷ. (다)에서 해양의 중앙부에는 발산형 경계인 해령이 형성되었
점 깊어진다. 따라서 (가)는 판의 경계와 나란한 방향의 진원 분포
으며, 해양의 가장자리에는 판의 경계가 발달해 있지 않다. 따라
이고, (나)는 판의 경계와 수직인 방향의 진원 분포이다.
서 화산 활동은 해양의 가장자리보다 중앙부에서 활발하게 일어
ㄴ. (나)에서 판의 경계에서 멀어질수록 진원이 깊어지며 섭입하
난다.
는 판의 기울기가 급해진다.
ㄷ. 해양판이 섭입하는 수렴형 경계에서 화산 활동은 섭입하는 해
12 판의 경계와 이동 속도
양판의 영향으로 생성된 마그마가 섭입 당하는 판에서 분출하여
판의 상대적인 이동에 의해 판의 경계에서 여러 가지 지각 변동이
일어난다. (나)에서는 판의 경계 남쪽에 위치한 판이 판의 경계 북
발생한다. 판과 판이 멀어지는 곳은 발산형 경계이고, 판과 판이
쪽에 위치한 판 아래로 섭입하고 있으므로 화산 활동은 판의 경계
가까워지는 곳은 수렴형 경계이다.
남쪽보다 북쪽 지역에서 활발하게 일어난다.
ㄱ. 동일한 판에 위치한 지점이라도 이동 속도가 모두 같은 것은
아니다.
10 해양 지각의 연령과 수심
ㄴ. 남아메리카 대륙의 서쪽 가장자리는 남아메리카판과 나스카
그림 (가)에서 해양 지각 A와 해양 지각 B는 해양 지각의 연령에
판의 경계이다. 남아메리카판은 대체로 북쪽으로, 나스카판은 대
따른 수심 변화가 같다. 그림 (나)에서 해령의 열곡으로부터의 거
체로 동쪽으로 이동하고 있으며, 남아메리카판과 나스카판 사이
리에 따른 수심 변화는 해양 지각 A가 해양 지각 B보다 작다.
에는 나스카판이 남아메리카판 아래로 섭입하는 수렴형 경계가
ㄱ. 해령의 열곡에서 새로운 해양 지각이 생성되어 양쪽으로 확장
존재한다.
되어 간다. 따라서 해령의 열곡으로부터 멀어질수록 해양 지각의
ㄷ. 대서양 한가운데에는 서로 접해 있는 두 판이 멀어지는 발산
연령은 증가한다. 그림 (가)에서 수심이 같은 지점에서 해양 지각
형 경계가 존재하고 대서양의 가장자리에는 해양판이 대륙판 아
의 연령은 해양 지각 A와 해양 지각 B가 같다. 그러나 그림 (나)
래로 섭입하여 소멸하는 수렴형 경계가 거의 존재하지 않는다. 따
에서 수심이 같은 지점에서 해령의 열곡으로부터의 거리는 해양
라서 이러한 판의 운동이 계속된다면 5천만 년 후 대서양의 면적
지각 A가 해양 지각 B보다 멀다. 따라서 해양 지각의 확장 속도
은 현재보다 넓을 것이다.
는 해양 지각 A가 해양 지각 B보다 빠르다.
ㄴ. 그림 (나)에서 기울기는 해령의 열곡으로부터의 거리에 따른
수심 변화를 나타낸다. 그림 (나)에서 기울기는 해양 지각 A가 해
양 지각 B보다 작으므로 해령의 열곡으로부터의 거리에 따른 수
심 변화는 해양 지각 A가 해양 지각 B보다 작다.
ㄷ. 해양 지각의 연령이 증가할수록 수심이 깊어지는 것은 해양
지각이 확장하면서 해양 지각이 침강하기 때문이다. 그림 (가)에
서 해양 지각 A와 B 모두 연령이 증가할수록 수심의 변화율이 감
소하는 것으로부터 해양 지각의 연령이 증가할수록 해양 지각의
침강 속도가 감소한다는 것을 알 수 있다.
11 초대륙의 형성과 분리
판의 운동과 함께 대륙이 이동하면서 분리되었던 대륙들이 합쳐
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02 판 이동의 원동력과 마그마 활동
이곳에서는 뜨거워진 물이 상승하여 바깥쪽으로 이동하고, 물 위
에 떠 있는 나무토막도 움직이는 물을 따라 서로 반대 방향으로
움직이며 거리가 점점 멀어지게 된다. 따라서 이곳은 발산형 경계
에 해당한다.
2점 수능 테스트
01 ② 02 ⑤
08 ③ 09 ⑤
본문 29~31쪽
03 ③ 04 ⑤ 05 ②
10 ④ 11 ② 12 ②
06 ⑤
07 ⑤
ㄷ. 알코올램프로 물을 가열하면 물의 상부와 하부의 온도 차가 발
생한다. 맨틀 내에서는 방사성 원소의 붕괴로 발생하는 열에 의해
상부와 하부에 국지적으로 온도 차가 발생하여 대류가 일어난다.
04 판을 움직이는 힘
01 판의 구조
발산형 경계는 새로운 해양 지각이 생성되면서 양쪽으로 확장되
암석권은 상부 맨틀의 일부와 지각을 포함하는 두께 약 100`km
는 경계이다. 수렴형 경계는 판과 판이 가까워지면서 충돌하거나
의 단단한 암석으로 이루어진 부분이다. 연약권은 깊이 약
섭입하는 경계이다.
100~400`km의 구간으로 암석권 아래에 위치한다.
ㄱ. A는 판이 양쪽으로 확장되는 발산형 경계이다. 이곳에서는
ㄱ. A는 상부 맨틀의 일부와 지각을 포함하는 암석권이다. 암석
해령에서 솟아오른 해양판이 중력에 의해 해령의 사면을 따라 미
권은 단단한 암석으로 이루어져 있으며 대류가 일어나지 않는다.
끄러지면서 판을 밀어내는 힘이 작용한다.
ㄴ. B는 암석권 아래에 위치한 연약권이다. 연약권은 온도가 높
ㄴ. 맨틀 대류의 상승부에는 발산형 경계가 형성되고, 맨틀 대류
아 유동성이 있고 대류가 일어나지만 고체 상태이다.
의 하강부에는 수렴형 경계가 형성된다. B와 C 사이에는 두 판이
ㄷ. 대륙판은 지각의 대부분이 대륙 지각인 판이고, 해양판은 지
서로 가까워지는 수렴형 경계가 존재하므로 이곳에서는 맨틀 대
각의 대부분이 해양 지각인 판이다. 해양판은 대륙판보다 평균 밀
류의 하강이 일어난다.
도가 크다.
ㄷ. 해양판과 대륙판이 만나는 수렴형 경계에서는 섭입대를 따라
오래되어 차갑고 밀도가 커진 해양판의 일부가 맨틀 속으로 섭입
02 맨틀 대류와 판의 운동
맨틀 대류의 상승부인 해령에서는 새로운 해양 지각이 만들어지
고 양쪽으로 확장되며, 맨틀 대류의 하강부인 해구에서는 오래된
해양 지각이 맨틀 속으로 섭입하여 소멸한다. 이와 같은 과정으로
한다. 이때 섭입하는 해양판 자체의 무게는 해양판 전체를 끌어당
기는 힘으로 작용한다. 즉, C의 하부에서는 B가 속한 해양판의
일부가 섭입하면서 B가 속한 해양판 전체를 잡아당긴다.
판은 맨틀 대류를 따라 움직인다.
05 플룸 구조론
ㄱ. A는 맨틀 대류의 상승부에 위치하는 해령이다. 해령에서는
플룸은 온도가 낮은 차가운 플룸과 온도가 높은 뜨거운 플룸으로
새로운 해양 지각이 생성되어 양쪽으로 확장된다.
구분한다. 차가운 플룸은 상부 맨틀과 하부 맨틀의 경계에서 맨틀
ㄴ. B는 맨틀 대류의 하강부에 위치하는 해구이다. 해구에서는
과 외핵의 경계 쪽으로 하강하고, 뜨거운 플룸은 맨틀과 외핵의
상대적으로 밀도가 큰 해양판이 밀도가 작은 대륙판 아래로 비스
경계에서 지각 쪽으로 상승한다.
듬히 섭입하여 소멸한다.
ㄱ. A는 상부 맨틀과 하부 맨틀의 경계에서 맨틀과 외핵의 경계
ㄷ. 연약권 위에 떠 있는 판은 맨틀 대류를 따라 해령에서 해구 쪽
부근으로 하강하는 차가운 플룸이다. 차가운 플룸은 수렴형 경계
으로 이동한다.
에서 섭입된 판의 물질이 상부 맨틀과 하부 맨틀의 경계 부근에
쌓여 있다가 하부 맨틀로 가라앉아 형성된다.
03 맨틀 대류 모형실험
ㄴ. B는 맨틀과 외핵의 경계에서 지각 쪽으로 상승하는 뜨거운
물 위에 떠 있는 나무토막은 물의 움직임을 따라 움직인다. 이때
플룸으로 판과 함께 이동하지는 않는다.
물은 상대적으로 밀도가 큰 맨틀에 해당하고, 나무토막은 밀도가
ㄷ. 차가운 플룸은 주변보다 온도가 낮고, 뜨거운 플룸은 주변보
상대적으로 작은 판에 해당한다.
다 온도가 높다. 따라서 같은 깊이에서 온도는 차가운 플룸인 A
ㄱ. 물을 가열하면 상부와 하부의 온도 차에 의해 대류가 발생한
가 뜨거운 플룸인 B보다 낮다.
다. 이와 마찬가지로 맨틀에서도 상부와 하부에 국지적으로 온도
차가 생기면 대류가 발생하며, 모형실험에서 물의 움직임은 맨틀
06 열점과 판의 운동
대류에 해당한다.
고정된 위치에서 뜨거운 마그마가 분출되는 곳을 열점이라고 한
ㄴ. 두 나무토막의 아랫부분을 알코올램프로 가열하고 있으므로
다. 열점에서 분출되는 마그마는 판의 아래쪽에서 생성되므로 시
정답과 해설
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정답과 해설
간이 지남에 따라 판이 이동하면서 새로운 화산섬이 연속해서 만들
09 마그마 생성 장소
어져 하와이 열도와 같이 일렬로 줄을 지어 분포하는 경우도 있다.
마그마는 주로 뜨거운 맨틀 물질이 상승하는 발산형 경계인 해령
ㄱ. 화산섬 A가 형성될 당시에 판(태평양판)은 북북서 방향으로
이동하였고, 그 후 판의 이동 방향이 바뀌어 현재는 서북서 방향
으로 이동하고 있다. 따라서 태평양판에 위치한 화산섬 A는 현재
과 열점, 해양판이 대륙판 아래로 비스듬히 들어가는 섭입대 부
근, 대륙 지각의 하부에서 생성된다.
ㄱ. A는 발산형 경계인 해령의 하부이다. 해령의 하부에서는 고
서북서 방향으로 이동하고 있다.
온의 맨틀 물질이 상승하면서 압력 감소에 의해 맨틀 물질이 부분
ㄴ. 열점에서는 맨틀 물질이 상승함에 따라 압력이 감소하여 맨틀
용융되어 현무암질 마그마가 생성된다.
물질이 부분 용융되어 마그마가 생성된다.
ㄴ. B는 해양판이 대륙판 아래로 비스듬히 들어가는 섭입대이다.
ㄷ. 열점의 활동에 의해 형성된 화산섬은 판과 함께 이동하므로
섭입대에서는 해양판이 섭입하여 온도와 압력이 상승하면 해양
열점에 가까울수록 화산섬을 구성하는 화산암의 절대 연령이 적
지각과 퇴적물의 함수 광물에 포함된 물이 빠져나오고, 이 물의
다. 화산섬 A, B, C 중 C가 화산암의 절대 연령이 가장 적으므
로 화산섬을 형성한 열점에 가장 가까운 지역은 C이다.
영향으로 연약권을 구성하는 광물의 용융 온도가 낮아져 주로 현
무암질 마그마가 생성된다.
ㄷ. C에서는 B에서 만들어진 현무암질 마그마가 상승해 대륙 지
07 마그마의 종류
각 하부를 가열하여 유문암질 마그마가 생성된다. 또한 상승한 현
마그마는 화학 조성에 따라 SiOª 함량이 52`% 이하인 현무암질
무암질 마그마와 유문암질 마그마가 혼합되면 안산암질 마그마가
마그마, 52`%~63`%인 안산암질 마그마, 63`% 이상인 유문암
생성된다. 유문암질 마그마나 안산암질 마그마는 현무암질 마그
질 마그마로 구분한다.
마보다 SiOª 평균 함량(%)이 많다.
ㄱ. A는 SiOª 함량이 52`% 이하인 현무암질 마그마이고, B는
SiOª 함량이 63`% 이상인 유문암질 마그마이다.
10 화성암의 분류
ㄴ. B는 SiOª 함량이 63`% 이상인 유문암질 마그마이다. 유문
A는 어두운색을 띠며 염기성암인 현무암이다. B는 밝은색을 띠
암질 마그마가 지표로 분출하여 빠르게 냉각되어 굳어지면 화산
며 조립질 조직을 보이므로 화강암이고, C는 산성암 중 세립질 조
암인 유문암이 되고, 지하 깊은 곳에서 천천히 냉각되어 굳어지면
직을 보이는 유문암이다.
심성암인 화강암이 된다.
ㄱ. A는 현무암질 마그마가 굳어서 생성된 현무암이고, B는 유문
ㄷ. SiOª 함량이 52`% 이하인 현무암질 마그마는 SiOª 함량이
암질 마그마가 굳어서 생성된 화강암이다. 현무암질 마그마는 유
63`% 이상인 유문암질 마그마보다 온도가 높다. 따라서 온도는
문암질 마그마보다 온도가 높다.
세로축의 물리량 (가)로 적절하다.
ㄴ. B는 조립질 조직을 보이는 화강암, C는 세립질 조직을 보이
는 유문암이다. 마그마가 지하 깊은 곳에서 서서히 냉각되면 결정
08 지하의 온도 분포와 암석의 용융 곡선
일반적으로 지구 내부의 온도는 암석의 용융 온도에 도달하지 못
의 크기가 큰 조립질 조직이 발달하고, 마그마가 지표 부근에서
빠르게 냉각되면 결정을 형성하지 못한 유리질이나 결정의 크기
하므로 대부분의 지구 내부에서는 마그마가 생성될 수 없다. 하지
가 작은 세립질 조직이 발달한다. 따라서 B는 C보다 깊은 곳에서
만 지구 내부의 온도가 높아지거나, 맨틀 물질이 상승하여 압력이
생성되었다.
감소하거나, 맨틀에 물이 공급되어 맨틀의 용융 온도가 낮아지면
ㄷ. 현무암은 SiOª 함량이 52`% 이하인 현무암질 마그마가 굳어
마그마가 생성될 수 있다.
서 생성된 염기성암에 속하고, 유문암은 SiOª 함량이 63`% 이상
ㄱ. 물을 포함한 맨틀의 용융 온도는 물을 포함하지 않은 맨틀의
인 유문암질 마그마가 식어서 만들어진 산성암에 속한다.
용융 온도보다 낮다. 따라서 A는 물을 포함한 맨틀의 용융 곡선
이고, B는 물을 포함하지 않은 맨틀의 용융 곡선이다.
11 화성암의 종류
지하 온도 변화량
이다. 깊
깊이 변화량
화성암은 SiOª 함량에 따라 염기성암, 중성암, 산성암으로 구분
이가 변함에 따라 온도가 변하는 정도는 깊이 0~50`km 구간이
ㄱ. SiOª 함량이 52`% 이하인 화성암은 염기성암으로 감람석,
50~100`km 구간보다 크므로 깊이에 따른 지하의 온도 증가율
휘석 등 어두운색 광물(유색 광물)이 대부분을 차지한다. 문제에
은 깊이 0~50`km 구간이 50~100`km 구간보다 크다.
주어진 자료의 암석은 석영, 정장석, 사장석 등 밝은색 광물(무색
ㄷ. 해령의 하부에서는 맨틀 물질이 상승함에 따라 압력이 감소하
광물)이 대부분을 차지하므로 SiOª 함량이 52`%보다 많다.
여 마그마가 생성된다.
ㄴ. 지하 깊은 곳에서 마그마가 천천히 냉각되어 형성된 심성암은
ㄴ. 깊이에 따른 지하의 온도 증가율은
8
하고, 산출 상태와 조직에 따라 심성암과 화산암으로 구분한다.
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결정의 크기가 충분히 커서 육안으로 식별할 수 있을 정도인 조립
질 조직이 발달하고, 지표 부근에서 마그마가 빠르게 냉각되어 형
성된 화산암은 결정의 크기가 작아서 육안으로 식별하기 불가능
할 정도인 세립질 조직 또는 결정을 형성하지 못한 유리질 조직이
3점 수능 테스트
01 ⑤ 02 ③
08 ① 09 ①
본문 32~37쪽
03 ① 04 ④ 05 ②
10 ③ 11 ② 12 ③
06 ①
07 ①
발달한다.
ㄷ. 조립질 조직은 지하 깊은 곳에서 마그마가 천천히 냉각될 때
형성되는 심성암에서 나타난다.
01 해양 지각의 연령과 암석권의 구조
해령에서 새로운 해양 지각이 생성되어 양쪽으로 확장하므로 해
12 한반도의 화성암 지형
서울의 도봉산은 지하 깊은 곳에서 생성된 화강암이 융기하여 지
표로 드러나 형성되었고, 철원의 한탄강 주변의 암석은 마그마가
지표로 분출하여 생성된 현무암으로 이루어져 있다.
ㄱ. (가)의 암석은 화강암이고, (나)의 암석은 현무암이다. 화강암
은 마그마가 지하 깊은 곳에서 굳어진 심성암이고, 현무암은 마그
마가 지표 부근에서 굳어진 화산암이다.
ㄴ. 화강암은 산성암에 속하고, 현무암은 염기성암에 속한다. 밝
은색 광물(무색 광물)의 함량은 산성암이 염기성암보다 많다.
ㄷ. 마그마가 냉각되는 장소에 따라 냉각 속도가 달라진다. 마그
마가 지표 부근에서 빠르게 냉각되면 결정의 크기가 작은 화산암
이 형성되고, 지하 깊은 곳에서 서서히 냉각되면 결정의 크기가
령에서 멀어질수록 해양 지각의 연령이 증가한다.
ㄱ. 암석권에서 해양 지각이 차지하는 비율은 A 지점<B 지점<
C 지점 순이며, 암석권은 지각과 최상부 맨틀로 이루어지는데 지
각은 최상부 맨틀보다 밀도가 작다. 따라서 암석권의 평균 밀도는
A 지점>B 지점>C 지점 순이다.
ㄴ. 해령에서 멀어질수록 해양 지각의 연령이 증가하므로 C 지점
의 동쪽에 A, B, C 지점의 해양 지각이 생성된 해령의 열곡이 위
치한다.
ㄷ. 해령에서 새로운 해양 지각이 생성되어 양쪽으로 확장되고,
해령에서 멀어질수록 수심이 깊어지므로 A 지점에서 C 지점으로
갈수록 수심은 얕아진다.
큰 심성암이 형성된다. 따라서 생성 당시 마그마의 냉각 속도는
02 판의 운동과 판을 움직이는 힘
화산암인 (나)가 심성암인 (가)보다 빨랐다.
판은 맨틀 대류를 따라 움직이지만 중력에 의해 해령에서 판을 밀
어내는 힘이나 섭입하는 판이 잡아당기는 힘 등에 의해서도 이동
한다. 중력에 의해 해령에서 판을 밀어내는 힘은 섭입하는 판이
잡아당기는 힘에 비해 판의 이동에 크게 영향을 미치지는 못하는
것으로 추정된다.
ㄱ. 맨틀 대류의 상승부에는 발산형 경계가 형성되고, 맨틀 대류
의 하강부에는 수렴형 경계가 형성되며, 판은 발산형 경계에서 수
렴형 경계 쪽으로 이동한다.
ㄴ. A는 발산형 경계인 해령이다. 해령에서는 솟아오른 해양판이
중력에 의해 해령의 사면을 따라 미끄러지면서 판을 밀어내는 힘
이 작용한다. 따라서 해령에서 판을 밀어내는 힘은 해령의 사면
경사가 급할수록 크다.
ㄷ. B는 해양판이 대륙판 아래로 들어가는 섭입대이다. 섭입대에
서는 해양판의 일부가 맨틀 속으로 침강하면서 해양판 전체를 잡
아당기는 힘이 작용한다. 이 힘은 해령에서 생성된 후 오랜 시간
이 지나 차가워진 해양판이 주변의 연약권보다 상대적으로 밀도
가 크기 때문에 발생한다.
03 플룸 구조론
차가운 플룸은 주변의 맨틀보다 상대적으로 온도가 낮고 지진파
의 속도가 빠르며, 뜨거운 플룸은 주변의 맨틀보다 상대적으로 온
도가 높고 지진파의 속도가 느리다.
정답과 해설
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정답과 해설
ㄱ. B는 뜨거운 플룸이고, 화산섬 ㉠과 ㉡은 B가 상승하면서 생
06 열점에서의 화산 활동
성된 마그마가 지표로 분출하여 생성되었다. 화산섬 ㉠과 ㉡은 모
열점은 맨틀에 위치하며 그 위치는 맨틀에 고정되어 있으며, 열점
두 판과 함께 이동하므로 현재 활동 중인 화산섬으로부터 더 멀리
에서 마그마가 분출하여 화산 활동이 일어나고 화산암체가 만들
떨어진 곳에 위치한 화산섬 ㉠이 ㉡보다 먼저 생성되었다.
어진다. 화산암체의 연령이 남서쪽으로 갈수록 증가하는 경향을
ㄴ. A는 차가운 플룸이다. 지진파가 주변의 맨틀에 비하여 상대
적으로 온도가 낮은 차가운 플룸을 통과할 때는 속도가 빨라진다.
ㄷ. B는 뜨거운 플룸이다. 뜨거운 플룸은 차가운 플룸이 맨틀과
보이는 것은 열점에서 분출된 마그마에 의해 형성된 화산암체가
북아메리카판에 실려 남서쪽으로 이동하였기 때문이다.
ㄱ. 열점에서는 마그마의 분출에 의한 화산 활동이 일어나므로,
외핵의 경계 쪽으로 가라앉으면 그 영향으로 맨틀과 외핵의 경계
열점은 화산암체 B 부근의 하부에 있다. 따라서 현재 열점까지의
부근에서 뜨거운 맨틀 물질이 상승하여 생성된다.
거리는 화산암체 A가 화산암체 B보다 멀다.
ㄴ. 열점에서 생성된 마그마가 분출하여 만들어진 화산암체는 북
04 차가운 플룸의 형성 과정
차가운 플룸은 수렴형 경계에서 섭입된 해양판의 물질이 상부 맨
틀과 하부 맨틀의 경계 부근에 쌓여 있다가 가라앉아 생성된다.
ㄱ. ㉠은 대륙판과 해양판이 만나는 수렴형 경계에서 대륙판 아래
로 섭입한 해양판의 물질이 상부 맨틀과 하부 맨틀의 경계 부근에
쌓여 있는 곳으로, 같은 깊이의 연약권에 위치한 ㉡보다 온도가
아메리카판에 실려 이동한다. 따라서 최근 약 1380만 년 동안 북
아메리카판은 남서쪽으로 이동하였다.
ㄷ. 화산암체 A와 화산암체 B, 그리고 그 사이에 분포하는 화산
암체 모두 북아메리카판 내부에 위치하므로, 화산암체 A와 화산
암체 B를 연결한 선을 따라 판의 경계가 발달하지 않는다.
낮다.
07 발산형 경계에서의 마그마 생성
ㄴ. A는 상부 맨틀과 하부 맨틀의 경계 부근에 쌓여 있던 해양판
발산형 경계에서는 고온의 맨틀 물질이 상승함에 따라 압력 감소
의 물질이 떨어져 나온 것이다. 따라서 A의 구성 성분은 대륙판
에 의해 맨틀 물질이 부분 용융되어 현무암질 마그마가 생성된다.
보다 해양판과 유사하다.
ㄷ. 차가운 플룸은 상부 맨틀과 하부 맨틀의 경계에서 맨틀과 외
핵의 경계 쪽으로 하강하고, 뜨거운 플룸은 맨틀과 외핵의 경계에
서 지각 쪽으로 상승한다. (가) → (나) 과정에서 형성되는 플룸은
상부 맨틀과 하부 맨틀의 경계에서 맨틀과 외핵의 경계 쪽으로 하
강하므로 이 과정에서 형성되는 플룸은 차가운 플룸이다.
05 열점
ㄱ. A와 B 지점이 속한 판과 C 지점이 속한 판은 서로 같은 방향
으로 이동하지만 C 지점이 속한 판의 이동 속도가 더 빠르기 때문
에 시간이 지남에 따라 B 지점과 C 지점 사이의 거리는 점점 멀
어진다. 따라서 B 지점과 C 지점 사이에는 발산형 경계인 해령이
존재하며, 해양 지각의 연령은 해령으로부터 더 멀리 떨어진 A
지점이 B 지점보다 많다.
ㄴ. B 지점과 C 지점 사이에는 발산형 경계인 해령이 존재한다.
해령의 하부에서는 맨틀 물질이 상승함에 따라 압력이 감소하는
㉠의 과정에 의해 맨틀 물질이 부분 용융되어 마그마가 생성된다.
열점은 맨틀에 위치하며 그 위치는 맨틀에 고정되어 있다. 그러나
ㄷ. A 지점과 B 지점은 같은 판에 위치해 있으므로 시간이 지나
열점에서 마그마가 분출하여 형성된 화산섬과 해산은 판에 실려
도 A 지점에서 B 지점까지의 거리는 변하지 않는다. 그러나 B
이동한다.
지점과 C 지점 사이에는 발산형 경계가 존재하므로 시간이 지남
ㄱ. 열점에서는 주로 현무암질 마그마가 분출한다. 따라서 열점에
에 따라 B 지점에서 C 지점까지의 거리는 점점 멀어진다. 따라서
서 분출되는 마그마의 평균 SiOª 함량은 52`%보다 적다.
ㄴ. 열점 A에서 마그마가 분출하여 형성된 화산섬과 해산은 열점
A의 서쪽 방향으로 분포하고, 열점 C에서 마그마가 분출하여 형
성된 화산섬과 해산은 열점 C의 동쪽 방향으로 분포하는 것으로
시간이 지남에 따라
A 지점에서 B 지점까지의 거리
는 점점 감소
B 지점에서 C 지점까지의 거리
할 것이다.
보아 열점 A와 열점 C는 같은 판에 속하지 않으며 열점 A와 열
08 수렴형 경계에서의 마그마 생성
점 C 사이에는 판의 발산형 경계가 있다.
수렴형 경계에서는 섭입하는 지각에서 빠져나온 물의 영향으로
ㄷ. 열점 B에서 마그마가 분출하여 형성된 화산섬과 해산은 판의
연약권을 구성하는 광물의 용융 온도가 낮아져 주로 현무암질 마
운동에 의해 이동했다. 그런데 열점 B에서 마그마가 분출하여 형
그마가 생성된다. 이 현무암질 마그마가 상승하여 대륙 지각 하부
성된 화산섬과 해산의 분포가 일직선이 아닌 것으로 보아 현재 ㉠
에 도달하면 대륙 지각을 이루고 있는 암석이 가열되어 유문암질
에 위치한 해산은 열점 B에서 생성된 이후 이동 방향이 일정하지
마그마가 생성된다. 또한, 상승한 현무암질 마그마와 유문암질 마
않고 변했음을 알 수 있다.
그마가 혼합되면 안산암질 마그마가 생성된다.
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ㄱ. 해양판이 섭입하여 온도와 압력이 상승하면 해양 지각과 퇴적
의 색은 염기성암인 A가 산성암인 C보다 어둡다.
물의 함수 광물에 포함된 물이 빠져나오고, 이 물의 영향으로 연
약권을 구성하는 광물의 용융 온도가 낮아져 주로 현무암질 마그
마가 생성된다.
ㄴ. 마그마 A는 섭입대 부근에서 생성된 현무암질 마그마이고,
11 화성암의 분류
SiOª 함량이 52`% 이하인 염기성암에는 현무암, 반려암 등이 있
으며, SiOª 함량이 63`% 이상인 산성암에는 유문암, 화강암 등
마그마 B는 대륙 지각 하부에서 생성된 유문암질 마그마이거나
이 있다. 세립질 조직이 발달한 화산암에는 현무암, 안산암, 유문
안산암질 마그마이다. 현무암질 마그마는 유문암질 마그마나 안
암 등이 있고, 조립질 조직이 발달한 심성암에는 반려암, 섬록암,
산암질 마그마보다 SiOª 함량(%)이 적다.
ㄷ. 마그마 B는 유문암질 마그마이거나 안산암질 마그마이므로
화강암 등이 있다.
ㄱ. A는 염기성암 중 조립질 조직을 보이지 않는 암석이다. 화강
이 마그마가 지표로 분출하여 굳어지면 세립질의 유문암이나 안
암은 SiOª 함량이 63`% 이상인 산성암이며 조립질 조직이 발달
산암이 된다.
해 있다.
09 변동대에서의 마그마 생성
성암이 아닌 암석 중 조립질 조직을 보이는 암석이다. 해양 지각
발산형 경계인 해령의 하부에서는 현무암질 마그마가 생성되고,
은 염기성암인 현무암질 암석으로 이루어져 있으므로 해양 지각
해양판이 대륙판 아래로 섭입하는 수렴형 경계 부근에서는 현무
을 이루는 암석의 광물 조성은 C보다 B에 가깝다.
암질 마그마, 유문암질 마그마, 안산암질 마그마가 모두 생성될
ㄷ. (나)는 결정의 크기가 큰 조립질암이다. 조립질암은 마그마가
수 있다.
지하 깊은 곳에서 천천히 냉각되어 생성된다. 따라서 야외에서 관
ㄱ. 발산형 경계에서는 천발 지진이 발생하고, 해양판이 대륙판
찰되는 조립질 암석은 지하 깊은 곳에서 생성된 후 융기하여 지표
아래로 섭입하는 수렴형 경계에서는 천발~심발 지진이 발생한
에 노출되었을 가능성이 크다.
ㄴ. B는 염기성암 중 조립질 조직을 보이는 암석이고, C는 염기
다. 천발 지진이 주로 발생하는 A는 발산형 경계에 위치해 있으
며, 발산형 경계는 맨틀 대류의 상승부에 형성된다. 따라서 A는
맨틀 대류의 상승부에 위치한다.
ㄴ. 해양판이 대륙판 아래로 섭입하는 B 부근에서는 맨틀과 대륙
지각이 부분 용융되어 마그마가 생성된다.
ㄷ. A의 하부에서는 현무암질 마그마가 생성되고, B의 하부에서
12 한반도의 화성암 지형
겸재 정선이 그린 총석정 그림에는 현무암의 주상 절리가, 비로봉
그림에는 돔 모양의 화강암이 잘 묘사되어 있다.
ㄱ. (가)에 묘사된 육각기둥 형태의 돌기둥은 주상 절리를 나타낸
것이다.
는 현무암질 마그마와 유문암질 마그마가 혼합되어 안산암질 마
ㄴ. 금강산 비로봉은 화강암으로 이루어져 있다. 화강암은 SiOª
그마가 생성될 수 있으므로 안산암질 마그마의 분출에 의한 화산
함량이 63`% 이상인 산성암이다.
활동이 일어날 가능성은 A보다 B가 크다.
10 화성암의 분류
화성암은 화학 조성에 따라 SiOª 함량이 52`% 이하인 염기성암,
ㄷ. 총석정을 이루고 있는 주요 암석은 용암이 지표 부근에서 빠
르게 냉각되어 형성된 현무암이고, 비로봉을 이루고 있는 주요 암
석은 마그마가 지하 깊은 곳에서 천천히 냉각되어 형성된 화강암
이다.
SiOª 함량이 52`%~63`%인 중성암, SiOª 함량이 63`% 이상인
산성암으로 구분하고, 암석의 조직에 따라 화산암과 심성암으로
분류한다.
ㄱ. A는 SiOª 함량이 50`%보다 적으므로 염기성암이다.
ㄴ. 마그마가 지하 깊은 곳에서 천천히 냉각되면 결정의 크기가
충분히 커서 육안으로 식별할 수 있을 정도인 조립질 조직이 발달
한다. 이에 반해 마그마가 지표 부근에서 빠르게 냉각되면 결정을
형성하지 못한 유리질이나 결정의 크기가 작은 세립질 조직이 발
달한다. B는 조립질, C는 세립질 조직을 보이므로 B는 C보다 깊
은 곳에서 생성되었다.
ㄷ. A는 염기성암이고, C는 산성암이다. 염기성암은 산성암에 비
하여 어두운색 광물의 함량이 많으므로 육안으로 관찰할 때 암석
정답과 해설
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정답과 해설
온 증가율은 A 지역이 B 지역보다 크다. A 지역에서 깊이에 따
03 퇴적암과 지질 구조
른 지온 증가율은 약
에서 깊이에 따른 지온 증가율은 약
2점 수능 테스트
01 ⑤ 02 ⑤
08 ③ 09 ⑤
(400-0)`¾
?30.8`¾/km이고, B 지역
(13-0)`km
본문 45~47쪽
03 ① 04 ② 05 ④
10 ④ 11 ⑤ 12 ③
06 ④
07 ①
(300-0)`¾
?10`¾/km
(30-0)`km
이다.
ㄴ. 속성 작용이 일어날 수 있는 최대 깊이는 A 지역에서 약 7
km이고, B 지역에서 약 18`km이다.
ㄷ. 지표면 부근에서 속성 작용이 일어날 수 있는 최대 온도는 약
230`¾이다. 따라서 B 지역의 지표면 부근에서 온도가 400`¾가
01 퇴적암의 분포
된다면 속성 작용은 일어나지 않는다.
지구 표면에 가장 많이 분포하는 암석은 퇴적암이고, 지각의 대부
분을 구성하는 암석은 (화성암+변성암)이다. 따라서 A는 퇴적
암이고, B는 (화성암+변성암)이다.
ㄱ. 셰일은 쇄설성 퇴적암이므로, 셰일은 A에 해당한다.
ㄴ. A는 퇴적암이고, 지구 표면에 가장 많이 분포하는 암석은 퇴적
암이다.
ㄷ. 속성 작용은 퇴적물이 굳어져 퇴적암이 되는 과정이다. 지구
표면에서 퇴적암의 면적비가 75`%이고 지각에서 퇴적암의 부피
비가 5`%인 것으로 보아 퇴적암은 주로 지구 표면 부근에 분포한
다. 따라서 속성 작용은 주로 지구 표면 부근에서 일어난다.
04 퇴적 환경
선상지는 육상 퇴적 환경이고, 삼각주는 연안 퇴적 환경이며, 대
륙대는 해양 퇴적 환경이다.
A. 선상지는 경사가 급한 계곡과 평지가 만나는 곳에서 유수의
유속이 급격히 느려지면서 유수에 의해 운반된 퇴적물이 퇴적되
어 형성된 지형이다.
B. 삼각주는 하천과 바다가 만나는 곳에서 하천에 의해 운반된
퇴적물이 퇴적되어 형성된 지형이다.
C. 건열은 퇴적물이 건조한 기후에 노출되는 환경에서 퇴적층의
표면이 갈라져 형성된 퇴적 구조이고, 대륙대는 심해의 해양 퇴적
02 속성 작용
속성 작용은 퇴적물이 쌓여 퇴적암이 되기까지의 전체 과정이다.
속성 작용 중 다짐 작용은 퇴적물이 압력에 의해서 다져지는 작
용으로, 이 과정에서 퇴적물 사이의 공극의 크기가 작아진다. 속
환경이다. 따라서 대륙대에 퇴적된 퇴적물에는 건열이 발달하지
않는다.
성 작용 중 교결 작용은 퇴적물 속의 수분이나 지하수에 녹아 있
05 점이 층리
던 석회질 물질, 규질 물질 등이 공극에 침전되어 퇴적물 알갱이
대륙대와 심해저 평원에서 다양한 크기의 퇴적물이 한꺼번에 쌓
를 붙게 한다.
일 때, 큰 입자가 작은 입자보다 침강 속도가 빨라서 한 지층 내에
ㄱ. 공극의 크기는 (나)가 (가)보다 작고 (나)에 교결 물질이 존재
서 위로 갈수록 입자의 크기가 점점 작아지는 이 퇴적 구조는 점
하는 것으로 보아, 모래가 퇴적된 후 경과된 시간은 (나)가 (가)보
이 층리이다.
다 길다.
ㄱ. 대륙대나 심해저 평원에서 만들어진 이 퇴적 구조는 점이 층
ㄴ. 다짐 작용과 교결 작용을 상대적으로 많이 받은 (나)는 (가)보
리이다.
다 공극의 총 부피가 작아졌다. 따라서
공극의 총 부피
는 (나)
퇴적물의 총 부피
ㄴ. 점이 층리는 한 지층 내에서 위로 갈수록 입자의 크기가 점점
작아지는 퇴적 구조이다.
가 (가)보다 작다.
ㄷ. 점이 층리는 한 지층 내에서 위로 갈수록 입자의 크기가 점점
ㄷ. 다짐 작용과 교결 작용을 상대적으로 많이 받은 (나)는 (가)보
작아지는 퇴적 구조로, 점이 층리를 이용해 지층의 역전 여부를
다 밀도가 크다.
알 수 있다.
03 지온 분포와 속성 작용
퇴적물이 물리적, 화학적 작용 등에 의해 퇴적암이 되는 모든 과
정을 속성 작용이라고 한다.
ㄱ. 깊이에 따른 지온 증가율은
12
지온 증가량
이며, 깊이에 따른 지
깊이 증가량
정상층
역전층
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06 퇴적암의 종류
ㄱ. 사암은 주로 모래가 퇴적되어 만들어진 쇄설성 퇴적암이고,
사암과 셰일은 층리가 발달하는 쇄설성 퇴적암이고, 화강암은 조
셰일은 주로 점토와 실트가 퇴적되어 만들어진 쇄설성 퇴적암이
립질 조직이 발달하는 화성암이다.
다. 따라서 지층을 구성하는 입자의 평균 크기는 사암층이 셰일층
ㄱ. A는 층리가 발달하지 않는 화강암이고, 화강암은 조립질 조
보다 크다.
직이 발달하는 화성암이다.
ㄴ. 셰일층에 건열이 발달해 있는 것으로 보아, 셰일층은 형성되
ㄴ. B는 층리가 발달하지만 구성 입자가 육안으로 잘 구별되지
는 동안 건조한 대기에 노출된 시기가 있었다.
않는 셰일이다. 셰일은 주로 점토와 실트가 퇴적되어 만들어진 쇄
ㄷ. 건열과 사층리가 역전된 모습으로 나타나는 것으로 보아 셰일
설성 퇴적암이다.
층은 사질 셰일층보다 먼저 퇴적되었다.
ㄷ. C는 층리가 발달하고 구성 입자가 육안으로 잘 구별되는 사암
이다. 사암은 주로 모래로 구성된 퇴적물이 다짐 작용과 교결 작
09 퇴적암의 종류
용을 받아서 만들어진 퇴적암으로, 퇴적 입자 사이의 공간이 교결
물에 녹아 있던 물질이 화학적으로 침전되거나 물이 증발함에 따
물질로 채워져 있다.
라 잔류하여 만들어진 퇴적암은 화학적 퇴적암(A)이고, 생물의
유해나 골격의 일부가 쌓여서 만들어진 퇴적암은 유기적 퇴적암
모래
(B)이다.
ㄱ. A는 화학적 퇴적암이다.
교결 물질
ㄴ. 주로 화산재가 쌓여서 만들어진 응회암은 쇄설성 퇴적암이다.
ㄷ. 석회암 중 물에 녹아 있던 CaCO£가 화학적으로 침전되어 만
들어진 것은 화학적 퇴적암(A)에 해당하고 석회질 생물체가 쌓여
만들어진 것은 유기적 퇴적암(B)에 해당한다.
1`mm
사암의 현미경 사진
10 연흔
파도, 흐르는 물 등에 의해 퇴적물의 표면에 생긴 물결 모양의 퇴
07 호상 철광층
적 구조는 연흔이다.
이 지층은 해수에 녹아 있던 철이 산소와 결합하여 산화된 후 침
ㄱ. 연흔은 퇴적물이 퇴적되는 과정에서 생성된다.
전되어 형성된 호상 철광층이다.
ㄴ. 연흔은 얕은 호수와 같은 육상 환경과 조간대와 같은 연안 환
ㄱ. 해수에 녹아 있던 철이 산소와 결합하여 산화된 후 침전되어
경 모두에서 생성될 수 있다.
호상 철광층이 형성되는 과정에서 층리가 발달한다. 그림을 보면
ㄷ. 얕은 물밑에서 파도처럼 물의 운동이 양쪽 방향으로 반복적으
호상 철광층에 층리가 발달한 것을 관찰할 수 있다.
로 나타날 경우에는 대칭 형태를 보이는 연흔이 잘 만들어지고,
ㄴ. 호상 철광층은 해수에 녹아 있던 물질이 침전되어 형성된 화
유수처럼 물의 운동이 한쪽 방향으로 나타날 경우에는 비대칭 형
학적 퇴적암이다.
태를 보이는 연흔이 잘 만들어진다.
ㄷ. A층이 붉은색을 띠는 것은 산화된 철의 질량비가 크기 때문
이며, B층이 짙은 회색을 띠는 것은 상대적으로 산화된 철의 질량
비가 작기 때문이다. 따라서 철의 질량비는 A층이 B층보다 크다.
대칭 형태의 연흔
비대칭 형태의 연흔
08 건열과 사층리
지질 단면을 보면 건열과 사층리가 역전된 모습으로 나타난다. 따
라서 이 지역의 지층은 역전되어 있으며, 이 지역에서 지층의 생
성 순서는 셰일층 → 사질 셰일층 → 사암층이다.
셰일층
사질 셰일층
사암층
역전된 모습
역전되지 않은 모습
11 단층의 종류
단층면이 기울어져 있을 때 단층면 위쪽에 있는 지괴를 상반이라
하고, 단층면 아래쪽에 있는 지괴를 하반이라고 한다. (가)와 (나)
사암층
모두에서 상반은 단층면의 동쪽에 위치하고 하반은 단층면의 서
사질 셰일층
쪽에 위치한다. 정단층은 장력에 의해 상반이 하반에 대해 아래로
셰일층
이동한 단층이고, 역단층은 횡압력에 의해 상반이 하반에 대해 위
로 이동한 단층이다.
정답과 해설
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정답과 해설
ㄱ. (가)는 상반이 하반에 대해 위로 이동한 역단층이다. (나)는 상
반이 하반에 대해 아래로 이동한 정단층이다.
ㄴ. (가)와 (나) 모두에서 상반은 단층면의 동쪽에 위치한다.
ㄷ. (나)는 장력에 의해 형성된 정단층이다.
12 지질 구조
01 ① 02 ④
08 ⑤ 09 ②
본문 48~53쪽
03 ③ 04 ② 05 ③
10 ⑤ 11 ② 12 ②
06 ①
07 ③
01 속성 작용
A 지괴는 상반, B 지괴는 하반, C 지괴는 상반이다.
퇴적물이 누적되어 감에 따라 아랫부분의 퇴적물은 윗부분에 쌓
ㄱ. A 지괴는 단층면 위쪽에 있는 상반이다.
ㄴ. A 지괴와 B 지괴 사이에 나타난 두 개의 단층은 모두 상반이
하반에 대해 아래로 이동한 정단층이다.
ㄷ. C 지괴는 B 지괴에 대해 아래로 이동하였으며, B 지괴와 C
지괴 사이의 단층은 정단층이다.
인 퇴적물의 무게에 의해 치밀하게 다져지는 다짐 작용을 받는다.
시간에 따라 퇴적물 (가)의 지표면으로부터의 깊이가 깊어지는 과
정에서 퇴적물 (가)는 다짐 작용을 받으며 물리량 A는 감소한다.
ㄱ. 다짐 작용을 받는 과정에서 퇴적물의 공극 평균 크기는 작아
진다.
지괴의
상대적
이동 방향
지표면
정단층
3점 수능 테스트
B
A
C
정단층
ㄴ. 다짐 작용을 받는 과정에서 퇴적물의 굳어진 정도는 커진다.
ㄷ. 다짐 작용을 받는 과정에서 퇴적물의 평균 밀도는 커진다.
지층
02 퇴적 지형
사암은 주로 모래가 쌓여서 생성된 쇄설성 퇴적암이며, 모래의 크
기는 ;1Á6;~2`mm이다.
ㄱ. (가)와 (나)의 퇴적물의 모습을 보면 입자의 모서리가 마모된
정도는 (가)가 (나)보다 작다. 퇴적물이 유수에 의해 운반되는 과
정에서 입자가 마모 작용을 받으므로, 일반적으로 유수에 의해 운
반되는 과정에서 입자의 모서리가 마모된 정도는 증가한다.
ㄴ. 퇴적 입자의 크기를 보면, (가)와 (나)의 퇴적물 모두 주로 모
래로 구성되어 있다. 따라서 (가)와 (나)의 퇴적물 모두 속성 작용
을 받으면 사암이 된다.
ㄷ. 해빈에 퇴적된 (나) 퇴적물이 B 광물은 없고 A 광물로만 구성
되어 있는 것으로 보아 A가 B보다 풍화에 강하다.
03 퇴적암의 특징
층리는 퇴적물이 쌓여 만들어진 평행한 구조이다.
층리면
층리와 층리면
ㄱ. 암석이 주로 모래로 이루어져 있고 마모된 둥근 자갈을 포함
하고 있으며 층리와 사층리가 관찰되는 것으로 보아, 이 암석은
퇴적암이다.
ㄴ. 층리는 퇴적물이 퇴적되는 과정에서 만들어지는 퇴적 구조이다.
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ㄷ. 사층리는 층리가 비스듬히 기울어지거나 엇갈려 나타나는 퇴
층의 퇴적 시기는 하반이 상반보다 빠르다. A 단층과 C 단층 모
적 구조로, 유수나 바람에 의해 모래가 공급된 방향을 추정할 수
두는 정단층이고 A 단층과 C 단층 모두에서 상반이 하반에 대해
있다.
동쪽에 위치하므로, 지표면에서 지층의 퇴적 시기는 동쪽으로 갈
수록 빠르지 않다.
04 사암의 특징
조립질의 광물이 치밀하게 맞물려 있는 (가)는 화강암이고, 주로
모래로 이루어져 있고 입자와 입자 사이의 공극이 교결 물질로 채
워져 있는 (나)는 사암이다.
ㄱ. 사층리는 화성암에서 나타나지 않는다. 사층리는 사암과 같은
퇴적암에 발달하는 퇴적 구조이다.
ㄴ. (가) 화강암은 마그마가 지하 깊은 곳에서 굳어진 화성암이고,
(나) 사암은 쇄설성 퇴적암이다. 따라서 (가) 화강암은 (나) 사암보
다 고온에서 생성되었다.
ㄷ. 화석은 거의 대부분 퇴적암에서 산출된다. 따라서 화석이 산
출될 가능성은 (나) 사암이 (가) 화강암보다 크다.
05 경사 부정합
07 건열
셰일층에서 관찰되는 퇴적 구조는 건열이다.
ㄱ. 셰일층에서 공룡 발자국 화석이 산출되는 것으로 보아 셰일층
은 중생대에 퇴적되었다.
ㄴ. 셰일층(㉠)이 갈라진 틈에서 모래가 다져지고 굳어진 퇴적암
(㉡)이 관찰되는 것으로 보아 ㉠이 ㉡보다 먼저 퇴적되었다.
ㄷ. 이 퇴적 구조는 건열이며, 건열은 퇴적물의 표면이 대기에 노
출되어 건조해지면서 쐐기 모양으로 갈라져 형성된다.
08 한반도의 퇴적 지형
(가) 강원도 태백시 구문소 석회암층은 고생대에 바다에서 퇴적되
A 지층의 퇴적 시기가 약 3.7억 년 전이고 B 지층의 퇴적 시기가
었고, (나) 제주도 한경면 수월봉 응회암층은 신생대에 화산 활동
약 4.1억 년 전이며 A 지층의 지층면과 B 지층의 지층면이 서로
에 의해 분출된 화산재가 퇴적되어 생성되었다.
경사져 있는 것으로 보아, A 지층과 B 지층은 부정합 관계이고
ㄱ. ㉠은 고생대에 생성되었고, ㉡은 신생대에 생성되었다.
지질 구조 U-U'은 부정합면이다.
ㄴ. 그림을 보면 ㉠의 지층면은 수평면에 대해 상당히 기울어져
ㄱ. A 지층과 B 지층은 부정합 관계이고, A 지층의 아랫부분에
있으나, ㉡의 지층면은 수평면과 거의 나란하다.
존재하는 역암층은 기저 역암이다.
지층면
지층면
ㄴ. 고생대는 약 5.41억 년 전~2.52억 년 전이고, A 지층은 약
3.7억 년 전에 퇴적되었고 B 지층은 약 4.1억 년 전에 퇴적되었
다. 따라서 A와 B 모두 고생대에 퇴적되었다.
ㄷ. 부정합면이 경사져 있거나 수평한 것에 관계없이 부정합면을
기준으로 상하 지층의 지층면이 서로 경사져 있어야만 경사 부정
합이다. A 지층의 지층면과 B 지층의 지층면이 서로 경사져 있는
것으로 보아 U-U'은 경사 부정합면이다. ㉠(지질 구조 U-U'
(가)의 지층면
(나)의 지층면
ㄷ. ㉡은 주로 화산재가 쌓여서 생성되었다.
이 수평면에 대해 15ù 정도 기울어져 있다.)은 U-U'이 경사 부
정합면이라는 증거로 사용될 수 없다.
09 퇴적 구조와 퇴적 환경
06 단층
(가)는 사층리, (나)는 점이 층리이다. (다)에는 대륙붕, 대륙대 등
A 단층면의 서쪽 지괴는 하반이고 동쪽 지괴는 상반이며, A 단
층은 상반이 하반에 대해 아래로 이동한 정단층이다. B 단층면의
상부 지괴가 하부 지괴에 대해 수평 방향으로 동쪽으로 이동하였
다. C 단층면의 서쪽 지괴는 하반이고 동쪽 지괴는 상반이며, C
단층은 상반이 하반에 대해 아래로 이동한 정단층이다.
ㄱ. A 단층과 C 단층은 모두 상반이 하반에 대해 아래로 이동한
의 퇴적 환경이 나타나 있다.
ㄱ. (가)는 사층리로, 일정한 방향으로 물이 흐르거나 바람이 부는
환경에서 지층이 경사진 상태로 쌓인 구조이다. 사층리를 이용해
운반되는 퇴적물의 공급 방향을 알 수 있는데, (가)에서 퇴적물이
공급된 방향은 ㉡이다.
퇴적물의 공급 방향
정단층이다.
ㄴ. 단층의 생성 시기는 A → B → C 순이다.
ㄷ. 지표면과 지층면이 수평이고 정단층이 있다면 지표면에서 지
정답과 해설
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정답과 해설
ㄴ. (나)의 점이 층리는 위로 갈수록 입자의 크기가 작아지는 퇴적
ㄱ. 공룡은 중생대 표준 화석이고, 삼엽충은 고생대 표준 화석이
구조이다. 이는 입자의 크기가 클수록 침강 속도가 빨라 먼저 가
므로 (가)의 지층은 중생대에, (나)의 지층은 고생대에 퇴적되었
라앉으면서 퇴적되기 때문이다.
다. 제주도는 신생대에 화산 활동으로 형성되었으므로 (다)의 지
ㄷ. 점이 층리는 대륙 주변부의 해저에 쌓여 있던 퇴적물이 빠르
층은 신생대에 퇴적되었다.
게 이동하여 대륙대 등에 쌓일 때 잘 형성된다. 따라서 점이 층리
ㄴ. 삼엽충은 바다에서 살았던 생물이므로 (나)의 지층은 바다에
는 A(대륙붕)보다 B(대륙대)에서 잘 형성된다.
서 퇴적되었다.
ㄷ. (다)의 지층에서 패류 화석이 발견되는 것으로 보아 (다)의 지
10 동아프리카 열곡대의 지질 구조
층은 얕은 바다에서 퇴적되었으나 현재 (다) 지층은 육지에서 발
동아프리카 열곡대는 아프리카판이 확장되는 곳에 발달한 지형으
견된다. 따라서 (다)의 지층이 퇴적된 이후 융기가 일어났다.
로, 천발 지진과 화산 활동이 활발하다.
ㄱ. 동아프리카 열곡대는 아프리카판이 확장되는 곳에 발달한 지
형이다.
ㄴ. 단층 A~D 모두 상반이 하반에 대해 아래로 이동한 정단층
이다.
지괴의 상대적 이동 방향
지표면
지표면
A
B
C
D
ㄷ. 아프리카판이 확장되면서 형성된 동아프리카 열곡대에서는
천발 지진이 활발하게 발생하고, 화산 활동도 활발하게 일어난다.
11 퇴적 환경
A는 선상지이고, 선상지는 경사가 급한 계곡과 평지가 만나는 곳
에서 유수의 유속이 급격히 느려지면서 유수에 의해 운반된 퇴적
물이 쌓여서 형성된 부채꼴 모양의 퇴적 지형이다. B는 삼각주이
고, 삼각주는 하천과 바다가 만나는 곳에서 하천에 의해 운반된
퇴적물이 쌓여서 형성된 삼각형 모양의 퇴적 지형이다.
ㄱ. 선상지에서는 유수의 유속이 급격히 감소하면서 크고 작은 입
자가 같이 퇴적된다. 따라서 A(선상지)의 퇴적물을 구성하는 입
자의 크기는 균일하지 않다.
ㄴ. 삼각주는 강의 하구와 바다가 만나는 곳에서 형성된 퇴적 지
형이다. B(삼각주)가 점점 바다 쪽으로 확장되고 있으므로 B(삼
각주)에서는 연직 상방으로 갈수록 퇴적 입자의 크기가 커지는 경
향을 보인다.
ㄷ. 점이 층리는 수심이 비교적 깊고 안정된 환경에서 다양한 크
기의 퇴적물이 한꺼번에 공급될 때 잘 생성된다. 따라서 A(선상
지)와 B(삼각주) 모두에서 점이 층리가 발달하지 않는다.
12 한반도의 퇴적 지형
삼엽충은 고생대 바다에서 서식하였고, 공룡은 중생대 육지에서
서식하였다. 서귀포 퇴적층에서 다양한 패류 화석이 산출된다.
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EBS 수능특강 지구과학Ⅰ
수능특강(지구과학1)정답_13교-1.indd 16
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ㄱ. 가장 먼저 출현한 해양 동물은 가장 오래된 지층에서 산출되
04 지구의 역사
는 F이고, 가장 나중에 출현한 해양 동물은 아래에서 여덟 번째
지층에서부터 산출되는 C이다.
ㄴ. 지층의 퇴적 속도가 일정했고 모든 지층은 정합 관계라고 가
2점 수능 테스트
01 ④ 02 ⑤
08 ④ 09 ④
15 ③ 16 ⑤
본문 61~64쪽
03 ④ 04 ⑤ 05 ④
10 ④ 11 ⑤ 12 ③
06 ①
13 ①
07 ③
14 ②
정했으므로, 생존 기간이 가장 짧은 해양 동물은 B이다. 따라서
생존 기간만을 고려했을 때 표준 화석으로 가장 적합한 것은 B이다.
ㄷ. 아래에서 두 번째 지층에서 E와 F가 함께 산출되는 것으로
보아 E와 F는 같은 시기에 생존한 적이 있다.
04 화석에 의한 지층 대비
01 관입의 법칙
관입의 법칙에 의하면, 마그마가 주변의 암석을 관입할 때 관입
당한 암석은 관입한 암석보다 먼저 생성되었다. 관입암 A가 관입
(가)와 (나)를 지층 대비하면 아래 그림과 같다.
지층
새로운 지층 A
B
암 C를 관입하였고, 관입암 B가 관입암 A를 관입하였다.
관입암 B가 관입암 A를
관입하였다.
A
화석 산출 범위
C
지표면
지표면
B
C
D
㉠
E
F
지층
오래된 지층
관입암 A가 관입암 C를
관입하였다.
④ 이 지역에서는 지층 퇴적 → 관입암 C 관입 → 관입암 A 관입
→ 관입암 B 관입 순으로 지질학적 사건이 있었다.
㉡
G
(가)
(나)
ㄱ. (나)의 지층 ㉠과 (가)의 지층 D가 대비되므로, (나)의 지층 ㉠
에서도 (가)의 지층 D에서 산출되는
화석이 산출될 수 있다.
ㄴ. (가)에서 지층 B는 지층 D보다 나중에 퇴적되었고 (가)의 지
층 D와 (나)의 지층 ㉠이 대비되므로, 퇴적 시기는 지층 ㉠이 지
02 부정합의 형성 과정
층 B보다 빠르다.
(가) → (나) 과정에서 융기와 침식 작용이 일어났고, (나) → (다)
ㄷ. (나)의 지층 ㉠과 지층 ㉡은 각각 (가)의 지층 D와 지층 F에
과정에서 침강과 퇴적 작용이 일어났다.
대비되므로, (나)에서 지층 ㉠과 지층 ㉡은 부정합 관계이다.
ㄱ. (가) → (나) 과정에서 융기가 일어났고 지표면에 노출된 지층
이 하천에 의해 침식되었다.
ㄴ. (가) → (나) 과정에서 침식 작용이 퇴적 작용보다 우세하게 일
어나 지층의 일부가 침식되었다.
ㄷ. (가) → (나) 과정에서 융기와 침식 작용이 일어났고, (나) →
(다) 과정에서 침강과 퇴적 작용이 일어났으며, (가) → (다) 과정
에서 부정합면이 형성되었다.
03 동물군 천이의 법칙
05 지질 단면도 해석
이 지역에서는 사질 셰일 퇴적 → 사암 퇴적 → 사질 셰일 퇴적 →
부정합 → 셰일 퇴적 → 융기와 침식 순으로 지질학적 사건이 있
었다.
ㄱ. 부정합면을 경계로 상부 지층과 하부 지층이 서로 기울어진
부정합을 경사 부정합이라고 한다. 부정합면 U－U'을 경계로 상
부 지층(셰일)과 하부 지층(사질 셰일, 사암)이 서로 기울어져 있
으므로 지질 구조 U－U'은 경사 부정합면이다.
지층의 역전이 없다면 지층 누중의 법칙에 의해 아래에 있는 지층
ㄴ. 이 지역에서는 부정합이 형성되는 과정에서 융기가 있었고 셰
은 위에 있는 지층보다 먼저 퇴적되었다. 동물군 천이의 법칙에
일이 퇴적된 후 융기가 있었다. 따라서 이 지역에서는 적어도 2회
의하면 오래된 지층에서 새로운 지층으로 갈수록 진화된 화석이
의 융기가 있었다.
산출된다. 따라서 주어진 그림의 가장 아래에 위치하는 지층이 가
ㄷ. 가장 오래된 지층은 원유를 함유한 지층인 사암이 아니라 사
장 오래된 지층이고, 가장 오래된 지층에서 F가 산출된다.
암 하부에 존재하는 사질 셰일이다.
정답과 해설
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정답과 해설
06 방사성 동위 원소와 절대 연령
P
(가)에서 (방사성 동위 원소 X의 함량：자원소의 함량)은 1：3이
지층 연령
증가
지층 연령
감소
지표면
지층 연령
증가
Q
고, (나)에서 (방사성 동위 원소 X의 함량：자원소의 함량)은 1：1
지층
이다. 따라서 (가)는 광물이 정출되고 4억 년 후이고, (나)는 광물
연령
이 정출되고 2억 년 후이다.
ㄱ. (가)에서 (방사성 동위 원소 X의 함량：자원소의 함량)은 1：3
인 것으로 보아 (가)는 광물이 정출되고 4억 년 후이다.
ㄴ. (가)에서 (방사성 동위 원소 X의 함량：자원소의 함량)은 1：3
P
Q
이고, (나)에서 (방사성 동위 원소 X의 함량：자원소의 함량)은
1：1이다. (가)는 광물이 정출되고 4억 년 후이고, (나)는 광물이
정출되고 2억 년 후이다. 따라서 방사성 동위 원소 X의 반감기는
09 화석에 의한 지층 대비
2억 년이다.
필석류는 고생대 표준 화석, 암모나이트는 중생대 표준 화석, 화
ㄷ. 방사성 동위 원소 X의 반감기가 2억 년이므로, 광물이 정출
폐석은 신생대 표준 화석이다.
되고 6억 년 후에 방사성 동위 원소 X의 함량은 처음의 ;8!;이다.
산출되는 A 지층은 신생대에 퇴적되었으며, A 지층과 B 지층 사
광물이 정출될 때
2억 년 후
ㄱ. 필석류가 산출되는 B 지층은 고생대에 퇴적되었고, 화폐석이
이에 침식에 의한 부정합면이 존재하는 것으로 보아 A 지층이 퇴
적되기 전에 B 지층이 침식되었다.
ㄴ. 화폐석이 산출되는 A 지층은 신생대에 퇴적되었으며, 암모나
이트가 산출되는 C 지층은 중생대에 퇴적되었다.
4억 년 후
6억 년 후
ㄷ. (가)에서 A 지층은 신생대에, B 지층은 고생대에 퇴적되었다.
(나)에서 C 지층은 중생대에, 화폐석이 산출되는 셰일층은 신생
방사성 동위 원소 X
자원소
대에 퇴적되었다. 따라서 부정합면을 경계로 상하 지층 사이의 퇴
적 중단 기간은 (가)가 (나)보다 길다.
07 관입과 포획
(가): 화강암 내부에 사암이 포획암으로 존재하고 사암이 변성된
10 지질 시대의 구분
시생 누대는 약 40억 년 전~약 25억 년 전, 원생 누대는 약 25억
부분이 있는 것으로 보아 화강암이 사암을 관입하였다.
년 전~약 5.41억 년 전, 현생 누대는 약 5.41억 년 전~현재이
(나): 사암 내부에서 화강암의 침식물이 나타나는 것으로 보아 화
다. 각 누대의 지속 시간은 원생 누대>시생 누대>현생 누대 순
강암이 생성된 이후에 사암이 퇴적되었다.
이다.
(가)와 (나) 모두 화강암에 포함된 방사성 동위 원소 X의 함량이
처음의 25`%이고 방사성 동위 원소 X의 반감기가 1억 년이므로
(가)와 (나) 모두 화강암의 절대 연령은 2억 년이다.
ㄱ. (가)에서 사암이 생성된 후 화강암이 관입하였다.
ㄴ. (나)에서 화강암의 절대 연령은 2억 년이고 화강암이 생성된
이후에 사암이 퇴적되었다.
ㄷ. (가)와 (나) 모두 화강암의 절대 연령은 2억 년이다.
ㄱ. 상대적 길이가 가장 긴 A는 원생 누대, 두 번째로 긴 B는 시
생 누대, 가장 짧은 C는 현생 누대이다.
ㄴ. 남세균(시아노박테리아)이 출현한 시기는 B(시생 누대)이다.
ㄷ. 고생대, 중생대, 신생대는 C(현생 누대)에 포함된다.
지질 시대
누대
현생 누대
대
신생대
중생대
고생대
절대 연대
(백만 년 전)
66
252
541
신원생대
08 습곡에서 지층의 연령
원생 누대
고원생대
고도가 일정한 지역에서 지표면에 노출된 지층의 연령은 배사축
으로 접근할수록 증가하고 향사축으로 접근할수록 감소한다.
④ P에서 Q로 가면서 지층의 연령은 증가하다가 감소하다가 다
시 증가한다.
18
중원생대
신시생대
시생 누대
2500
중시생대
고시생대
초시생대
4000
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11 고기후 연구 방법
ㄷ. 에디아카라 동물군은 단단한 골격이나 껍데기가 발달하지 않
•나무의 나이테 연구: 나이테 사이의 폭과 밀도 등을 측정하여
아서 이 동물군 화석의 대부분은 생흔 화석이다.
고기후를 추정할 수 있다.
•빙하 코어 연구: 빙하 속에 들어 있는 공기 방울을 분석하여 과
거 대기 조성을 알고 고기후를 추정할 수 있다.
•화석 연구: 화석 생물의 서식 환경을 조사하여 고기후를 추정할
수 있다.
15 고생대의 생물과 환경
이 생물은 푸줄리나라고도 불리는 방추충이며, 방추충은 고생대
후기에 바다에 생존했다.
ㄱ. 방추충은 고생대에만 생존했으므로, 고생대 표준 화석이다.
ㄱ. 나무 나이테 사이의 폭은 나무의 성장 속도와 관련이 있다. 따
ㄴ. 방추충은 바다에서 서식했다. 따라서 방추충 화석이 산출되는
라서 ㉠(나이테 사이의 폭)을 이용해 나무의 성장 속도와 관련된
지층은 해성층이다.
고기후 요소를 추정할 수 있다.
ㄷ. 방추충은 동물이며 광합성을 하지 않는다.
ㄴ. ㉡(빙하 속에 들어 있는 공기 방울)은 빙하가 생성되는 과정에
서 생성 당시의 대기가 빙하에 갇힌 것이다. 따라서 ㉡(빙하 속에
들어 있는 공기 방울)은 빙하가 생성될 당시의 대기를 포함한다.
16 지질 단면 해석
응회암은 화산재가 쌓여서 만들어진다. 각 응회암의 절대 연령으
ㄷ. 일반적으로 화석은 생물체가 지층에 매몰되어 만들어진다. 따
로 보아, B는 5.20억 년 전~5.10억 년 전에 생존하였으며 A는
라서 ㉢(화석)의 대부분은 퇴적암에서 산출된다.
5.10억 년 전~4.95억 년 전에 생존하였다.
ㄱ. 난정합은 부정합면 하부에 심성암이나 변성암이 있는 부정합
12 중생대의 환경과 생물
이다. 그림을 보면 화강암이 침식된 후 셰일이 퇴적되었다. 따라
약 2.52억 년 전~약 0.66억 년 전의 지질 시대는 중생대이다.
서 화강암과 셰일의 관계는 난정합이다.
ㄱ. 이 지질 시대는 중생대이다.
ㄴ. 응회암은 화산 활동에 의해 분출된 화산재가 쌓여서 만들어진
ㄴ. 중생대 중기에는 상대적으로 기온이 낮았으나, 중생대에는 빙
다. 따라서 이 지역의 지층들이 퇴적되는 동안 주변에서 최소한 3
하기가 없었다.
번(5.20억 년 전, 5.10억 년 전, 4.95억 년 전)의 화산 분출이 있
ㄷ. 고생대 말기에 출현한 겉씨식물은 중생대에 번성했다.
었다.
ㄷ. 고생대는 약 5.41억 년 전~2.52억 년 전이고, A의 생존 기
13 지질 시대의 식물과 환경
간과 B의 생존 기간으로 보아 A와 B 모두 고생대에 생존하였다.
데본기, 석탄기, 페름기는 고생대에 속하고, 트라이아스기, 쥐라
기, 백악기는 중생대에 속하며, 팔레오기, 네오기, 제4기는 신생
대에 속한다. 겉씨식물은 고생대 페름기에 출현하여 현재까지 생
존하고 있으며, 속씨식물은 중생대 백악기에 출현하여 현재까지
생존하고 있다.
ㄱ. A는 고생대 페름기에 출현한 것으로 보아 A는 겉씨식물이
다.
ㄴ. 겉씨식물은 고생대 페름기에 출현하였고, 양서류는 그 이전인
고생대 데본기에 출현하였다.
ㄷ. 속씨식물은 중생대 백악기에 출현하였고, 중생대에는 빙하기
가 없었다.
14 에디아카라 동물군
이 동물군은 에디아카라 동물군이다. 원생 누대 말기에 최초의 다
세포 동물이 출현하였고 그 일부는 에디아카라 동물군 화석으로
남아 있다.
ㄱ. 에디아카라 동물군의 생존 시기는 원생 누대 말기이다.
ㄴ. 에디아카라 동물군은 초기의 다세포 동물군에 해당한다.
정답과 해설
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정답과 해설
3점 수능 테스트
01 ② 02 ①
08 ⑤ 09 ②
본문 65~71쪽
03 ⑤ 04 ④ 05 ④
10 ④ 11 ② 12 ①
06 ④
13 ⑤
07 ④
14 ③
03 화석에 의한 지층 대비
삼엽충은 고생대 표준 화석이고, 암모나이트는 중생대 표준 화석
이다. 삼엽충, 바다나리, 산호, 암모나이트는 해양 동물이고, 양
치식물은 육상 식물이다.
① (가)에서 가장 새로운 지층은 가장 위쪽에 위치한 바다나리와
복족류가 산출되는 지층이다. 바다나리는 해양 동물이므로 (가)에
01 표준 화석
A 화석은 (가)~(라) 모든 대륙에서 산출되고 다양한 시기의 지
층에서 산출된다. B 화석은 (가)~(라) 모든 대륙에서 산출되고
특정 시기의 지층에서만 산출된다. C 화석은 (가)~(라) 모든 대
륙에서 산출되고 다양한 시기의 지층에서 산출된다. D 화석은
(가)와 (나) 대륙에서만 산출되고 특정 시기의 지층에서만 산출된
다. E 화석은 (다) 대륙에서만 산출되고 특정 시기의 지층에서만
산출된다.
② 표준 화석의 조건은 생존 기간이 짧고 분포 면적이 넓어야 한
다. 따라서 표준 화석으로 가장 적절한 화석은 (가)~(라) 모든 대
륙에서 산출되고 특정 시기의 지층에서만 산출되는 B 화석이다.
서 가장 새로운 지층은 바다에서 퇴적되었다.
② 그림을 보면 암모나이트는 (가), (나), (다) 모두에서 산출된다.
③ 암모나이트는 중생대 표준 화석이고 (가), (나), (다) 모두에서
암모나이트 화석이 산출된다. 따라서 (가), (나), (다) 모두에 중생
대 지층이 있다.
④ (나)에서 가장 오래된 지층은 삼엽충이 산출되는 지층이고 삼
엽충은 고생대 표준 화석이다. 따라서 (나)에서 가장 오래된 지층
은 고생대 지층이다.
⑤ (다)에는 양치식물 화석이 산출되는 육성층도 있고 산호 화석
과 암모나이트 화석이 산출되는 해성층도 있다.
04 지질 단면도 해석
이 지역에서는 퇴적된 지층이 횡압력을 받아 역단층과 습곡이 만
들어졌으며, 이후에 지표면이 침식되었다.
02 부정합의 법칙
이 지역에서 A층의 퇴적 시기는 약 3천 5백만 년 전~2천만 년
전이고, B층의 퇴적 시기는 약 8천만 년 전~5천 5백만 년 전이
며, C층의 퇴적 시기는 약 1억 년 전~9천만 년 전이다. 따라서
A층과 B층, B층과 C층은 각각 부정합 관계이다.
깊이
(km)
지층이 역전된 부분이 있다.
부정합
2
지표면
지표면
습곡
지표면 지층
B
3
4
부정합
5
6
100
ㄴ. (나)에는 상반이 하반에 대해 위로 이동한 역단층이 있으며,
는다.
A
기울기가 클수록
퇴적 속도가 빠르다.
→ (나) 과정에서 횡압력을 받았다.
ㄷ. (다)에는 역단층과 습곡이 존재하나, 정단층은 존재하지 않
0
1
ㄱ. (나)에 역단층과 습곡이 발달하는 것으로 보아, 이 지역은 (가)
지층이 역전된
부분
C
90
80
70
60
50
40
퇴적 시기(백만 년 전)
30
20
ㄱ. A층과 B층 사이에 퇴적이 오랫동안 중단된 시기가 있으므로,
A층과 B층은 부정합 관계이다.
ㄴ. A층의 평균 퇴적 속도는 약
(1.5-0)`km
=0.1`km/백
(35-20)백만 년
만 년이고, C층의 평균 퇴적 속도는 약
(6-4)`km
=0.2`
(100-90)백만 년
(가)
(나)
역단층
(다)
05 상대 연령과 절대 연령
관입암 P에 포함된 방사성 동위 원소 X와 그 자원소의 함량이 각
각 50`%와 50`%이고 방사성 동위 원소 X의 반감기가 0.5억 년
이므로, 관입암 P의 절대 연령은 0.5억 년이다. 관입암 Q에 포
함된 방사성 동위 원소 X와 그 자원소의 함량이 각각 25`%와
km/백만 년이다.
75`%이고 방사성 동위 원소 X의 반감기가 0.5억 년이므로, 관입
ㄷ. 신생대는 약 6천 6백만 년 전부터이고, 신생대 중에서 제4기
암 Q의 절대 연령은 1억 년이다. 이 지역에서는 지층 A, B, C,
는 약 2백 6십만 년 전부터이다. 따라서 A, B, C층 중에서 가장
D 퇴적 → 역단층 f-f' → Q 관입(절대 연령: 1억 년) → P 관입
새로운 지층인 A층은 신생대 팔레오기와 네오기에 퇴적되었다.
(절대 연령: 0.5억 년) 순으로 지질학적 사건이 있었다.
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400
P가 Q를
Q(절대 연령: 1억 년)
300
COª
f
B
5
0
-5
(ùC) -10
지표면
C
200
기온 편차
D
(가)
f`'
P(절대 연령: 0.5억 년)
지괴의 상대적
이동 방향
(ppm)
현재값
기온
40
A
COª
농도
관입함
30
20
시간(만 년 전)
10
0
(기온 편차=당시 기온-현재 기온)
과거 40만 년 동안 대기 중의 이산화 탄소 농도와 지구의 평균 기온 편차
① 난정합은 부정합면 하부에 심성암이나 변성암이 있는 부정합
이다. 이 지역에는 난정합이 없다.
② 단층 f-f'은 상반이 하반에 대해 위로 이동한 역단층이다.
③ 단층 f-f'은 관입암 Q(절대 연령: 1억 년)가 관입하기 이전
에 생성되었으며 신생대는 약 0.66억 년 전부터이다. 따라서 단층
f-f'은 신생대에 생성되지 않았다.
④ 관입암 Q의 절대 연령이 1억 년이고 관입암 P의 절대 연령이
0.5억 년이므로, (가) 부분에서 P가 Q를 관입한 모습이 나타날 것
이다.
⑤ 화폐석은 신생대 표준 화석이며, 지층 D는 신생대 이전에 퇴
적되었다. 따라서 지층 D에는 화폐석이 발견될 수 없다.
07 지층의 역전
지층 단면에서 나타나는 퇴적 구조는 연흔이며, 연흔의 모양으로
보아 이 지역의 지층은 역전되었다. 퇴적물이 쌓일 때 새로운 퇴
적물은 이전에 쌓인 퇴적물 위에 쌓이므로, 지층의 역전이 없다면
아래에 있는 지층은 위에 있는 지층보다 먼저 퇴적되었다.
④ 이 지역의 지층 단면을 정상으로 복원하면 지층의 연령을 알
수 있는데, 복원된 모습에서 아래에 있는 지층은 위에 있는 지층
보다 지층의 연령이 많다. 복원된 모습에서 A에서 B로 가면서 지
층의 연령은 일정하다가 급격히 감소하고 다시 일정하다가 급격히
증가하는데, A 부근에서가 B 부근에서보다 지층의 연령이 많다.
퇴적 구조
06 고기후 연구 방법
A
B
18
원자량이 18인 산소 원자( O)로 이루어진 물 분자는 원자량이
16인 산소 원자(16O)로 이루어진 물 분자보다 상대적으로 증발이
연령
잘되지 않는다. 따라서 과거 어느 시기의 기온이 높았다면 이 시
기에 생성된 대륙 빙하에서 측정한 물 분자의 산소 안정 동위 원
소 비율(18O/16O)은 기온이 낮은 시기보다 높을 것이다. 대륙 빙
하를 구성하는 물 분자의 산소 안정 동위 원소 비율(18O/16O)은
A 시기가 B 시기보다 낮았고, 지구의 평균 기온은 A 시기가 B
시기보다 낮았다.
A
B
복원된 지층과 지층의 연령
ㄱ. 과거 어느 시기의 기온이 높았다면 이 시기에 생성된 대륙 빙
하에서 측정한 물 분자의 산소 안정 동위 원소 비율(18O/16O)은
기온이 낮은 시기보다 높을 것이다. 따라서 ㉠에는 ‘높’이 해당
된다.
ㄴ. 지구의 평균 기온은 A 시기가 B 시기보다 낮았다. 따라서 대
륙 빙하 부피는 A 시기가 B 시기보다 컸을 것이다.
ㄷ. 빙하 코어에 포함된 공기 방울은 빙하가 생성되는 과정에서
생성 당시의 대기가 빙하에 갇힌 것이다. 대기 중 이산화 탄소 농
08 방사성 동위 원소의 반감기
반감기는 방사성 동위 원소가 붕괴하여 처음 양의 반으로 줄어드
는 데 걸리는 시간이다. 방사성 동위 원소 X의 반감기는 2억 년
이고, 방사성 동위 원소 Y의 반감기는 1억 년이다.
ㄱ. X의 반감기는 2억 년이고, Y의 반감기는 1억 년이다.
ㄴ. X의 반감기가 2억 년이므로, 암석이 생성되고 4억 년이 지나
도가 낮을수록 지구의 평균 기온은 낮은 경향을 보인다. 따라서
면 X의 함량은 처음의 ;4!;이다.
A 시기에 생성된 빙하 코어에 포함된 공기 방울의 이산화 탄소
ㄷ. 암석이 생성된 후 0~1억 년 동안 (Y의 함량 감소량/억 년)
농도는 B 시기보다 낮을 것이다.
은 50`%/억 년이고, 1~2억 년 동안 (Y의 함량 감소량/억 년)
정답과 해설
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정답과 해설
은 25`%/억 년이며, 2~3억 년 동안 (Y의 함량 감소량/억 년)은
물도 고생대에 출현하였다.
12.5`%/억 년이다. 이와 같이 암석이 생성된 후 시간에 따른 Y
ㄷ. 삼엽충은 어류보다 먼저 출현하였고 이 고생물은 어류보다 나
함량의 감소량은 감소한다.
중에 출현하였다. 따라서 이 고생물은 삼엽충보다 나중에 출현하
였다.
09 생물의 출현
어류는 고생대 오르도비스기에, 파충류는 고생대 석탄기에 출현
12 고생대 생물의 변천
하였고, 포유류는 중생대 트라이아스기에, 조류(새무리)는 중생대
고생대에서 삼엽충이 출현한 A기는 캄브리아기, 어류가 번성한
쥐라기에 출현하였다. 따라서 A는 어류, B는 조류(새무리), C는
D기는 데본기, 양치식물이 번성한 E기는 대규모 석탄층이 형성
파충류, D는 포유류이다.
된 석탄기이다.
ㄱ. 포유류는 중생대 트라이아스기에 출현하였다. 따라서 포유류
ㄱ. B기는 고생대 두 번째 기인 오르도비스기이다.
는 D이다.
ㄴ. C기(실루리아기)에는 대기에 산소가 충분히 공급되어 성층권
ㄴ. 파충류는 석탄기에 출현하였는데, 석탄기는 고생대에 해당한다.
에 오존층이 형성되어 있던 시기이다. 대기 중 이산화 탄소의 분
ㄷ. 어류가 출현한 시기에 필석류가 번성하였으나, 필석류는 바다
압이 산소보다 높았던 시기는 지구가 형성된 이후부터 현재로부
에서 서식하였다.
터 약 15억 년 전까지이다.
ㄷ. 고생대에 출현한 많은 생물들은 F기 말(페름기 말)에 멸종하
10 신생대 생물
였으나, 모든 생물이 멸종한 것은 아니다.
석재에서 발견된 화석의 모양을 보면 단면이 원형이고 여러 차례
감겨 있으며, 격벽에 의하여 수많은 방으로 나뉘어져 있다. 유공
13 고생대의 표준 화석
충에 속하고 볼록렌즈 모양의 두꺼운 동전처럼 생겼으며, 크기는
(가) 지점의 석회암에서 방추충 화석이 산출되는 것으로 보아 (가)
보통 작은 동전 정도이며 큰 것은 직경이 수 cm인 것으로 보아
지점의 석회암은 고생대 후기에 바다에서 퇴적되었으며, (나) 지
이 화석은 화폐석이다.
점의 셰일에서 필석류 화석이 산출되는 것으로 보아 (나) 지점의
ㄱ. 석재가 흰색을 띠는 퇴적암이며 주요 구성 성분은 CaCO£인
셰일은 고생대 전기에 바다에서 퇴적되었다.
것으로 보아 이 석재는 석회암이다.
ㄱ. 필석류는 바다에 서식했으므로 (나)의 셰일은 해성층이다.
ㄴ. 화폐석은 신생대에 생존했다.
ㄴ. 고생대 초기부터 바다에는 산호가 생존하고 있다. 따라서 방
ㄷ. 화폐석은 신생대에 생존했고, 판게아는 고생대 말~중생대
추충이 산출되는 석회암에서 산호 화석이 발견될 수 있다.
초에 존재하였다.
ㄷ. 방추충이 산출되는 (가)의 석회암과 필석류가 산출되는 (나)의
셰일 모두 고생대에 퇴적되었다.
11 고생대의 생물 진화
이 고생물은 어류가 육상 사지동물인 양서류로 진화하는 경계선
에 있는 중간형 생물이다. 이 고생물은 어류보다는 나중에, 양서
류보다는 먼저 출현하였으며 이 고생물의 화석이 사행천에서 생
성된 퇴적암에서 산출된 것으로 보아 이 고생물은 담수 환경에서
서식하였다. 이 고생물의 이름은 ‘틱타알릭’이다.
14 방사성 동위 원소의 반감기
③ 반감기가 1번 지난 후에 방사성 동위 원소 A의 함량은 50`%
이고 자원소 B의 함량도 50`%이다. 반감기가 2번 지난 후에 방
사성 동위 원소 A의 함량은 25`%이고 자원소 B의 함량은 75`%
이다. 이와 같이 방사성 동위 원소 A의 함량이 감소한 만큼 자원
소 B의 함량은 증가한다. 따라서 시간에 따른 방사성 동위 원소
A와 자원소 B의 함량 변화 그래프로 가장 적절한 것은 ③이다.
시간
(T: 반감기)
방사성 동위 원소
A의 함량(%)
자원소 B의
함량(%)
0
100
0
틱타알릭의 화석
T
50
50
ㄱ. 이 고생물은 사행천과 같은 담수 환경에서 서식한 담수 동물
2T
25
75
이다.
3T
12.5
87.5
ㄴ. 이 고생물은 어류보다는 나중에, 양서류보다 먼저 출현하였
4T
6.25
93.75
다. 그런데 어류와 양서류 모두 고생대에 출현하였으므로 이 고생
5T
3.125
96.875
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EBS 수능특강 지구과학Ⅰ
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베리아 고기압은 고기압권 내의 기온이 주위보다 낮다.
05 대기의 변화
ㄷ. A와 C는 기압이 1000`hPa보다 높고, B는 기압이 400`hPa
보다 높고 600`hPa보다 낮다. D는 기압이 400`hPa보다 낮다.
2점 수능 테스트
01 ③ 02 ⑤
08 ② 09 ①
15 ① 16 ②
본문 85~89쪽
03 ③ 04 ⑤ 05 ①
10 ③ 11 ③ 12 ②
17 ③ 18 ① 19 ⑤
06 ④
13 ③
20 ④
07 ④
14 ③
01 우리나라에 영향을 주는 기단
04 온대 저기압의 특성
온대 저기압은 찬 기단과 따뜻한 기단이 만나는 중위도의 정체 전
선상의 파동으로부터 발생하며, 북반구에서는 찬 공기가 남하하
는 남서쪽으로 한랭 전선을, 따뜻한 공기가 북상하는 남동쪽으로
온난 전선을 동반한다.
철수: 온대 저기압은 전선을 동반하고, 열대 저기압(태풍)은 전선
을 동반하지 않는다.
[이중환의 「택리지」 ], [김종서의 「고려사」 ], [강희맹의 「금양잡록」 ]
영희: 중위도에서 잘 발생하는 온대 저기압은 주로 편서풍의 영향
에서 식물을 마르게 하고, 초목이 말라죽고, 바람이 산을 넘어가
을 받지만 위도가 낮은 곳에서 잘 발생하는 열대 저기압은 무역풍
면 고온 건조해지는 현상은 오호츠크해 기단이 우리나라에 영향
과 편서풍의 영향을 받는다. 두 저기압 모두 편서풍의 영향을 받
을 줄 때 발생하는 높새바람 때문이다.
을 때 주로 동쪽으로 이동한다.
ㄱ. 우리나라에 영향을 주는 기단 중 대륙성 기단은 양쯔강 기단
영수: 온대 저기압에서의 폐색 전선은 이동 속도가 상대적으로 빠
과 시베리아 기단이고, 해양성 기단은 오호츠크해 기단과 북태평
른 한랭 전선이 이동 속도가 느린 온난 전선을 따라잡아 두 전선
양 기단이다.
이 겹쳐질 때 형성된다.
ㄴ. 오호츠크해 기단은 늦봄에서 초여름까지 영향을 주는 기단이
다. 겨울철에 영향을 주는 기단은 시베리아 기단이다.
05 온대 저기압의 변화 과정
ㄷ. 초여름에 장마 전선을 형성하는 기단은 오호츠크해 기단과 북
온대 저기압의 변화 과정은 다음과 같다.
태평양 기단이다.
02 여름철 일기도와 겨울철 일기도
(가)는 서고동저형 기압 배치가 나타나는 것으로 보아 겨울철 일
❶ 정체 전선 형성
남쪽의 따뜻한 기단과 북쪽의 찬 기단 사이에
정체 전선이 형성된다.
❷ 파동 형성
파동이 형성되면서 한랭 전선과 온난 전선이 분
리된다.
❸ 온대 저기압 발달
온난 전선과 한랭 전선이 발달하면서 중심부에
저기압이 형성된다.
❹ 폐색 전선의 형성
및 발달
•이동 속도가 빠른 한랭 전선이 온난 전선 쪽으
로 이동하여 폐색 전선이 형성되기 시작한다.
•폐색 전선의 양쪽에 찬 공기가 위치하게 되면
온대 저기압의 세기는 점차 약해진다.
❺ 온대 저기압 소멸
따뜻한 공기는 위로 올라가고, 찬 공기는 아래
에 위치하여 온대 저기압이 소멸된다.
기도이고, (나)는 남고북저형 기압 배치와 함께 장마 전선이 나타
나는 것으로 보아 여름철 일기도이다.
ㄱ. 겨울철 일기도의 기압 배치는 서고동저형으로 나타나는 것이
특징이며, 우리나라에서 등압선이 대체로 경도와 나란하고 좁게
형성된다.
‌
ㄴ. 우리나라는 겨울철에 시베리아 기단의 영향으로 북풍 계열의
바람이 우세하다.
ㄷ. (나)는 장마 전선이 형성된 여름철 일기도이다.
03 온난 고기압과 한랭 고기압
(가)는 온대 저기압 발달 단계, (나)는 폐색 전선 발달 단계, (다)
는 정체 전선 형성 단계이다.
고기압권 내의 기온이 주위보다 높은 고기압을 온난 고기압, 고기
ㄱ. B 지역은 따뜻한 공기의 영향을 받고 비교적 맑은 날씨로 구
압권 내의 기온이 주위보다 낮은 고기압을 한랭 고기압이라고 한
름의 양은 많지 않다.
다. 온난 고기압은 ‘키 큰 고기압’, 한랭 고기압은 ‘키 작은 고기압’
ㄴ. A 지역은 북풍 계열의 북서풍이 불고, B 지역은 남풍 계열의
이라고도 불린다. 우리나라 여름철에 영향을 미치는 북태평양 고
남서풍이 분다.
기압은 온난 고기압에 해당하고, 겨울철에 영향을 미치는 시베리
ㄷ. 온대 저기압의 변화 과정 순서는 (다) → (가) → (나)이다.
아 고기압은 한랭 고기압에 해당한다.
ㄱ. (가)는 ‘키 큰 고기압’에 해당하는 북태평양 고기압이다. 북태
06 위성 영상 해석
평양 고기압은 여름철에 우리나라에 영향을 준다.
가시 영상은 구름과 지표면에서 반사되는 태양빛의 반사 강도를
ㄴ. (나)는 ‘키 작은 고기압’에 해당하는 시베리아 고기압이다. 시
나타내는 것으로, 반사도가 큰 부분은 밝게 나타나고 반사도가 작
정답과 해설
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정답과 해설
은 부분은 어둡게 나타난다. 구름이 두꺼울수록 햇빛을 많이 반사
이동하며, 열대 저기압은 전선을 동반하지 않고 풍속이 온대 저기
하므로 층운형 구름보다 적운형 구름이 더 밝게 보인다. 적외 영
압보다 매우 크다.
상은 물체가 온도에 따라 방출하는 적외선 에너지양의 차이를 이
ㄱ. A는 열대 저기압이기 때문에 전선을 동반하지 않으므로 폐색
용하는 것으로, 온도가 높을수록 어둡게 나타나고 온도가 낮을수
전선을 형성할 수 없다.
록 밝게 나타난다.
ㄴ. 온대 저기압에 비하여 열대 저기압은 최대 풍속이 크다. 일기
ㄱ. (가)는 가시 영상이므로 낮에 촬영이 가능하고, (나)는 적외 영
도에서도 B의 중심 기압은 1000`hPa에 가깝고 A의 중심 기압
상이므로 낮과 밤 모두 촬영이 가능하다. 따라서 (가)와 (나) 모두
은 984`hPa에 가깝다. 또한 A는 B보다 등압선이 조밀하기 때문
낮에 촬영한 것이다.
에 풍속이 크다.
ㄴ. 적외 영상에서 비교적 어두운 부분은 온도가 높은 구름을 뜻
ㄷ. A는 수증기의 잠열이 주요 에너지원이며, B는 찬 공기와 따뜻
하기 때문에 하층운이다. 따라서 A와 B는 구름의 고도가 높지 않
한 공기가 만나서 생성되는 위치 에너지가 주요 에너지원이다.
으므로 상층운으로 분류되지 않는다.
ㄷ. 가시 영상에서는 흰색에 가까울수록 구름이 두꺼울 가능성이
높고, 적외 영상에서는 흰색에 가까울수록 온도가 낮다는 의미이
10 태풍의 이동과 태풍 통과 시 일기 변화
고 이는 구름 최상부의 고도가 높은 구름을 나타낸다. 즉, 가시 영
태풍은 발생 초기에는 무역풍과 북태평양 고기압의 영향을 받아
상과 적외 영상 모두 흰색으로 나타나는 C가 적란운에 가장 가까
대체로 북서쪽으로 진행하다가 북위 25ù~30ù 부근에서는 편서
운 구름이다.
풍의 영향으로 진로를 바꾸어 북동쪽으로 진행하는 포물선 궤도
를 그린다.
07 온대 저기압 통과 시 날씨 변화
온난 전선이 통과하면 기온이 상승하고 바람의 방향이 동풍 계열
에서 서풍 계열로 바뀌며, 한랭 전선이 통과하면 기온이 하강하고
바람의 방향은 남풍 계열에서 북풍 계열로 바뀐다.
ㄱ. 3월 23일에 바람의 방향이 남동풍에서 남서풍으로 바뀐 것은
온난 전선이 통과했기 때문이다.
ㄴ. 3월 23일과 3월 24일 낮 동안의 기온을 비교해 보면 23일 낮
에는 따뜻한 공기의 영향을 받았고, 24일 낮에는 차가운 공기의
영향을 받았다.
ㄷ. 3월 23일부터 3월 24일까지 풍향은 남동풍 → 남서풍 → 북
서풍으로 변한 것으로 보아 이 지역의 풍향은 시계 방향으로 변했
음을 알 수 있다.
ㄱ. 12일에 태풍은 북위 30ù~40ù 부근에 위치하므로 편서풍의
영향으로 북동쪽으로 진행하고 있다.
ㄴ. 강한 저기압인 태풍이 해상에 위치하면 주변보다 해수를 누르
는 압력이 약하므로 해수면이 주변보다 높아진다. 또한 강한 바람
이 해수를 밀어 올려 해수가 해안에 더 쌓일 수 있다. 따라서 이
태풍은 12일 밤 A 지역 해수면의 높이가 11일 밤보다 높아지는
데 영향을 주었다.
ㄷ. 북반구에서 태풍 이동 경로의 오른쪽(위험 반원)에 위치하면
태풍 통과 시 풍향이 시계 방향으로 변하고, 태풍 이동 경로의 왼
쪽(안전 반원)에 위치하면 태풍 통과 시 풍향이 시계 반대 방향으
로 변한다. A 지역은 태풍 이동 경로의 오른쪽(위험 반원)에 위치
하므로 풍향이 시계 방향으로 변했다.
08 온대 저기압의 특성과 이동
11 태풍의 이동 경로
온대 저기압은 편서풍의 영향으로 서쪽에서 동쪽으로 이동하며,
태풍은 발생 초기에는 무역풍과 북태평양 고기압의 영향을 받아
중위도 지방의 날씨 변화에 큰 영향을 미친다. (가)는 온대 저기압
대체로 북서쪽으로 진행하다가 북위 25ù~30ù 부근에서는 편서
의 발달 단계이고, (나)는 폐색 전선의 발달 단계이다.
풍의 영향을 받아 진로를 바꾸어 북동쪽으로 진행하는 포물선 궤
ㄱ. 대체로 폐색 전선 형성 및 발달 단계에서 구름은 최대로 발달
도를 그린다.
하기 때문에 (가)는 온대 저기압 발달 단계이고, (나)는 폐색 전선
ㄱ. A 기간 동안은 태풍의 발생 초기이므로 무역풍의 영향과 북
발달 단계이다. 따라서 (가)는 (나)의 하루 전 영상이다.
태평양 고기압의 영향을 받아 북서쪽으로 이동한다.
ㄴ. (나)는 폐색 전선의 발달 단계이므로 폐색 전선이 나타난다.
ㄴ. 태풍 진행 방향의 오른쪽 지역이 위험 반원이므로 A와 B 기
ㄷ. 온대 저기압의 주요 에너지원은 찬 공기와 따뜻한 공기가 만
간 모두 오른쪽 지역이 위험 반원이다.
나는 전선에서의 기단의 위치 에너지이다.
ㄷ. 태풍이 진로를 바꾸는 위치를 전향점이라고 하는데, 전향점을
09 온대 저기압과 열대 저기압
온대 저기압은 전선을 동반하고 편서풍의 영향을 받아 동쪽으로
24
지난 후에는 태풍의 진행 방향과 편서풍의 방향이 일치하여 이동
속력이 대체로 빨라진다. 따라서 전향점 부근에서 태풍의 평균 이
동 속력은 태풍의 전체 평균 이동 속력보다 느리다.
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태풍 주변에서는 공기가 저기압성 회전을 하면서 바람이 불게 되
므로, 북반구에서는 기압이 낮은 중심부를 향해서 시계 반대 방향
수 있다.
높이
12 안전 반원과 위험 반원의 풍향 변화
(km)
10
으로 바람이 불어 들어간다. 따라서 태풍 이동 경로의 오른쪽(위
험 반원)에 위치하면 태풍 통과 시 풍향이 시계 방향으로 변하고,
태풍 이동 경로의 왼쪽(안전 반원)에 위치하면 태풍 통과 시 풍향
이 시계 반대 방향으로 변한다.
ㄱ. ㉠ 관측소는 두 태풍의 이동 경로의 왼쪽(안전 반원)에 위치
한다.
ㄴ. 태풍 A의 영향을 받는 동안 ㉠, ㉡ 관측소 모두 태풍 이동 경
로의 왼쪽(안전 반원)에 위치하므로 풍향은 시계 반대 방향으로 변
한다.
ㄷ. 태풍 A, B는 남해안을 통과하거나 스쳐가기 때문에 남해안은 서
해안보다 폭풍 해일에 의한 피해가 더 크게 발생했을 가능성이 높다.
5
0`ùC
0`ùC
0`ùC
강한 비
0
적운 단계
성숙 단계
약한 비
소멸 단계
ㄱ. 뇌우는 강한 상승 기류에 의해 적란운이 발달하면서 천둥, 번
개와 함께 소나기가 내리는 현상이다.
ㄴ. (가), (나), (다) 중 마지막 단계는 (가)이다. (가) 단계는 소멸
단계로 전체적으로 약한 하강 기류만 남게 되어 구름이 사라지면
서 뇌우가 소멸된다.
ㄷ. 소나기, 번개 등의 피해가 가장 큰 단계는 (나)이다. (나)는 성
숙 단계로 상승 기류와 하강 기류가 함께 나타나며 강한 돌풍과
13 태풍의 중심 기압과 최대 풍속
함께 천둥, 번개, 소나기, 우박 등의 현상이 동반된다.
대체로 태풍의 중심 기압이 낮을수록 태풍의 세력이 강하고, 중심
부근의 최대 풍속이 대체로 크다.
16 여러 가지 주요 기상 현상
ㄱ. 태풍의 주요 에너지원은 수증기가 응결하면서 방출하는 잠열
악기상은 일상생활에 큰 불편함과 위험을 동반하는 기상 현상을
이다.
말하며, 우리나라에서 발생하는 주요 악기상에는 뇌우, 호우, 폭
ㄴ. A는 시간이 지날수록 값이 작아지다가 커지고, B는 시간이
설, 강풍, 우박, 황사 등이 있다.
지날수록 값이 커지다가 작아진다. 따라서 A는 중심 기압이고, B
A. 얼음의 결정 주위에 0`¾ 이하의 차가운 물방울이 얼어붙어
는 최대 풍속이다.
땅 위로 떨어지는 얼음덩어리를 우박이라고 하며, 주로 적란운에
ㄷ. (가)에서 태풍의 중심 기압이 가장 낮을 때는 약 980`hPa이
서 강한 상승 기류를 타고 발생한다. 우박은 한여름에는 거의 발
며, 이때 태풍의 최대 풍속은 약 30`m/s이다. (나)에서 태풍의 중
생하지 않으며, 적란운 내에서 강한 상승 기류를 타고 상승과 하
심 기압이 가장 낮을 때는 약 920`hPa이며, 이때 태풍의 최대 풍
강을 반복하며 성장한다.
속은 약 55`m/s이다. 따라서 대체로 태풍의 중심 기압이 낮을수
B. 강풍은 10분 동안의 평균 풍속이 14`m/s 이상인 바람을 말하
록 최대 풍속은 크다.
며, 겨울철에 발달한 시베리아 기단의 영향을 받을 때나 여름철에
14 열대 저기압의 발생 지역별 연평균 발생 수
C. 폭설은 짧은 시간에 많은 양의 눈이 내리는 현상으로, 겨울철
태풍의 영향을 받을 때 주로 발생한다.
열대 저기압은 위도 5ù~25ù의 열대 해상에서 주로 발생한다. 적
도 부근 해역에서는 전향력이 약해 열대 저기압이 회전하는 데 필
요한 힘을 얻지 못하므로 형성되기 어렵다. 또한 열대 저기압은
남반구 해역보다 북반구 해역에서 더 많이 발생한다.
에 발달한 저기압이 통과할 때나 시베리아 기단의 찬 공기가 남하
하는 동안 황해상에서 변질되어 기층이 불안정해져 상승 기류가
발달할 때 잘 발생한다. 폭설이 내리면 교통의 마비, 교통사고, 시
설물 붕괴 등 인명과 재산에 많은 피해가 발생할 수 있다.
ㄱ. 무역풍의 영향으로 표층 수온이 높은 서태평양이 동태평양보
다 열대 저기압의 발생 빈도가 높다.
17 우박의 월별 및 일별 발생 시간
ㄴ. 적도 부근 해역에서는 전향력이 약해 열대 저기압이 회전하는
(가)에서 우박은 3월, 4월, 5월, 11월, 12월에 집중되어 나타나
데 필요한 힘을 얻지 못하므로 형성되기 어렵다.
고, (나)에서 우박의 발생 빈도가 높은 시간대는 12시~14시, 16
ㄷ. 위도 30ù 이상인 해역에서는 표층 수온이 낮아서 수증기 공급
시~18시, 18시~20시이다.
이 충분하지 않기 때문에 열대 저기압이 발생하기 어렵다.
ㄱ. 날씨가 더운 한여름에는 우박이 떨어지는 동안에 녹아 비가
15 뇌우의 특징
뇌우의 발달 과정은 적운 단계 → 성숙 단계 → 소멸 단계로 나뉠
되므로 여름철보다 봄철에 발생할 확률이 높다.
ㄴ. (나)에서 16시~18시에 우박이 발생한 빈도가 가장 높다. 이
는 오후 시간대에는 국지적인 가열로 인해 대기가 불안정해지는
정답과 해설
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정답과 해설
경우가 많기 때문이다.
ㄷ. 새벽에는 대기가 안정하고 낮에는 지표 가열에 의해 대기가
불안정하다. 우박이 발생하려면 강한 상승 기류가 형성되어야 하
는데, 이러한 강한 상승 기류는 대기가 불안정할 때 잘 발달한다.
3점 수능 테스트
01 ② 02 ①
08 ② 09 ①
15 ② 16 ④
본문 90~99쪽
03 ② 04 ② 05 ①
10 ④ 11 ⑤ 12 ⑤
17 ③ 18 ③ 19 ④
06 ④
13 ③
20 ③
07 ⑤
14 ⑤
18 폭설과 위성 영상
폭설이 내린 다음 날 위성으로 촬영한 가시 영상에서 A, B, C 지
역의 색깔의 차이에 영향을 미치는 것은 쌓여 있는 눈의 양이다.
ㄱ. 폭설은 짧은 시간에 많은 양의 눈이 내리는 현상이다.
ㄴ. 눈은 반사도(알베도)가 높아서 빛을 많이 반사하기 때문에 눈
이 많이 쌓여 있는 곳일수록 반사도가 높아 밝게 나타나며, 눈이
적게 쌓여 있는 곳일수록 반사도가 낮아 어둡게 나타난다. A, B,
C 중 눈이 가장 많이 쌓여 있는 곳은 가장 밝은 A이다.
ㄷ. 가시 영상은 밤에 촬영이 불가능하다. 이 영상은 가시 영상으
로, 낮에 촬영한 것이다.
19 강풍과 집중 호우
시간과 공간 규모에 제한 없이 많은 비가 연속적으로 내리는 현상
을 호우라고 한다. 집중 호우(국지성 호우)는 단시간 내에 많은 양
의 비가 집중적으로 내리는 현상을 말하며, 한 시간에 30`mm 이
상이나 하루에 80`mm 이상의 비가 내릴 때, 또는 연 강수량의
10`% 정도의 비가 하루에 내리는 것을 말한다.
ㄱ. (가)는 강풍으로 겨울철에 발달한 시베리아 기단의 영향을 받
01 고기압과 저기압
고기압은 주변보다 기압이 높은 곳이고, 저기압은 주변보다 기압
이 낮은 곳이다. 고기압이 형성된 곳은 하강 기류가 발달하고, 대
체로 날씨가 맑으며, 북반구에서는 바람이 시계 방향으로 불어 나
간다. 저기압이 형성된 곳은 상승 기류가 발달하고, 대체로 구름
이 형성되어 날씨가 흐리며, 북반구에서는 바람이 시계 반대 방향
으로 불어 들어간다.
ㄱ. A와 D에서는 바람이 불어 나가고 있으므로 고기압에 해당하
고, B와 C에서는 바람이 불어 들어가고 있으므로 저기압에 해당
한다.
ㄴ. 남반구에서는 고기압 중심에서 바람이 시계 반대 방향으로 불
어 나가고, 저기압 중심으로 바람이 시계 방향으로 불어 들어간다.
ㄷ. 하강 기류가 발달할 가능성이 높은 곳은 고기압이므로 A와 D
가 이에 해당한다.
02 온대 저기압
을 때나 여름철에 태풍의 영향을 받을 때 주로 발생한다.
구분
한랭 전선
온난 전선
전선면의 기울기
급하다.
완만하다.
구름과 강수 형태
적운형, 소나기
층운형, 지속적인 비
바다에서는 높은 파도를 일으켜 선박 사고나 해안 양식장에 피해
구름과 강수 구역
전선 후면의
좁은 구역
전선 전면의
넓은 구역
를 입힐 수 있다. 집중 호우는 홍수, 산사태 등을 일으킬 수 있어
전선의 이동 속도
빠르다.
느리다.
하강
상승
ㄴ. 주로 강한 상승 기류에 의해 형성된 적란운이 한곳에 정체하
여 계속 비가 내릴 때 집중 호우가 된다.
ㄷ. 강풍은 가로수 등의 나무나 여러 가지 시설물을 파손시키고,
서 많은 인명과 재산 피해가 발생할 수 있다.
20 황사
황사는 발원지에서 강한 바람이 불어 상공으로 올라간 다량의 모
래 먼지가 상층의 편서풍을 타고 멀리까지 날아가 서서히 내려오
는 현상으로, 발원지의 지표면의 토양이 건조하고, 토양의 구성
입자는 미세할수록 잘 발생한다.
ㄱ. (가)에서 월별 황사 관측 일수가 평균적으로 높은 시기는 봄철
이다. 황사는 건조한 겨울철이 지나고 얼었던 토양이 녹기 시작하
는 봄철에 주로 발생한다.
ㄴ. 황사는 상공의 강한 편서풍을 타고 우리나라와 일본을 지나
통과
전후의
변화
기온
기압
상승
하강
바람(북반구)
남서풍 → 북서풍
남동풍 → 남서풍
ㄱ. 이 기간 동안 온대 저기압은 편서풍의 영향을 받아 서쪽에서
동쪽으로 이동하였다.
ㄴ. A 지역에 소나기가 내릴 가능성이 가장 높은 것은 A 지역이
한랭 전선의 후면에 위치한 (다)이다.
ㄷ. 한랭 전선이 온난 전선보다 속도가 상대적으로 빨라 두 전선
이 겹쳐지면서 폐색 전선을 형성한다.
태평양, 북아메리카 대륙까지 날아가기도 한다.
03 일기도와 기단
ㄷ. 황사는 강수에 의해 씻겨 내려가기 때문에 강수량이 많은 계
우리나라는 북반구 중위도에서 대륙과 해양의 경계에 위치하여
절(여름철)에는 잘 발생하지 않는다.
계절에 따라 영향을 받는 기단의 종류가 달라진다.
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수능특강(지구과학1)정답.indd 26
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시베리아
기단
고위도
(한랭)
오호츠크해
기단
대륙
시베리아
기단
한랭 건조
(겨울)
양쯔강
기단
온난 건조
(봄, 가을)
오호츠크해
기단
한랭 다습
(초여름)
북태평양
기단
고온 다습
(여름)
해양
(건조)
(다습)
양쯔강
기단
저위도
(온난)
북태평양
기단
우리나라 주변의 기단
ㄱ. (가) 일기도에서 시베리아 쪽에 강한 고기압이 발달하였기 때
문에 겨울철 일기도라는 것을 알 수 있다.
ㄴ. A는 주변보다 기압이 높기 때문에 고기압이다. A는 고기압
의 중심부가 거의 이동하지 않고 한곳에 머무르는 정체성 고기압
이다.
ㄷ. 겨울철 일기도이기 때문에 우리나라는 시베리아 기단의 영향
을 많이 받는다. 시베리아 기단은 한랭 건조하므로 온도가 낮고,
습도가 낮은 ㉢이다.
04 온대 저기압 통과와 날씨 변화
온난 전선이 통과하면 기온이 상승하고 바람의 방향은 남동풍에
ㄷ. 그림 (나)에서 장마 전선 부근의 북쪽은 동풍 계열의 바람이
우세한 것을 확인할 수 있다.
06 온대 저기압
온대 저기압은 대체로 서쪽에서 동쪽으로 이동한다. 온난 전선의
전면에는 층운형 구름이 형성되어 약한 비가 내리고, 온난 전선이
통과한 후에는 기온이 상승하고 날씨가 맑아진다. 한랭 전선의 후
면에는 적운형 구름이 형성되어 소나기가 내리고, 기온은 하강한다.
ㄱ. 온대 저기압은 서쪽에서 동쪽으로 이동하므로 3시간 간격
의 일기도를 순서대로 배열하면 (가) → (다) → (나)이다. 따라서
(가)는 (나)보다 6시간 전의 일기도이다.
ㄴ. 일기도의 등압선을 비교하면 온대 저기압이 이동할수록 온대
저기압의 중심 기압이 낮아졌으므로 온대 저기압의 세력은 강해
졌다.
ㄷ. 온대 저기압 중심보다 남쪽에 위치하는 관측소에서 온대 저기
압이 통과하는 동안 풍향 변화는 일반적으로 남동풍(㉠) → 남서
풍(㉢) → 북서풍(㉡)으로 시계 방향으로 변한다. 따라서 A 관측
소는 온대 저기압 중심보다 남쪽에 위치하므로 A 지역의 풍향은
㉠ → ㉢ → ㉡으로 변했다.
서 남서풍으로 바뀌며, 한랭 전선이 통과하면 기온이 하강하고 바
람의 방향은 남서풍에서 북서풍으로 바뀐다.
07 태풍의 이동 경로에 따른 풍향 변화
ㄱ. 어느 지역에 온대 저기압의 중심이 가장 가까이 통과할 때 그
태풍 주변에서는 공기가 저기압성 회전을 하면서 바람이 불게 되
지역의 기압이 가장 낮게 될 가능성이 크다. 따라서 관측 지역에
므로, 북반구에서는 기압이 낮은 중심부를 향해서 시계 반대 방향
서 온대 저기압의 중심까지의 거리가 가장 가까운 날짜는 5일이
으로 바람이 불어 들어간다.
아니다.
ㄱ. 관측소 A에서 TÁ 시각에 관측한 풍향과 풍속이 ㉠이므로 Tª
ㄴ. 4일은 온대 저기압이 지나가면서 한랭 전선이 통과한 후이다.
시각에 관측한 풍향과 풍속은 ㉡ 또는 ㉢인데, 관측소 A는 태풍
따라서 4일에는 북풍 계열이나 서풍 계열이 우세하게 나타난다.
의 이동 경로에 대하여 왼쪽인 안전 반원에 해당하므로 풍향은 점
ㄷ. 3일 낮 12시에는 다른 날의 낮 12시보다 지표 온도가 낮은데,
차 시계 반대 방향으로 바뀐다. 또한 태풍의 중심부로 바람이 시
이는 찬 공기의 영향을 많이 받았기 때문이다.
계 반대 방향으로 불어 들어가므로 TÁ 시각에서는 북풍 계열의
바람이, Tª 시각에서는 남풍 계열의 바람이 분다. 따라서 관측소
05 장마 전선
A에서 관측한 바람의 변화는 ㉠ → ㉢으로 바뀐다.
장마 전선은 주로 정체 전선으로 나타나는데 북태평양의 덥고 습
ㄴ. 태풍 진행 경로의 오른쪽에 해당하는 관측소 B는 위험 반원에
한 기단과 오호츠크해의 차갑고 습한 기단이 만나거나 북태평양
속하므로 풍향은 시계 방향으로 바뀌고, 태풍 진행 경로의 왼쪽에
기단과 대륙 기단이 만날 때 장마 전선을 형성한다. 북태평양 기
해당하는 관측소 A는 안전 반원에 속하므로 풍향은 시계 반대 방
단의 세력이 약할 때는 위도가 낮은 곳으로 남하하고 북태평양 기
향으로 바뀐다.
단의 세력이 강화되면 점차 위도가 높은 곳으로 북상한다.
ㄷ. 이 기간 동안 태풍은 북동쪽으로 이동하였으므로 무역풍보다
ㄱ. 장마 전선의 위치는 (가)와 (나)에서 각각 유추할 수 있다. 장
편서풍의 영향을 더 많이 받았음을 알 수 있다.
마는 많은 비를 동반하므로 장마 전선은 12시간 누적 강수량이
가장 많은 곳인 위도 약 30ùN 부근에 위치한다. 정체 전선을 중
08 태풍의 이동 경로에 따른 풍향 변화
심으로 북쪽에는 동풍 계열의 바람이 불고 남쪽에는 남풍 계열의
태풍 주변에서는 공기가 저기압성 회전을 하면서 바람이 불게 되
바람이 분다.
므로, 북반구에서는 기압이 낮은 중심부를 향해서 시계 반대 방향
ㄴ. 장마 전선은 많은 구름과 비를 동반하는 것으로 보아 상승 기
으로 바람이 불어 들어간다. 따라서 태풍 이동 경로의 오른쪽(위
류가 우세하다.
험 반원)에 위치하면 태풍 통과 시 풍향이 시계 방향으로 변하고,
정답과 해설
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정답과 해설
태풍 이동 경로의 왼쪽(안전 반원)에 위치하면 태풍 통과 시 풍향
11 태풍과 일별 누적 강수량
이 시계 반대 방향으로 변한다.
태풍은 폭우와 강풍을 동반하므로 태풍이 접근하거나 상륙하게
ㄱ. 이 기간에 태풍이 우리나라에 상륙했으므로 태풍에 공급되는
되면 홍수, 침수 및 철도, 도로, 다리 등의 유실, 산사태 등 폭우
수증기의 양은 지속적으로 증가하지 않는다.
에 의한 피해와 간판이나 표지판, 지붕 등이 날아가는 등 강풍에
ㄴ. 관측소에서 관측한 시간별 풍향은 시계 방향으로 바뀌었기 때
의한 낙하시설물 피해가 발생한다.
문에 관측소는 태풍 이동 경로의 오른쪽(위험 반원)에 위치해야
ㄱ. 태풍의 중심 부근에 상승 기류가 강하고 비가 많이 내린다. 강
한다. 따라서 태풍의 실제 이동 경로는 a이다.
ㄷ. 24일 03시에 관측소의 기압이 가장 낮았고(984.9`hPa) 다시
점차 증가하여 24일 15시에는 992.5`hPa을 기록하였다. 기압이
낮아지다가 다시 높아진 것은 관측소로부터 태풍의 중심이 멀어
진 결과이기 때문에 24일 15시 이후에 관측소와 태풍 중심까지의
거리가 가장 가깝지 않다.
09 태풍의 소멸
수가 집중되는 지역을 중심으로 살펴보면 (가)는 우리나라 전체적
으로 강수량이 많고, (나)는 강원도 강릉 지역에 집중되며, (다)는
제주 지역에 집중된다. 따라서 태풍이 이동하는 시간 순서대로 나
열하면 (다) → (가) → (나) 순이다.
ㄴ. 이 해 연평균 강우량이 1401.9`mm이고 이 기간 동안 강릉
지역의 누적 강수량은 870.5`mm 이상이므로 강릉 지역에 우리
나라 연평균 강우량의 60`% 이상의 강수가 내렸다.
ㄷ. 태풍이 우리나라에 접근하고 통과하면서 태풍의 세력은 약화
태풍의 세력이 유지되거나 더 강하게 발달하려면 지속적인 에너
되고 태풍의 중심 기압은 높아진다. 따라서 태풍이 통과한 후인
지(수증기) 공급이 필요한데 태풍이 차가운 바다 위를 지나거나
(나)보다 태풍이 우리나라 제주도에 접근하는 (다)일 때 평균 중심
육지에 상륙하면 태풍에 공급되는 열과 수증기가 감소하므로 세
기압이 더 낮다.
력이 약해진다. 또한 태풍이 육지에 상륙하면 지표면과의 마찰이
증가하여 세력이 급격히 약해진다.
12 열대 저기압의 발생 지역
ㄱ. 태풍은 우리나라 제주도 부근을 지나고 남해안에 상륙하면서
태풍은 북태평양 서쪽의 위도 5ù~25ù의 열대 해상에서 주로 발
부터 세기가 약화되는데, 이는 낮은 해수면 온도와 지표면과의 마
생한다. 위도 25ù 이상인 해역에서는 표층 수온이 낮아서 발생하
찰 때문이다. (나)보다 (다)의 해면 기압이 더 낮은 것으로 보아
기 어렵고, 적도 부근 해역에서는 전향력이 약해 태풍이 회전하는
(다)의 태풍의 세기가 더 세고 평균 풍속도 더 크다는 것을 알 수
데 필요한 힘을 얻지 못하므로 형성되기 어렵다. 또한 열대 저기
있다. 따라서 (다)가 (나)보다 태풍이 먼저 통과한 관측소이므로
압(태풍)은 남반구 해역보다 북반구 해역에서 더 많이 발생하며,
TÁ은 Tª보다 나중이다.
무역풍의 영향으로 표층 수온이 높은 서태평양이 동태평양보다
ㄴ. (다)에서 B는 태풍의 중심에서 가장 작고 중심 부근에서 가장
발생 빈도가 높다.
큰 것으로 보아 평균 풍속이고, A는 해면 기압이다.
ㄱ. 적도 부근에서는 전향력이 약해 태풍이 잘 발생하지 않는다.
ㄷ. 태풍은 우리나라 부근을 지나면서 태풍에 공급되는 열과 수증
ㄴ. 우리나라에 영향을 준 태풍 솔릭, 짜미, 콩레이의 위도와 경도
기가 감소하여 세력이 약해지며 중심 기압은 점차 높아진다.
를 보면 이 태풍들의 발생 위치는 모두 B이다.
10 온대 저기압과 열대 저기압
(가)는 열대 저기압(태풍)의 이동 경로이고, (나)는 온대 저기압의
ㄷ. 태풍은 상승하는 공기 중의 수증기가 응결하면서 잠열을 방출
하여 공기를 계속 가열하는 과정에서 성장하기 때문에 수증기 공
급이 원활한 해양에서 태풍이 잘 형성된다.
이동 경로이다.
ㄱ. 온대 저기압은 전선을 동반하지만, 열대 저기압은 전선을 동
13 일기도와 위성 영상
반하지 않는다. 따라서 (가)의 저기압은 열대 저기압이므로 전선
정체 전선(장마 전선)은 찬 기단과 따뜻한 기단의 세력이 비슷하
을 동반하지 않는다.
여 전선이 거의 이동하지 않고 한곳에 오랫동안 머무르는 전선이
ㄴ. (나)는 온대 저기압으로 편서풍의 영향을 받아 서쪽에서 동쪽
다. 우리나라는 주로 여름철에 고온 다습한 북태평양 기단과 한랭
으로 이동한다.
다습한 오호츠크해 기단에 의해 장마 전선이 형성된다.
ㄷ. (가)는 열대 저기압의 이동 경로이고, A 지역은 진행 방향의
ㄱ. 우리나라의 중부 지방에 동서 방향으로 장마 전선이 형성되어
오른쪽에 위치하므로 풍향은 시계 방향으로 변한다. (나)는 온대
있으므로 (가)는 여름철의 일기도이다.
저기압의 이동 경로이고, A 지역은 온대 저기압 중심의 남쪽에
ㄴ. 북태평양 기단(A)의 세력이 상대적으로 강해지면 장마 전선
위치하므로 온대 저기압이 통과할 때 A 지역에서는 풍향이 시계
은 북상하고, 오호츠크해 기단의 세력이 상대적으로 강해지면 장
방향으로 변한다.
마 전선은 남하한다.
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ㄷ. A는 북태평양 기단(고기압)이고, B는 태풍이다. 태풍은 북태
17 집중 호우와 산사태
평양 고기압의 세력이 강해지면 서쪽으로 편향되어 이동하고, 약
집중 호우를 일으키는 구름은 대부분 적운형 구름이며, 집중 호우
해지면 동쪽으로 편향되어 이동하는 경향을 나타낸다.
는 자연 재해 및 인명 피해를 일으킬 수 있다.
ㄱ. 집중 호우를 일으키는 구름은 대부분 두께가 두껍고 많은 비
14 태풍의 특징
를 내리는 적운형 구름이다.
2019년 한반도에 영향을 준 태풍은 총 7개이며 여름과 가을에 발
ㄴ. 새벽 3시경에는 가시광선으로 구름을 관측하여 영상을 얻을
생하였다. 태풍의 최저 중심 기압이 낮을수록 최대 풍속은 커진다.
수 없고 적외선으로 구름을 관측하여 영상을 얻을 수 있다.
ㄱ. 태풍은 1년 동안 꾸준히 발생되지만 우리나라에 영향을 주는
ㄷ. (가)의 집중 호우는 홍수, 산사태 등을 일으킬 수 있어서 많은
태풍은 여름과 가을에 형성되는 태풍이다. 우리나라에 영향을 준
인명과 재산 피해를 가져온다.
태풍은 7월, 8월, 9월에 형성되었다.
ㄴ. 태풍의 발생으로부터 소멸까지의 기간과 최저 중심 기압 사이
의 관계는 비례하지 않는다.
ㄷ. 최저 중심 기압이 가장 높을 때는 990`hPa이며 이때 최대 풍
속은 24`m/s이고, 최저 중심 기압이 가장 낮을 때는 930`hPa이
며 이때 최대 풍속은 50`m/s이다. 따라서 최저 중심 기압이 낮을
수록 최대 풍속은 크다.
18 다양한 기상 현상
태풍은 연중 발생하지만 우리나라에 영향을 주는 시기는 주로 7월
~9월이고, 드물게 6월과 10월에 북상하여 영향을 주기도 한다.
•철수: (가)의 우박은 주로 연직 방향으로 높이 발달한 적란운에
서 발생한다.
•영희: 태풍은 주로 여름에서 초가을까지 우리나라에 영향을 미
15 우박
우박은 상승 기류와 하강 기류가 함께 나타나는 성숙 단계에서 주
치므로 (나)에서 겨울에 부는 강한 바람은 태풍일 가능성이 낮다.
•수영: (다)의 흙이 비처럼 떨어지는 현상은 봄철에 황사 발원지
에서 날아오는 황사를 나타낸다.
로 나타난다. A는 소멸 단계이고, B는 성숙 단계이다.
ㄱ. (가)에서 살펴보면 북태평양 고기압의 영향을 받는 여름철(6
월~8월)에 비해 봄철이나 가을철에 우박의 발생이 많다는 것을
19 악기상의 발생
알 수 있다. 날씨가 더운 여름철에는 우박이 떨어지는 동안에 녹
집중 호우와 천둥, 번개, 우박 등은 주로 연직 방향으로 높이 발달
아서 없어지므로 여름철보다 봄철이나 가을철에 발생할 확률이
한 적란운에서 발생한다.
높다.
ㄱ. 집중 호우는 국지적으로 단시간에 많은 양의 강한 비가 집중
ㄴ. 뇌우의 일생은 적운 단계 → 성숙 단계 → 소멸 단계 순이다.
적으로 내리는 현상으로, 강한 상승 기류에 의해 생성되는 적란운
따라서 A(소멸 단계)가 B(성숙 단계)보다 나중에 나타난다.
에서 많이 발생한다.
ㄷ. 우박은 적란운의 강한 상승 기류가 얼음 입자들을 떠받쳐 올
ㄴ. 뇌우는 적운 단계 → 성숙 단계 → 소멸 단계를 거치면서 발생
려 상층에서 얼음 입자들이 차가운 물방울들과 서로 결합되어 점
하였다가 소멸한다. 천둥, 번개, 우박 등은 상승 기류와 하강 기류
점 커지면서 형성된다. 따라서 우박은 하강 기류만 나타나는 (나)
가 함께 나타나는 성숙 단계에서 발생한다.
의 A(소멸 단계)보다 상승 기류와 하강 기류가 함께 나타나는
ㄷ. 집중 호우와 천둥, 번개, 우박 등은 주로 강한 상승 기류가 발
B(성숙 단계)일 때 잘 나타난다.
달할 때, 즉 대기가 불안정할 때 주로 발생한다.
16 뇌우와 우박
20 황사
(가)와 (나)는 모두 강한 상승 기류에 의해 적란운이 형성될 때 잘
황사 발원지의 대기가 건조할수록, 황사 발원지에서 풍속이 빠를
나타난다.
수록 황사가 발생하기 쉽다.
ㄱ. (가)는 뇌우로, 대기가 불안정하고 적란운이 발달할 때 나타나
ㄱ. 황사는 대부분 3월~5월의 봄철에 발생하였다.
므로 한랭 전선이 통과할 때 발생할 수 있다.
ㄴ. (나)에서 황사 발원지의 풍속이 빠를 때 황사 발생 일수는 대
ㄴ. (나)는 강한 상승 기류에 의해 적란운이 발달할 때 나타날 수
체로 많다.
있다.
ㄷ. 황사 발원지의 상대 습도가 낮을 때 대체로 황사 발생 일수가
ㄷ. 대기가 불안정한 상태에서 강한 상승 기류에 의해 형성되는
많다. 따라서 황사 발원지의 대기가 건조할수록 황사가 발생하기
적란운에서 (가)와 (나) 현상이 함께 나타나는 경우가 있다.
쉽다.
정답과 해설
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정답과 해설
하이므로 (증발량-강수량)은 A 해역이 B 해역보다 크다.
06 해양의 변화
ㄴ. 표층 해수 1`kg 속에 녹아 있는 염류의 총량은 표층 염분을
의미하며, 표층 염분은 C 해역에서 가장 높다.
ㄷ. 표층 수온은 대체로 고위도로 갈수록 낮아지며, 표층 용존 산
2점 수능 테스트
01 ⑤ 02 ②
08 ② 09 ④
15 ③ 16 ④
본문 108~111쪽
03 ④ 04 ③ 05 ③
10 ⑤ 11 ① 12 ③
06 ③
13 ②
07 ②
14 ①
소량은 수온이 낮을수록 많다. 따라서 상대적으로 표층 수온이 낮
은 B 해역이 표층 수온이 높은 A 해역보다 표층 용존 산소량이
많다.
04 해양의 층상 구조
우리나라 동해에서 표층 해수의 수온은 2월이 8월보다 낮으며,
01 해양의 층상 구조
혼합층의 두께(깊이)는 저위도 지방보다 중위도 지방에서 두껍다
표층 해수의 염분은 강수량이 많은 8월이 2월보다 낮다.
ㄱ. (가) 그래프에서 표층부터 수온이 일정하게 유지되는 혼합층
(깊다). 우리나라에서 혼합층의 두께는 8월보다 바람이 강한 2월
의 두께를 살펴보면, 8월보다 2월에 더 두껍게 발달함을 알 수
에 더 두껍다.
있다.
ㄱ. 표층 수온이 낮고 혼합층이 더 두꺼운 A가 2월에 측정한 수
ㄴ. 해수의 밀도는 수온이 낮을수록, 염분이 높을수록 커진다. 그
온 자료이다.
러므로 표층 해수의 밀도는 8월보다 2월에 크다.
ㄴ. 혼합층의 두께는 바람이 강할수록 두껍다. 따라서 바람의 평균
ㄷ. 2월과 8월 모두 수심 100~400`m 구간에서 염분은 거의 일
풍속은 B일 때보다 혼합층의 두께가 더 두꺼운 A일 때가 빠르다.
정하게 유지되지만, 수온은 깊이가 깊어질수록 조금씩 낮아지고
ㄷ. 수심 400`m보다 깊은 곳은 심해층으로, 수온이 낮고 태양 복
있다. 따라서 2월과 8월에 모두 수심 100~400`m 구간에서 밀
사 에너지가 거의 도달하지 않으므로 계절이나 깊이에 따라 수온
도는 깊이가 깊어질수록 지속적으로 감소하는 것은 아니다.
의 변화가 거의 없다.
02 북태평양의 표층 수온 분포
전 세계 해양의 표층 수온 분포는 태양 복사 에너지의 영향을 가
장 크게 받는다. 따라서 등수온선은 대체로 위도에 나란하다. 그
러나 대륙과 해양의 분포와 해류의 영향 등으로 등수온선이 위도
에 나란하지 않은 해역도 나타난다.
ㄱ. 표층 수온 분포에 가장 큰 영향을 미치는 요인은 태양 복사 에
너지이다. 고위도로 갈수록 단위 면적당 받는 태양 복사 에너지양
은 적어지므로 해수의 표층 수온은 고위도로 갈수록 대체로 낮아
지고, 저위도로 갈수록 대체로 높아진다.
ㄴ. 해수의 표층 수온은 태양 복사 에너지의 영향을 가장 많이 받
기 때문에, 아열대 해양에서 등수온선은 대체로 위도에 나란하다.
ㄷ. 표층 용존 산소량은 수온이 낮을수록 많다. A 해역은 수온이
약 24`¾이고, B 해역은 수온이 약 18`¾이므로 표층 용존 산소
량은 B 해역이 A 해역보다 많다.
03 북반구 해양의 표층 염분 분포
05 표층 염분
표층 염분은 대체로 (증발량-강수량)이 클수록 높다. 또한, 육지
에서 담수가 흘러들어오는 연안은 대양의 중심부보다 표층 염분
이 낮다.
ㄱ. 저염분수는 주로 연안에서 육지로부터 흘러들어오는 담수로
인해 염분 농도가 낮아져서 생성된다.
ㄴ. 바람과 해류는 저염분수의 이동 경로에 영향을 줄 수 있다. 그
림의 염분 분포도를 보면 양쯔강 연안에서 발생한 저염분수의 일
부가 우리나라 남해로 이동하고 있다.
ㄷ. 해수의 밀도는 수온이 낮을수록, 염분이 높을수록 크다. 염분
분포도에서 ⓐ 해역의 표층 해수는 주변보다 온도는 높고 염분은
낮은 저염분수이므로, 주변 해수보다 밀도가 작다.
06 계절에 따른 연직 염분 분포 변화
우리나라 동해에서 표층 해수의 염분은 강수량이 많은 8월이 2월
보다 낮다.
ㄱ. 우리나라는 여름철(8월)에 강수량이 집중되어 우리나라 동해
에서는 여름철(8월)에 표층 염분이 낮아진다. (가)일 때 표층 해수
증발량이 강수량보다 많은 중위도 고압대의 해양에서는 표층 염
의 염분은 약 34.1~34.2`psu이고, (나)일 때 표층 해수의 염분
분이 높다.
은 약 31.2~32.4`psu로 표층 염분은 (나)보다 (가)일 때가 높다.
ㄱ. 표층 염분은 대체로 (증발량-강수량) 값이 커질수록 높아진
따라서 (가)는 2월의 염분 분포이다.
다. 표층 염분은 A 해역에서 35`psu 이상, B 해역에서 33`psu 이
ㄴ. 그림 (가)에서 수심이 약 65`m 변하는 동안 염분은 약 34.2~
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34`psu만큼 변하였고, (나)에서 동일한 수심의 변화에 대하여 염
의해 지표 부근에서 부는 바람은 극동풍(동풍 계열)과 편서풍(서
분은 약 31.2~34.2`psu만큼 변하였다. 따라서 수심에 따른 염
풍 계열) 중 하나이다. 따라서 A와 B에 의해 지표 부근에 모두
분 변화는 대체로 (가)보다 (나)에서 크다.
동풍 계열의 바람이 부는 것은 아니다.
ㄷ. 해수의 밀도는 수온이 낮을수록, 염분이 높을수록 크다. 표층
ㄴ. 극순환은 열적 순환에 해당하고, 페렐 순환은 해들리 순환과
해수의 수온은 (나)보다 (가)에서 낮다. 표층 해수의 염분은 (가)에
극순환 사이에서 형성된 역학적 순환에 해당하기 때문에 ‘열적
서 약 34.1~34.2`psu이고, (나)에서 약 31.2~32.4`psu이므로
순환에 해당하는가?’는 A와 B를 구분하는 하나의 기준이 될 수
(나)보다 (가)에서 높다. 따라서 표층 해수의 밀도는 8월인 (나)보
있다.
다 2월인 (가)에서 크다.
ㄷ. 북반구에서 해들리 순환(C)은 지표 부근에 북동 무역풍을 형
성하여 남반구에서의 남동 무역풍과 함께 적도 지방에 열대 수렴
07 수온 염분도 해석
수온 염분도는 해수의 수온, 염분, 밀도를 한 그래프 안에 표시한
대를 형성하는 데 기여한다.
것으로, 수온 염분도를 이용하면 해수의 밀도를 알아낼 수 있다.
10 표층 해류의 역할
해수의 밀도는 수온이 낮을수록, 염분이 높을수록 커진다.
표층 해류는 저위도의 에너지를 고위도로 수송하는 역할을 하며,
ㄱ. 수온 염분도에서 수온은 위로 갈수록 높아지므로 가장 위에
전 세계의 기후와 해양 환경에 영향을 미친다.
위치한 C가 수온이 가장 높다.
ㄱ. ⓐ 해류는 멕시코 만류와 북대서양 해류가 연결되어 있는 해
ㄴ. 수온 염분도에서 염분은 오른쪽으로 갈수록 높아지고 왼쪽으
류로, 저위도에서 고위도로 흐르기 때문에 난류에 해당한다.
로 갈수록 낮아지므로, 같은 세로줄에 위치한 B와 C는 염분이 같
ㄴ. ㉠은 표층 해류의 역할을 나타내는 것으로, ‘저위도의 에너지
다. 수온 염분도에서 수온은 아래로 갈수록 낮아지므로, B는 C보
를 고위도로 수송하는’은 ㉠에 해당한다.
다 수온이 낮다. B는 C와 염분은 같지만 C보다 수온이 낮아 밀도
ㄷ. 난류가 흐르는 지역은 따뜻한 난류의 영향을 받아 겨울철 평
가 더 크다. 따라서 B와 C의 밀도 차는 염분보다 수온의 영향이
균 기온이 동일 위도의 다른 지역에 비해 높은 편이다. 비슷한 위
더 크다.
도에 있는 영국의 런던과 캐나다 퀘벡의 1월 평균 기온을 비교해
ㄷ. 같은 질량의 A와 B를 섞으면 수온과 염분이 중간값을 가지게
보면, 난류인 ⓐ 해류가 열을 공급하여 유럽의 서쪽 지역을 온난
되므로 A와 B를 섞은 해수의 밀도는 1.0275`g/cmÜ`보다 크다.
하게 하기 때문에 런던이 퀘벡보다 1월 평균 기온이 높다.
08 해수의 용존 기체량
11 대기 대순환에 의한 바람과 표층 해류
이산화 탄소는 산소보다 기체의 용해도가 크므로 용존 이산화 탄
표층 해류는 바람에 의해 형성되므로 표층 해류의 방향은 대기 대
소량은 용존 산소량보다 전체적으로 많다. 용존 산소량은 광합성
순환의 영향을 받는다. 아열대 순환은 북태평양에서는 시계 방향
과 대기로부터의 산소 공급으로 인해 표층에서 가장 많다. 용존
으로, 남태평양에서는 시계 반대 방향으로 나타난다.
이산화 탄소량은 광합성 때문에 표층에서는 적고, 수심이 깊어질
① ⓐ는 대기 대순환의 해들리 순환에 의해 0ù~30ùN 사이의 지
수록 증가한다.
표 부근에서 부는 북동 무역풍이다. 북적도 해류는 0ù~30ùN 사
ㄱ. A는 표층에서 농도가 가장 높으므로 산소이고, B는 수심이
이의 해역에서 동쪽에서 서쪽으로 흐르는 해류로 북동 무역풍에
깊어질수록 농도가 증가하므로 이산화 탄소이다. 표층에서의 농
의한 영향으로 형성되었다.
도는 A가 B보다 낮다.
② 용존 산소량은 수온이 낮을수록 많다. A와 B 해역은 동일한
ㄴ. 용존 산소(A)의 농도가 P 구간에서 깊이가 깊어질수록 높아
위도에 위치하고, A 해역에서는 난류가 흐르고 B 해역에서는 한
지는 까닭은 고위도 지방에서 침강한 찬 해수 때문이다.
류가 흐르므로, 표층 용존 산소량은 A 해역이 B 해역보다 적다.
ㄷ. 용존 이산화 탄소(B)의 농도가 표층에서 낮게 나타나는 주된
③ 페루 해류는 남태평양에서 남아메리카 대륙의 서쪽 연안을 따
까닭은 광합성 과정에서 이산화 탄소가 이용되기 때문이다.
라 고위도에서 저위도로 흐르는 한류이다.
09 대기 대순환
④ 캘리포니아 해류는 북태평양 해류가 서쪽에서 동쪽으로 흐르
다가 북아메리카 대륙에 부딪혀 남쪽으로 흐르면서 형성된 해류
A와 B는 각각 극순환과 페렐 순환 중 하나이고, C는 해들리 순
이다. 따라서 캘리포니아 해류를 일으키는 주요 원인은 해수의 밀
환이다. 대기 대순환이 일어나는 주요 원인은 위도에 따른 에너지
도 차가 아니다. 해수의 밀도 차가 주요 원인이 되어 일어나는 순
불균형이다.
환은 해수의 심층 순환이다.
ㄱ. A와 B는 각각 극순환과 페렐 순환 중 하나이므로, A와 B에
⑤ 북태평양 해류와 남극 순환 해류는 태평양 아열대 순환을 형
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정답과 해설
성하고 있는 해류로, 모두 편서풍의 영향으로 형성되어 서쪽에서
밀도가 증가하고, 현재 종이컵 속의 차가운 소금물(㉢)과의 밀도
동쪽으로 흐른다.
차가 감소하여 수조 바닥으로의 ㉢의 이동은 더 느리게 일어날 것
이다.
12 우리나라 주변의 표층 해류
우리나라 주변 난류의 근원은 쿠로시오 해류이다. 쿠로시오 해류
15 대서양의 심층 순환
의 지류가 동중국해에서 갈라져 나와 북상하여 황해 난류, 대마
북대서양 심층수는 그린란드 남쪽의 래브라도해와 그린란드 동쪽
난류(쓰시마 난류), 동한 난류를 형성한다.
의 노르웨이해에서 형성되고, 남극 저층수는 남극 대륙 주변의 웨
ㄱ. ㉠은 쿠로시오 해류이고, ㉡은 대마 난류(쓰시마 난류)이다.
델해와 로스해에서 형성된다.
쿠로시오 해류는 북적도 해류, 북태평양 해류, 캘리포니아 해류와
ㄱ. 해수의 심층 순환은 해수의 밀도 차에 의해 일어나는 순환이
함께 북태평양 아열대 순환을 형성한다.
다. 남극 중층수는 60ùS 부근에서 형성되어 수심 1000`m 부근에
ㄴ. ㉡은 대마 난류(쓰시마 난류)로 제주도 남동쪽에서 남해를 거
서 20ùN까지 이동하는 해양의 심층 순환의 일부이다. 따라서 남
쳐 동해로 흘러 들어간다. 동해에서 북한 한류와 만나 조경 수역
극 중층수는 해수의 밀도 차에 의해 형성된다.
을 형성하는 해류는 대마 난류(쓰시마 난류)에서 갈라져 나와 동
ㄴ. 남극 대륙 주변에서 해빙이 일어나면 해수의 염분이 감소하
해안을 따라 북상하는 동한 난류이다.
고, 해수의 밀도가 감소하여 남극 저층수의 침강은 약해질 것이다.
ㄷ. 40ùN 해역에서 영양염은 난류인 대마 난류(쓰시마 난류)(㉡)
ㄷ. 그림에서 남극 저층수는 해저를 따라서 흐르고, 북대서양 심
가 한류인 북한 한류(㉢)보다 적다.
층수는 수심 약 1500~4000`m 사이에서 흐르므로, 남극 저층수
는 북대서양 심층수보다 밀도가 크다.
13 남반구 해양의 주요 표층 해류
남반구 해양에서의 아열대 순환은 시계 반대 방향으로 순환한다.
㉠은 남적도 해류, ㉡은 남극 순환 해류, ㉢은 브라질 해류이다.
ㄱ. ㉠은 남적도 해류로 해들리 순환의 지표 부근의 바람인 남동
무역풍의 영향으로 형성되었다. 대륙 분포의 영향으로 형성된 해
류는 브라질 해류(㉢)이다.
ㄴ. 평균 표층 용존 산소량은 수온이 낮을수록 많다. 따라서 ㉠,
㉡, ㉢ 중 가장 고위도에 위치하여 수온이 가장 낮은 해류인 ㉡이
평균 표층 용존 산소량이 가장 많다.
ㄷ. 대기 대순환과 관련된 지표 부근의 바람 즉, 남동 무역풍과 편
서풍이 직접적인 원인이 되어 형성된 해류는 남적도 해류인 ㉠과
남극 순환 해류인 ㉡이다.
14 해수의 심층 순환 원리
16 전 세계 해수의 순환
해수의 심층 순환과 표층 순환은 서로 연결되어 전체 해양에서 큰
순환을 이루고 있다. 즉, 그린란드 해역에서 형성된 북대서양 심
층수는 대서양 서쪽을 따라 남하하여 남극 저층수 위로 흐르며 남
극 대륙 주변에서 남극 저층수와 섞인다. 북대서양 심층수와 남극
저층수가 섞인 해수는 남극 대륙 주위를 돌다가 인도양과 태평양
으로 흘러가 표층으로 상승하고, 다시 표층 순환을 따라 북대서양
으로 흘러간다.
ㄱ. A는 표층 순환이고, B는 심층 순환이다. 해양에 밀도 차가
생겼을 때 밀도가 큰 해수가 수심이 깊은 곳으로 이동한다. 따라
서 해수의 평균 밀도는 심층 순환(B)을 형성하는 해수가 표층 순
환(A)을 형성하는 해수보다 크다.
ㄴ. 해수의 심층 순환(B)은 표층 순환(A)에 비해 해수의 평균 유
속이 매우 느리다. 즉, 해수의 평균 유속은 A가 B보다 빠르다.
해수의 표층에서 수온이 낮아지거나 염분이 높아지면 밀도가 커
ㄷ. ㉠ 해역은 북대서양 심층수가 만들어지는 그린란드 해역이다.
진 해수가 심해로 가라앉아 해수의 순환이 일어나는데, 이를 심층
이 해역에 담수가 유입되면 해수의 염분이 낮아지고, 그 결과 해
순환이라고 한다.
수의 밀도가 작아져서 해수의 침강은 약해질 것이다.
ㄱ. 밀도는 수온이 낮을수록, 염분이 높을수록 커진다. 따라서 밀
도의 크기는 ㉠(실온의 물)<㉡(얼음물)<㉢(소금을 녹인 얼음물)
이다.
ㄴ. 수조 속의 물과 종이컵 속의 물의 밀도 차가 클수록 종이컵 속
의 물이 수조 바닥으로 빠르게 이동한다. 수조 속의 물의 밀도가
같은 경우, 수조 바닥으로의 물의 이동은 종이컵 속의 물의 밀도
가 더 큰 ㉢이 ㉡보다 더 빠르게 일어난다.
ㄷ. 수조 속의 ㉠(실온의 물)을 얼음물로 한다면 수조 속의 물의
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3점 수능 테스트
01 ④
02 ⑤
08 ④ 09 ③
15 ⑤ 16 ①
본문 112~119쪽
03 ④
04 ⑤
05 ③
06 ①
07 ③
10 ② 11 ② 12 ④
13 ④
14 ③
저층보다 수온이 높고 염분이 낮다. 따라서 해수의 평균 밀도는
표층이 저층보다 작다.
04 수온 염분도
수괴는 밀도가 다르기 때문에 수온 염분도를 이용하면 수괴의 특
성뿐만 아니라 이동까지 추정할 수 있다.
01 해수에 포함된 염분들의 비율
해수의 염분은 장소에 따라 다르지만 주요 염류들이 녹아 있
는 질량비는 거의 일정하다. 해수 A는 염분이 34.5`psu, B는
ㄱ. 수온 염분도에서 수괴 A는 수괴 B보다 대체로 수온이 높다.
따라서 A는 표층수이다.
ㄴ. (가)의 수온 염분도에서 표층수(A)는 수심 100`m의 해수(B)
33.5`psu이다.
보다 왼쪽 위에 분포하므로 평균 밀도가 수심 100`m의 해수(B)
ㄱ. 해수 A에 포함된 용존 물질의 합을 계산하면 염분은 34.5`psu
보다 작다.
이다.
ㄴ. 해수 A의 염분(34.5`psu)이 해수 B의 염분(33.5`psu)보다
높다.
ㄷ. 해수에 녹아 있는 주요 염류들 사이의 비율은 각각 일정하다.
ㄷ. (가)에서는 표층수(A)와 수심 100`m의 해수(B)가 분리되어
있고, (나)에서는 표층수(A)와 수심 100`m의 해수(B)가 서로 겹
쳐지는 부분이 있다. 따라서 표층수와 수심 100`m 해수의 평균
밀도 차는 2013년이 2014년보다 크다.
이를 염분비 일정 법칙이라고 한다. 해수 A에 녹아 있는 ClÑ의
질량비와 해수 B에 녹아 있는 ClÑ의 질량비는 약 55.04`%로 거
의 같다.
05 태평양에서의 위도별 표층 염분 분포
표층 염분에 가장 큰 영향을 주는 요인은 증발량과 강수량이다.
표층 염분은 대체로 (증발량-강수량) 값이 클수록 높다.
02 해양의 층상 구조와 수온 염분도 해석
ㄱ. 그래프를 보면 태평양에서 20ùS 부근의 해역에 표층 염분의
저위도와 중위도 지방의 해양은 수온의 연직 분포에 따라서 혼합
최댓값이 나타난다.
층, 수온 약층, 심해층으로 구분된다. 한편, 북반구 중위도 해양에
ㄴ. 태평양에서 (강수량-증발량) 값은 30ùN 부근 해역이 20ùS
서 여름철은 겨울철보다 표층 수온이 높다.
부근 해역보다 작고, 염분은 20ùS 부근 해역이 30ùN 부근 해역
ㄱ. ㉠은 표층 수온이 약 25`¾이고, ㉡은 표층 수온이 약 10.5`¾
보다 높다.
이므로 표층 수온이 높은 ㉠이 여름에 측정한 것이다.
ㄷ. 표층 염분은 대체로 (증발량-강수량) 값이 클수록 높고, 육
ㄴ. 수심 500`m에서 ㉠과 ㉡의 그래프가 만나고 있으므로, 수심
지로부터 담수의 유입이 있는 경우에는 표층 염분이 낮아진다. 따
500`m에서 여름과 겨울에 측정한 수온, 염분, 밀도 즉, 해수의
라서 육지로부터의 강물 유입이 있는 경우, 표층 염분은 대체로
성질은 비슷하다.
(증발량-강수량-강물 유입량) 값이 클수록 높게 나타난다. (증
ㄷ. 표층과 수심 1 5 0 ` m 해수의 밀도 차는 여름(㉠)에 약
발량-강수량-강물 유입량) 값은 태평양은 -159`mm/년이
0.005`g/cmÜ`이고, 겨울(㉡)에는 0`g/cmÜ`에 가깝다. 따라서 표
고, 대서양은 +175`mm/년이므로 표층 염분의 평균값은 대서
층과 수심 150`m 해수의 밀도 차는 여름이 겨울보다 크다.
양이 태평양보다 높다.
03 남해의 수온과 염분 분포
06 고위도 해역의 수온, 염분, 밀도 분포
우리나라 남해에서는 8월에 해수의 온도는 표층이 저층보다 높
고위도 해역에서 깊이에 따른 해수의 밀도 변화는 주로 수온보다
고, 해수의 염분은 강수량이 많아 표층이 저층보다 낮다.
염분의 영향을 받는다.
ㄱ. 남해에서 8월에 표층 해수의 온도는 저층 해수의 온도보다 높
ㄱ. 이 해역에서는 수온이 표층에서 수심 약 300`m까지 증가하다
다. 반면, 해수의 염분은 8월에 강수량이 많아 표층이 저층보다
가 그 이상의 깊이에서는 감소하고, 밀도의 연직 분포는 수온보다
낮다. 따라서 (가)는 염분 분포, (나)는 수온 분포이다.
염분의 분포와 더 비슷한 경향을 보인다. 이러한 해수의 특성이
ㄴ. (가)에서 염분은 저층보다 표층의 변동 폭이 크고, (나)에서 수
나타나는 해역은 저위도보다 표면이 얼음으로 덮여 있는 고위도
온은 표층보다 저층의 변동 폭이 크다.
에 위치한다.
ㄷ. 해수의 밀도는 수온이 낮을수록, 염분이 높을수록 크다. 관측
ㄴ. 주어진 자료를 보면 해수의 밀도 분포는 수온 분포보다 염분
기간 동안 우리나라 남해에서 8월에 관측한 자료를 보면, 표층은
분포와 유사한 모양을 보인다. 이로부터 이 해역에서 해수의 밀도
정답과 해설
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정답과 해설
는 수온보다 염분의 영향을 더 크게 받고 있음을 알 수 있다.
ㄷ. (다)를 보면 수심 100~300`m 구간에서 깊이가 깊어질수록
해수의 밀도는 증가하므로, 이 구간에서 해수는 안정하다. 따라서
수심 100`m의 해수는 수심 300`m의 해수와 물질 교환이 활발하
지 않다.
07 동해의 계절별 표층 수온 분포
10 해양 탐사선의 항해
챌린저호는 1872년부터 1876년까지 약 4년 동안 바람과 해류를
이용하여 전 세계 바다를 항해하면서 탐사한 최초의 해양 탐사선
이다.
A. 표층 용존 산소량은 주로 수온에 의해 결정되며, 수온이 낮을
수록 표층 용존 산소량이 많다. 따라서 표층 용존 산소량은 더 높
은 위도에 위치한 ㉡ 해역이 ㉠ 해역보다 많다.
동해에서는 겨울에 표층 수온이 낮아져 수온 약층이 사라진다.
B. ㉡ 해역에는 대기 대순환의 페렐 순환에 의해 편서풍이 불고,
ㄱ. 2월의 수온 분포를 보면 등수온선이 밀집된 구간이 보이지 않
이 편서풍에 의해 북태평양 해류가 형성되어 흐르고 있다. 북태평
는다. 이는 표층 수온이 낮아져 수온 약층이 잘 나타나지 않는 것
양 해류는 서쪽에서 동쪽으로 흐르고, 챌린저호는 이 해류를 이용
이다.
하여 서쪽에서 동쪽으로 항해하였다.
ㄴ. 6월의 수온 분포를 보면 표층에서 25`m 정도까지 수온이 거
C. ㉢ 해역에는 고위도에서 저위도로 한류인 페루 해류가 흐른
의 일정한데, 이는 이 구간에서 혼합층이 나타난다는 것을 보여준
다. 따라서 이 해역은 동일한 위도의 다른 해역보다 표층 수온이
다. 이에 비해 8월에는 혼합층이 10`m 정도까지만 나타난다. 즉,
낮다.
혼합층의 두께는 8월보다 6월에 더 두껍다.
ㄷ. 8월에는 표층 수온이 높아 수온 약층이 매우 잘 발달되어 있
다. 이로 인해 해수의 연직 운동이 일어나기 어렵다.
08 월별 연직 수온 분포
혼합층은 태양 에너지에 의한 가열로 수온이 높고, 바람에 의한
혼합 작용으로 깊이에 따라 수온이 일정한 층이다.
④ A 시기의 표층 수온이 약 14`¾이고 혼합층의 두께가 약
10`m이며, 수심 약 10~70`m 구간에 수온 약층이 발달해 있다.
수심 약 70`m 이상에서는 깊이가 깊어지더라도 수온의 변화가
거의 없다. 수심 150`m에서 수온은 약 4`¾보다 약간 낮다. 이러
한 깊이에 따른 수온 변화 경향을 가장 적절하게 그래프로 나타낸
것이 ④이다.
09 대기 대순환과 표층 염분의 분포
표층 염분은 증발량이 강수량보다 많은 중위도 고압대 해역에서
높다.
ㄱ. 위도가 ㉠인 지점에서는 서로 다른 위도로부터의 공기가 수렴
11 북대서양에서의 표층 순환
해양은 대륙에 의해 가로막혀 있으므로 동서 방향으로 흐르던 해류
가 대륙과 부딪혀 남북 방향으로 갈라져 흐르면서 순환을 이룬다.
ㄱ. 해역 A에는 고위도에서 내려오는 한류가 흐르지만, 해역 B에
는 멕시코 만류에서 갈라져 나온 북대서양 해류가 지나가므로 난
류가 흐른다.
ㄴ. 표층에서의 용존 산소량은 한류가 흐르는 해역 D에서보다 난
류가 흐르는 해역 C에서 적다.
ㄷ. 표층 순환은 대기 대순환에 의한 바람이 해수에 작용하는 힘
과 지구 자전에 의한 전향력에 의해 일어난다.
12 지중해 해수의 유출과 수온 염분도
지중해 해수는 대서양 해수에 비해 표층 염분이 높아 밀도가 크
다. 따라서 지중해 해수가 대서양으로 유출되면 주변 해수와 밀도
가 비슷한 수심 약 1000`m까지 가라앉는다.
ㄱ. 그림 (가)에서 해수의 밀도는 대서양 해수 A<지중해 해수
하여 상승하고, 위도가 ㉡인 지점에서는 공기가 하강하여 발산이
C<대서양 해수 B이다. 따라서 수온 염분도에서 해수 A, B, C
일어나고 있다. 북반구 대기 대순환에서 ㉠ 지점과 같은 특징을
의 위치는 다음과 같이 되어야 한다.
20
30ùN 부근이므로, ㉠은 ㉡보다 위도가 높다.
ㄷ. 대기 대순환에 의한 상승 기류가 발달하는 위도대는 주로 적
도 저압대(㉢)와 한대 전선대(㉠) 부근으로, (나)를 보면 이러한 위
도대에서는 주로 (증발량-강수량)이 (-) 값을 나타낸다.
34
0
33.5
34.0
C
B
34.5
35.0
1.0
28
5
높다.
1.0
28
0
은 날씨가 많이 나타나는 중위도 (아열대) 고압대 해역(㉡)에서 더
A
55
1.02
10 1.0260
265
(ùC)
1.0
0
5
27
1.0
수온
서 표층 염분은 적도 저압대 해역(㉢)보다 고기압의 영향으로 맑
15
1.0
27
5
ㄴ. 표층 염분은 증발량이 강수량보다 많은 해역에서 높다. 따라
등밀도선(g/cmÜ`)
5
40
1.02 1.024
50
1.02
염분(psu)
35.5
1.0
29
0
보이는 곳은 60ùN 부근이고, ㉡ 지점과 같은 특징을 보이는 곳은
36.0
36.5
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따라서 염분이 가장 높은 해수는 수온 염분도에서 가장 오른쪽에
층 순환이 표층 순환으로 바뀌고 있는 곳이므로, A 해역에서는
위치한 C이다.
해수의 침강이, B 해역에서는 해수의 용승이 일어난다.
ㄴ. 염분은 B가 C보다 낮지만, 밀도는 B가 C보다 크다. 따라서
ㄴ. 빙하가 녹은 물이 흘러들어오면 염류의 양은 일정한 상태에서
B가 C보다 밀도가 큰 까닭은 염분보다 수온의 영향을 더 크게 받
물의 양이 증가하는 경우이므로, 같은 양의 해수 속에 들어 있는
기 때문이다.
염류의 양이 상대적으로 줄어들기 때문에 해수의 표층 염분은 낮
ㄷ. C는 수온 염분도에서 약 1.0275`g/cmÜ`의 등밀도선에 위치
아지게 된다.
하므로, C의 평균 밀도는 약 1.0275`g/cmÜ`이다.
ㄷ. (나)에서 표층 염분이 감소하는 추세이므로, 표층 해수의 밀도
가 대체로 감소하게 됨을 알 수 있다. 표층 해수의 밀도가 감소하
13 북대서양의 주요 표층 해류
빙산은 빙하에서 떨어져 나와 떠다니는 얼음덩어리로, 바다에 도
달한 빙하로부터 분리되면서 생긴다. 빙산은 주로 그린란드 서해
안을 따라 뻗어 있는 빙하가 분리되면서 만들어진다.
면 A 해역에서 해수의 침강이 약해지고, 그 결과 북대서양의 해
수 순환이 약해지게 된다.
16 남극 대륙 주변의 표층 해류
ㄱ. 빙산이 해수 위에 떠 있는 것으로 보아 해수보다 밀도가 작다
남극 순환 해류는 약 50ùS를 중심으로 하여 40ùS~65ùS의 범위
는 것을 알 수 있다. 일단 빙하가 바다에 도달하면 깨져서 빙산이
에서 편서풍의 영향으로 남극 대륙 주위를 서쪽에서 동쪽으로 흐
생성되는데, 그 까닭은 빙하가 해수보다 밀도가 작으므로 해안으
른다. 또한, 이 해류는 지구를 완전히 한 바퀴 도는 유일한 해류
로부터 멀리 떠다니면서 해류, 바람, 파도의 작용에 의해 깨지기
이다. 그 까닭은 남반구의 고위도에 해류를 가로막는 육지가 없기
때문이다.
때문이다.
ㄴ. (나)에서 그린란드 빙하로부터 생성된 빙산은 표층 해류를 따
ㄱ. (가)의 해류는 남극 순환 해류이다. 남극 순환 해류는 편서풍
라 이동하는데, 그린란드의 동쪽 해안보다 서쪽 해안의 해류를 따
의 영향으로 서쪽에서 동쪽으로 흐른다. 남극점 상공에서 내려다
라 이동하는 빙산이 더 많다. 따라서 대부분의 빙산은 ⓑ보다 ⓐ
보았을 때 (가)의 해류의 방향은 시계 방향이 된다.
지역의 빙하로부터 생성되었다.
ㄴ. A는 남극 대륙 주변의 웨델해이다. 웨델해에서는 밀도가 큰
ㄷ. 그린란드 서쪽 해안을 따라 뻗어 있는 빙하(ⓐ)에서 생성된 빙
해수가 만들어져 침강하는데, 겨울철에는 결빙이 일어나 해수의
산은 한류인 래브라도 해류를 따라 약 45ùN까지 이동한다.
염분이 높아지고, 해수의 밀도가 커진다. 따라서 A에서 해수의
침강은 남반구의 겨울철이 여름철보다 활발하다.
14 주요 심층 해수와 수온 염분도
심층 순환의 모습을 보면 심층 해수의 평균 밀도가 남극 저층수>
ㄷ. P 지점에서 측정한 월별 해수의 총수송량은 계절에 따라 뚜렷
한 차이를 보이지 않으나, 대체로 6월~8월(남반구 겨울철)이 12
월~2월(남반구 여름철)보다는 많다.
북대서양 심층수>남극 중층수임을 알 수 있다. 따라서 수온 염
분도에서 A는 남극 중층수, B는 북대서양 심층수, C는 남극 저
층수이다.
ㄱ. A, B, C 중 밀도가 가장 큰 수괴는 밀도 값이 가장 큰 등밀도
선에 위치한 C이다.
ㄴ. 그림 (가)와 (나)를 보면 남극 저층수는 북대서양 심층수보다
염분과 수온이 모두 낮다.
ㄷ. 해수의 심층 순환은 표층에서 해수의 수온이 낮아지거나 염분
이 높아지면 밀도가 커진 해수가 심해로 가라앉으면서 일어난다.
따라서 심층 순환을 형성하는 수괴의 밀도는 표층 해수의 밀도보
다 크다.
15 해수의 순환과 표층 염분
해수의 심층 순환은 수온과 염분 변화에 따른 해수의 밀도 차에
의해 일어나는 순환이다.
ㄱ. A 해역에서는 표층 순환이 심층 순환으로, B 해역에서는 심
정답과 해설
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정답과 해설
03 엘니뇨
07 대기와 해양의 상호 작용
평상시 열대 태평양을 따라 동쪽에서 서쪽으로 부는 무역풍으로
인해 동태평양 해역에서는 연안 용승이 활발하다. 따라서 표층 수
온은 열대 동태평양 해역보다 서태평양 해역이 더 높다. 또한 평
2점 수능 테스트
01 ③ 02 ③
08 ⑤ 09 ③
15 ③ 16 ③
본문 128~131쪽
03 ④ 04 ② 05 ①
10 ① 11 ⑤ 12 ③
06 ⑤
13 ②
07 ②
14 ②
상시에는 무역풍으로 인해 열대 서태평양에서 따뜻한 해수로부터
열과 수증기를 공급받은 공기가 상승하여 강수대가 형성되고, 엘
니뇨 시기에는 공기가 상승하는 지역과 강수대가 동쪽으로 이동
한다. (가)는 엘니뇨 시기의 대기 순환 모습이고, (나)는 평상시의
대기 순환 모습이다.
ㄱ. 무역풍의 세기는 엘니뇨 시기인 (가)가 평상시인 (나)보다 약
01 연안 용승
하다.
북반구의 서해안에서 지속적으로 북풍이 부는 경우 표층 해수는
ㄴ. 엘니뇨 시기에는 평상시보다 무역풍이 약해져 동태평양 해역
외해인 서쪽으로 이동하므로 연안을 따라 심층의 찬 해수가 올라
에서 용승이 약해지고, 서태평양의 따뜻한 해수가 동태평양으로
오는 용승이 일어난다. 용승이 일어나는 해역에서는 영양염이 풍
이동하여 동태평양의 따뜻한 해수층이 두꺼워진다. 따라서 동태
부해지므로 식물성 플랑크톤이 많아 좋은 어장이 형성된다.
평양에서 수온 약층이 시작되는 깊이는 엘니뇨 시기인 (가)가 평
ㄱ. 지속적으로 부는 바람에 의한 평균적인 표층 해수의 이동은
상시인 (나)보다 깊다.
북반구에서는 바람 방향에 대해서 오른쪽 90ù 방향으로, 남반구
ㄷ. 엘니뇨 시기에 동태평양에서는 기압이 낮아져 평상시보다 강
에서는 바람 방향에 대해서 왼쪽 90ù 방향으로 일어난다. 이 해역
수량이 많아진다.
에서는 지속적으로 부는 북풍에 의해 평균적인 표층 해수의 이동
이 외해인 서쪽으로 일어나므로, 이 해역은 북반구에 위치한다.
04 엘니뇨와 라니냐
ㄴ. 표층 해수가 외해인 서쪽으로 이동하므로 해수면의 높이는 외
열대 태평양에서 무역풍이 약해지는 시기에 동태평양 해역의 연
해인 A 해역이 B 해역보다 높다.
안 용승이 약화되어 표층 수온이 평년보다 높아지는 현상을 엘니
ㄷ. 표층 해수가 외해로 이동하여 연안의 해수면이 낮아지면 이를
뇨라 하고, 무역풍이 강해지는 시기에 동태평양 해역의 연안 용승
보충하기 위해 심층의 찬 해수가 올라오는 용승이 일어난다. 또한
이 강화되어 표층 수온이 평년보다 낮아지는 현상을 라니냐라고
심층의 찬 해수에는 영양염이 풍부하므로, 영양염은 용승이 일어
한다. (가)는 엘니뇨 시기, (나)는 라니냐 시기이다.
나는 B 해역이 A 해역보다 풍부하다.
ㄱ. 열대 태평양 해역에는 무역풍에 의해 형성된 해류인 남·북적
도 해류가 동쪽에서 서쪽으로 흐르고 있는데, 이 해류는 무역풍이
약한 엘니뇨 시기보다 무역풍이 강한 라니냐 시기에 더 강하다.
ㄴ. 페루 연안의 용승은 무역풍이 약한 엘니뇨 시기보다 무역풍이
02 저기압과 고기압에서의 용승과 침강
강한 라니냐 시기에 더 강하다.
북반구에서는 시계 방향으로 지속적으로 부는 고기압성 바람에
ㄷ. (다)에서 열대 태평양의 동태평양 적도 부근 해역의 해수면 높
의해 표층 해수가 수렴하여 고기압 중심부에서 침강이 일어나고,
이는 평년보다 높고, 서태평양 적도 부근 해역의 해수면 높이는
시계 반대 방향으로 지속적으로 부는 저기압성 바람에 의해 저기
평년보다 낮다. 이러한 해수면 높이는 동쪽에서 서쪽으로 부는 무
압 중심부에서 표층 해수가 발산하여 용승이 일어난다.
역풍이 약해졌을 때 나타나는 현상이다. 즉, (다)는 라니냐 시기보
ㄱ. (가)에서 바람은 시계 방향으로 불고 있으므로 고기압성 바람
다 엘니뇨 시기에 관측한 것이다.
이다.
ㄴ. (가)는 시계 방향으로 부는 바람 방향의 오른쪽 90ù 방향으로
05 엘니뇨 시기의 특징
표층 해수의 이동이 일어나므로 표층 해수가 수렴하여 침강이 일
동태평양에서 표층 수온이 평년보다 0.5`¾ 이상 높은 상태로
어나고, (나)는 시계 반대 방향으로 부는 바람 방향의 오른쪽 90ù
6개월 이상 지속되는 현상을 엘니뇨라고 한다. 또한 서태평양의
방향으로 표층 해수의 이동이 일어나므로 표층 해수가 발산하여
기압이 높아지면 동태평양의 기압이 낮아지고, 서태평양의 기압
용승이 일어난다.
이 낮아지면 동태평양의 기압이 높아지는 기압 분포의 시소 현상
ㄷ. (나)와 같은 해양에서는 용승이 일어난다. 용승이 일어나는 주
을 남방 진동이라고 한다.
변 해역은 서늘한 날씨가 나타난다.
ㄱ. 그림에서 표층 수온 편차가 (+) 값인 해역이 적도 부근의 동
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태평양 연안으로부터 적도 부근 태평양 중앙에 이르는 넓은 해역
08 빙하 코어 연구
에 걸쳐 분포하므로, 이 시기는 엘니뇨 시기이다.
빙하 얼음을 구성하는 산소 안정 동위 원소비(18O/16O)를 분석하
ㄴ. 엘니뇨 시기에는 평상시보다 동태평양의 표층 수온이 높은 것
여 과거의 기온을 알 수 있고, 과거 빙하 얼음 속에 포함된 공기
으로 보아 서태평양과 동태평양 해역에서 기압 차는 평상시보다
방울로 지구 대기에 포함된 기체의 농도를 알 수 있다.
작다는 것을 알 수 있다. 평상시에는 서태평양 해역(A 해역)에 저
ㄱ. 빙하는 오랫동안 눈이 쌓여서 만들어지기 때문에 눈과 공기가
기압이, 동태평양 해역(B 해역)에 고기압이 형성되고, 엘니뇨 시
뒤섞여 얼음이 된다. 그러므로 빙하 얼음 속 공기 성분은 빙하가
기에는 서태평양 해역에 고기압이, 동태평양 해역에 저기압이 형
만들어질 당시의 대기 성분을 나타낸다. 따라서 빙하 얼음 속 공
성된다.
기 성분을 분석하면 메테인, 이산화 탄소 등 지구 대기에 포함된
ㄷ. 엘니뇨 시기에는 평상시보다 무역풍이 약해지면서 해수면이
기체의 농도 변화를 알 수 있다.
높은 서태평양에서 중앙 태평양과 동태평양 연안으로 따뜻한 해
ㄴ. 빙하는 해마다 내린 눈이 겹겹이 쌓여서 만들어지기 때문에
수가 이동하여 A 해역의 따뜻한 해수층의 두께는 평상시보다 얇다.
06 엘니뇨와 라니냐
깊은 곳에 있는 얼음일수록 먼저 만들어졌을 것이다. 따라서 P 지
점보다 더 깊은 곳에 있는 Q 지점의 빙하 얼음이 먼저 만들어졌
을 것이다.
엘니뇨 시기에는 동·서 태평양에서 수온 약층이 나타나는 깊이의
ㄷ. 빙하 얼음에 나타나는 밝은 층과 어두운 층의 줄무늬는 빙하
차가 작고, 라니냐 시기에는 동·서 태평양에서 수온 약층이 나타
의 생성 정도가 시기에 따라 달랐음을 나타낸다. 따라서 ㉡은 계
나는 깊이의 차가 크다. 즉, 라니냐 시기에 수온 약층이 나타나는
절에 따라 주기적으로 나타난다.
깊이는 동태평양에서 얕고 서태평양에서 깊게 나타난다. (가)는
엘니뇨 시기, (나)는 라니냐 시기이다.
09 과거의 기후 해석
ㄱ. 라니냐 시기에는 무역풍이 강해지므로 남·북적도 해류의 세
지구의 과거 기후에 대한 정보는 지질 시대에 쌓인 퇴적물과 그
기가 엘니뇨 시기보다 세다.
속에 포함된 화석, 나무의 나이테, 빙하 코어 등을 통해 알 수 있
ㄴ. 라니냐 시기에는 동태평양에서 용승이 잘 일어나 표층 수온이
다. 특히 빙하 코어의 각 층의 얼음은 그 당시의 온도, 대규모 산
낮아져서 동·서 태평양의 표층 수온 차가 엘니뇨 시기보다 크다.
불과 화산 폭발, 대기 성분 변화 등에 대한 정보를 담고 있다.
ㄷ. 엘니뇨 시기에는 따뜻한 서태평양의 해수가 동태평양까지 이
ㄱ. 그래프를 보면 그린란드의 연평균 기온과 빙하 코어 속의 메
동해 오므로, 동·서 태평양에서 수온 약층이 나타나는 깊이 차가
테인의 농도 변화는 약간의 차이가 있는 구간이 있기는 하지만,
작다. 반면, 라니냐 시기에는 연안 용승에 의해 동태평양의 표층
전체적으로는 대체로 비슷한 경향을 보인다.
수온이 낮아지므로, 동·서 태평양에서 수온 약층이 나타나는 깊
ㄴ. ㉠은 현재보다 연평균 기온이 높은 시기이고, ㉡은 현재보다
이 차가 크다.
연평균 기온이 낮은 시기이다. 또한, 기온이 낮을수록 빙하 면적
07 기후 변화의 요인
이 커지므로 반사율도 커진다. 따라서 지표 반사율은 기온이 낮은
㉡ 시기가 기온이 높은 ㉠ 시기보다 크다.
기후 변화를 일으키는 요인은 크게 자연적 요인과 인위적 요인으
ㄷ. 대기 중 이산화 탄소 농도는 기온과 대체로 비례한다. 따라서
로 나눌 수 있고, 자연적 요인은 다시 지구 내적 요인과 지구 외적
대기 중 이산화 탄소 농도는 ㉠ 시기가 ㉡ 시기보다 높다.
요인으로 세분될 수 있다.
ㄱ. A는 지구 내적 요인의 예에 해당하므로, 수륙 분포의 변화,
10 지구 자전축의 기울기 변화
화산 활동, 지표면 상태의 변화 등이 있다. 도시화는 기후 변화의
지구의 자전축은 현재 약 23.5ù 기울어져 있고, 약 41000년을 주
인위적 요인의 예인 C에 해당한다.
기로 21.5ù~24.5ù 사이로 경사각이 변한다. 지구 자전축의 기울
ㄴ. B는 지구 외적 요인의 예에 해당하므로, 지구 자전축의 세차
기가 변하면 각 위도에서 받는 일사량이 변하므로 기후 변화가 생
운동, 지구 자전축의 기울기 변화, 지구 공전 궤도 이심률의 변화,
긴다. 다른 요인의 변화가 없다면 자전축 경사각이 커질수록 기온
태양 활동의 변화가 있다. 지구의 수륙 분포 변화는 지구 내적 요
의 연교차가 커진다. 즉, 중위도와 고위도 지방의 여름은 더 더워
인에 해당한다.
지고, 겨울은 더 추워져 기온의 연교차가 커진다.
ㄷ. C는 인위적 요인의 예에 해당하므로, 에어로졸 배출, 도시화,
ㄱ. ㉠은 현재보다 지구 자전축의 경사각이 작은 시기이고, ㉡은
사막화 등이 있다. 이 중에서 산업 활동이나 화석 연료 사용 과정
현재보다 지구 자전축의 경사각이 큰 시기이다. 북반구 중위도에
에서 대기로 배출된 에어로졸은 지표면에 도달하는 태양 복사 에
서 지구 자전축의 경사각이 작은 시기는 지구 자전축의 경사각이
너지를 감소시켜 지구의 기온을 낮추는 역할을 한다.
큰 시기보다 겨울철 한낮의 태양의 최대 고도가 높다. 따라서 우
정답과 해설
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37
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정답과 해설
리나라 겨울철 한낮의 태양의 최대 고도는 ㉡ 시기보다 ㉠ 시기에
ㄷ. 지구의 기온이 높으면 대륙 빙하의 면적이 감소하고, 해수면
높다.
의 높이는 높아진다. 반대로 지구의 기온이 낮으면 대륙 빙하의
ㄴ. 남반구 중위도에서 지구 자전축의 경사각이 작은 시기는 지구
면적이 증가하고 해수면의 높이는 낮아진다. 따라서 1920년은
자전축의 경사각이 큰 시기보다 여름철 태양의 남중 고도는 낮고,
2000년보다 기온이 낮고, 해수면의 높이가 낮으므로 대륙 빙하의
겨울철 태양의 남중 고도는 높다. 따라서 ㉠ 시기는 ㉡ 시기보다
면적은 넓었을 것이다.
남반구 중위도 지역의 여름철 기온은 낮고, 겨울철 기온은 높아서
기온의 연교차는 작다.
13 지구의 열수지
ㄷ. 지구 자전축의 기울기가 변하면 각 위도에서 받는 일사량이
지구는 복사 평형을 이루고 있다. 지구 전체에서 에너지 흡수량
변하여 기후 변화가 생기지만, 지구 공전 궤도가 변하지 않았으므
(70 단위)과 방출량(70 단위)은 같고, 대기에서 에너지 흡수량
로 7월 한 달 동안 지구에 도달하는 총 태양 복사 에너지양은 변
(154 단위)과 방출량(154 단위)은 같으며, 지표면에서 에너지 흡
하지 않는다.
수량(133 단위)과 방출량(133 단위)은 같다.
11 세차 운동
ㄱ. ㉠, ㉡, ㉢은 모두 지표면에서 흡수하고 방출하는 에너지양
이다. ㉠은 태양 복사 에너지로부터 지표면에 흡수되는 에너지양
지구의 자전축은 약 26000년을 주기로 회전하는데, 이를 세차 운
으로 45 단위(70-25=45)이고, ㉡은 지표면에서 대기 또는 우
동이라고 한다. 세차 운동에 의해 지구의 자전축은 약 13000년마
주 공간으로 방출되는 에너지양으로 133 단위(129+4=133)이
다 경사 방향이 반대가 되어 여름과 겨울이 나타나는 공전 궤도
며, ㉢은 대기로부터 지표면에 흡수되는 에너지양으로 88 단위
상의 위치도 반대가 되므로 기후 변화가 일어난다.
(154-66=88)이다. 따라서 지표면에서 흡수하는 에너지양(㉠
ㄱ. 현재 남반구는 근일점에서 여름이고, 원일점에서 겨울이다.
+㉢)과 방출하는 에너지양(㉡)은 같다.
따라서 위도 30ùS 지역의 평균 일사량은 원일점보다 근일점에서
ㄴ. 빙하 면적이 감소하면 지구의 반사율이 감소하여 지표면이 흡
많다.
수하는 태양 복사 에너지양(㉠)이 증가한다.
ㄴ. 약 6500년 전 지구 자전축의 세차 운동에 의해 지구가 근일점
ㄷ. 대기는 지표가 방출하는 에너지를 흡수한 후 그중 일부를 지
에 있을 때 태양은 적도 부근을 비추고 있으며, 세차 운동은 시계
표로 재복사(㉢)하여 온실 효과를 일으킨다. 지구에 대기가 없다
방향이므로 북반구는 근일점에서 가을철(남반구는 봄철)이다.
면 온실 효과가 일어나지 않아 지구 표면에서의 ㉡은 현재보다 작
ㄷ. 현재 우리나라는 근일점에서 겨울, 원일점에서 여름이다. 약
을 것이다.
13000년 후에 지구 자전축의 경사 방향이 현재와 반대가 되므로,
우리나라는 근일점에서 여름, 원일점에서 겨울이 된다. 따라서 약
13000년 후 우리나라에서 기온의 연교차는 현재보다 커진다.
14 대기 중 이산화 탄소 농도 변화
대기 중 이산화 탄소의 농도가 꾸준히 증가하고 있는 추세이며,
이로 인해 온실 효과가 커져 지구의 평균 기온이 점점 높아지고
12 기온 모델 적용 결과와 실제 기온 변화
있다.
지구의 기온은 기후 변화를 일으키는 지구 내적 요인 중 자연적
ㄱ. 온실 효과를 일으키는 이산화 탄소의 농도가 (가) 기간보다
요인뿐만 아니라 인위적 요인을 함께 고려하였을 때 높아진다. 산
(나) 기간에 높으므로, 지구의 평균 기온은 (가) 기간보다 (나) 기
업혁명 이후 산림이 파괴되고, 화석 연료의 사용이 급격히 증가
간에 높았을 것이다.
하여 온실 기체가 대량으로 방출되면서 지구 온난화가 일어난 것
ㄴ. 화석 연료 소비량이 증가함에 따라 대기 중의 이산화 탄소 농
이다.
도가 증가하게 된 기간은 산업혁명 이후인 (나)이다.
ㄱ. 기온 모델을 적용한 기온 변화는 지구 내적 요인 중 자연적 요
ㄷ. 지구의 기온이 상승하면 고위도 지방에 분포하는 빙하의 면적
인뿐만 아니라 인위적 요인을 함께 고려했을 때 실제 기온 변화와
이 감소하여 지표면의 반사율이 감소한다. 따라서 지표면이 흡수
잘 일치한다. 따라서 ㉠은 지구 내적 요인 중 자연적 요인과 인위
하는 태양 복사 에너지양은 증가할 것이다.
적 요인을 모두 고려한 경우이고, ㉡은 지구 내적 요인 중 자연적
요인만을 고려한 경우이다.
15 북극 대륙 빙하 면적의 변화
ㄴ. ㉠(지구 내적 요인 중 자연적 요인+인위적 요인)과 ㉡(지구
지구 온난화의 영향으로 북극 대륙 빙하 면적이 감소하는 추세이
내적 요인 중 자연적 요인)의 차가 1960년 이전보다 1960년 이후
다. 북극 대륙 빙하 면적이 감소하면 해수면 상승, 지구 반사율 감
에 더 크므로, 인위적 요인에 의한 지구 온난화는 1960년 이전보
소, 해안 도시의 침수 등 지구 환경에 여러 가지 문제가 발생한다.
다 이후에 더 크다.
ㄱ. 그린란드 빙하가 녹아 해양으로 흘러 들어가면 해수면의 높이
38
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를 상승시킨다.
ㄴ. (나)의 기온 편차 그래프를 보면 2000년 이후에 기온 상승 폭
은 북극이 지구 전체 평균보다 높다.
ㄷ. 극지방에서 기온이 낮을수록 빙하의 면적은 넓고, 빙하의 면
적이 넓을수록 반사율이 높다. 따라서 북극 지방에서 반사율은 평
3점 수능 테스트
01 ② 02 ③
08 ① 09 ⑤
15 ④ 16 ⑤
본문 132~139쪽
03 ④ 04 ⑤ 05 ④
10 ① 11 ③ 12 ③
06 ③
13 ②
07 ①
14 ②
균 기온이 낮은 1900년이 평균 기온이 높은 2000년보다 높았을
것이다.
01 연안 용승과 침강
16 우리나라 연안의 해수면 높이 변화
해안선과 나란하게 바람이 지속적으로 불어 표층 해수가 해안으
지난 30년 동안 지구 온난화의 영향으로 우리나라 연안의 해수면
높이가 상승하였다.
ㄱ. 우리나라 연안 관측소 중에서 평균 해수면은 제주 부근 해역
에서 가장 많이 상승하였다.
ㄴ. 그림 (나)를 보면 우리나라에서 평균 해수면 높이는 30년 동
안 7`cm 정도, 즉 2.3`mm/년 정도로 상승하였다.
ㄷ. 평균 기온이 높아지면 평균 수온이 높아져 해수면 높이가 높
아진다. 그림 (나)에서 평균 해수면의 높이가 A 기간보다 B 기간
에 높으므로, 우리나라의 평균 기온도 A 기간보다 B 기간에 높
았을 것이다.
로 이동하면 침강이 일어나고, 반대로 표층 해수가 외해로 이동하
면 연안을 따라 심층에서 찬 해수가 올라오는 용승이 일어난다.
ㄱ. (가)에서 표층 해수는 바람 방향에 대해서 왼쪽 직각 방향으로
이동하므로, (가)는 남반구에 있는 지역이다.
ㄴ. 기체의 용해도는 수온이 낮을수록 커지므로, (나)에서 표층 해
수의 용존 산소량은 수온이 높은 외해보다 수온이 낮은 연안에서
많다.
ㄷ. (나)와 같이 대륙의 연안에서 바람에 의해 표층 해수가 연안에
서 외해 쪽으로 이동하는 경우에 해수면의 높이는 연안보다 외해
쪽이 높아진다. 이때 연안의 낮아진 해수면을 채우기 위해 심층에
서 찬 해수가 올라오는 연안 용승이 일어난다.
02 연안 용승
해수의 연직 이동에서 심층의 찬 해수가 표층으로 올라오는 현상
을 용승이라고 한다. 용승은 상승 속도가 매우 느리기 때문에 실
제 흐름을 관측하기는 어렵고, 심층에서 찬 해수가 올라오면 표층
해수의 온도가 주변 해수의 온도와 달라지므로 수온 분석을 통해
용승이 일어났음을 알 수 있다.
ㄱ. A와 C 시기에는 표층 해수(수심 0.7`m 깊이의 해수)의 온도
는 약 14~16`¾이고, 깊이가 깊어질수록 수온이 낮아져 수심
25.6`m에서 해수의 온도는 약 8~9`¾이다. 그러나 B 시기에는
깊이가 깊어질수록 수온 변화가 매우 작고, B 시기의 시작과 끝
무렵의 일부 시기를 제외하면, 표층에서 수심 25.6`m까지 해수의
온도는 약 8~10`¾ 사이에 분포하며 A와 C 시기와 비교해서 찬
해수가 분포하는 것으로 보아 용승이 발생했음을 알 수 있다.
ㄴ. B 시기에 북반구 대륙의 남북 방향으로 위치한 해안의 서쪽
연안에서 용승이 발생하였으므로 바람은 주로 북풍 계열의 바람
이 불었을 것이다.
ㄷ. 깊이에 따른 수온 변화는 평균적으로 용승이 일어난 시기인 B
시기에 가장 작다.
03 적도 용승
적도 부근 해역에서는 무역풍의 영향으로 적도를 중심으로 표층
해수가 북반구는 북서쪽으로, 남반구는 남서쪽으로 이동하기 때
정답과 해설
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정답과 해설
문에 이를 채우기 위해 적도 부근에서 용승이 일어난다. 이처럼 적도
(나)는 평상시이다.
부근에서 무역풍 때문에 발생하는 용승을 적도 용승이라고 한다.
ㄱ. 엘니뇨 시기에는 동태평양 적도 부근 해역의 표층 수온이 높
ㄱ. 적도 부근의 해역에는 대기 대순환에 의해 북반구에서는 북동
아지므로, 엘니뇨가 발생한 시기는 (가)이다.
무역풍이, 남반구에서는 남동 무역풍이 불고 있다.
ㄴ. A 해역에서 무역풍의 세기는 엘니뇨 시기인 (가)보다 평상시
ㄴ. 적도 부근 해역에서 북반구는 표층 해수가 북동 무역풍의 오
인 (나) 시기에 더 강하다.
른쪽 직각 방향인 북서쪽으로, 남반구는 표층 해수가 남동 무역풍
ㄷ. 동태평양 적도 부근 해역인 A에서 강수량은 표층 수온이 높
의 왼쪽 직각 방향인 남서쪽으로 이동한다.
아 상승 기류가 나타나는 엘니뇨 시기에 더 많다.
ㄷ. 그림을 보면 적도 부근 해역에서 용승은 하루에 최대 50`cm
정도 일어난다.
04 남방 진동
07 과거의 기후 변화
대기 중 이산화 탄소 농도가 높으면 지구의 평균 기온이 상승하
고, 빙하 코어 속의 산소 안정 동위 원소비(18O/16O)는 높아지며,
엘니뇨와 라니냐 현상의 발생과 함께 나타나는 열대 태평양의 기
해양 생물 속의 산소 안정 동위 원소비는 낮아진다.
압 분포 변화를 남방 진동이라고 한다.
ㄱ. 빙하 코어 속의 산소 안정 동위 원소비 (가)와 해양 퇴적물 속
ㄱ. 다윈에서 기압 편차가 (+)일 때, 타히티에서 기압 편차는
생물 화석의 산소 안정 동위 원소비 (다)의 변화 경향은 반대이다.
(-) 값이다. 즉, 두 지역의 기압 변화 경향은 반대이다.
ㄴ. 산소 안정 동위 원소비가 빙하 코어 속에서는 낮고 해양 생물
ㄴ. A 시기에 타히티에서는 기압 편차가 (+)인 것으로 보아 평
화석에서는 높은 A 시기는 B 시기에 비해 지구의 평균 기온이 낮
상시보다 기압이 높고, 다윈에서는 기압 편차가 (-)인 것으로 보
았다. 지구의 평균 기온이 높을수록 평균 해수면은 높게 나타나므
아 평상시보다 기압이 낮으므로 라니냐 시기이다. 이 시기에 페루
로, 평균 해수면은 A 시기가 B 시기보다 낮았다.
연안에서는 용승 현상이 평상시보다 강하게 나타난다.
ㄷ. 평균 기온은 A 시기가 B 시기보다 낮았다. 따라서 해수에서
ㄷ. A 시기에 동태평양 해역에서는 연안 용승이 강해지면서 평상
증발하는 수증기의 양은 A 시기가 B 시기보다 적었다.
시보다 찬 해수의 분포가 확장된다. 따라서 A 시기에 열대 태평양
동쪽 해역의 표층 수온은 평상시보다 낮았다.
05 엘니뇨와 라니냐
08 기후 변화의 자연적 요인
기후 변화의 자연적 요인에는 지구 외적 요인과 지구 내적 요인이
있다. 태양 활동의 변화는 지구 외적 요인에 해당하고, 화산 폭발
서태평양 적도 부근은 엘니뇨 시기에는 기압이 높아져 평상시보
은 지구 내적 요인에 해당한다.
다 강수량이 적어 건조하고, 라니냐 시기에는 기압이 낮아져 평상
ㄱ. (가)에서 지구에 도달하는 태양 복사 에너지양은 태양 활동이
시보다 강수량이 많아 다습하다. 동태평양 적도 부근에서의 날씨
활발할수록 많다. 따라서 지구에 도달하는 태양 복사 에너지양은
는 엘니뇨 시기에는 고온 다습하고, 라니냐 시기에는 한랭 건조하
흑점 수가 적은 A 시기가 흑점 수가 많은 B 시기보다 적다.
다. (가)는 엘니뇨 시기이고, (나)는 라니냐 시기이다.
ㄴ. 화산이 폭발할 때 분출된 화산재 등이 성층권에 퍼지면 태양
ㄱ. 엘니뇨 시기에는 평상시에 서태평양 적도 부근의 해역에 있던
빛의 산란이 많이 일어나 지구의 반사율이 커지므로 지구의 평균
강수대가 동쪽으로 이동하여 동태평양 적도 부근의 해역(A 해역)
기온이 하강한다. (나)에서 지구의 반사율은 평균 기온이 높은 ㉠
은 평상시보다 고온 다습하다.
보다 평균 기온이 낮은 ㉡일 때 높다.
ㄴ. 남동 무역풍은 엘니뇨 시기보다 라니냐 시기에 강하다. 따라
ㄷ. (가)는 지구 기후를 변화시키는 외적 요인에 해당하고, (나)는
서 적도 부근의 해역에서 남동 무역풍에 의해 동쪽에서 서쪽으로
지구 기후를 변화시키는 내적 요인에 해당한다.
흐르고 있는 남적도 해류는 엘니뇨 시기보다 라니냐 시기에 더 강
하다.
ㄷ. A 해역에서는 엘니뇨 시기에 평상시보다 기압이 낮고, 라니냐
09 기후 변화의 지구 외적 요인
지구 자전축의 경사 방향이 달라지는 세차 운동의 영향으로 계절
시기에 평상시보다 기압이 높으므로, 기압 편차(관측 기압-평상
이 달라지고, 지구의 공전 궤도 이심률의 변화로 계절에 따라 지
시 기압)가 양(+)의 값을 갖는 시기는 라니냐 시기인 (나)이다.
구에 도달하는 태양 복사 에너지양이 달라진다.
06 엘니뇨
ㄱ. 우리나라에서는 현재 근일점(A)에서 겨울철이고, 13000년
후 세차 운동에 의해 지구 자전축의 방향이 반대로 변하면 근일점
평상시에 비해 엘니뇨 시기에는 동태평양 적도 부근 해역에 상
(B)에서 여름철이 된다. 따라서 우리나라에서 한낮의 태양의 최
승 기류가 나타나서 강수량이 증가한다. (가)는 엘니뇨 시기이고,
대 고도는 A가 B보다 낮다.
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ㄴ. 자전축 경사 방향과 이심률이 (가) → (나)로 바뀌면 우리나라
실 기체가 지표면에서 방출되는 복사 에너지를 흡수하여 적외선
의 여름철 기온이 상승하고 겨울철 기온이 하강한다. 즉, 우리나
형태로 대기에서 지표로 재복사하는 에너지도 증가한다. 따라서
라에서 기온의 연교차는 (가)가 (나)보다 작다.
대기에서 흡수되는 지표면의 복사 에너지양은 온실 기체의 농도
ㄷ. (나)와 같이 13000년 후 세차 운동에 의해 지구의 자전축 방
가 낮은 1950년보다 온실 기체의 농도가 높은 2000년에 더 많았
향이 바뀌면 지구가 B에 위치할 때 남반구는 겨울철(북반구는 여
을 것이다.
름철)이 된다. 따라서 지구가 C에 위치할 때 남반구는 가을철(북
ㄴ. (나)에서 1986년~2005년의 평균 기온을 기준으로 1900년
반구는 봄철)이다.
~1909년의 평균 기온의 기온 편차는 (-) 값을 가진다. 따라서
1986년~2005년의 평균 기온은 1900년~1909년의 평균 기온
10 기후 변화의 지구 외적 요인
지구 공전 궤도의 이심률이 현재보다 작아지면 근일점 거리는 현
보다 높다.
ㄷ. 지구의 기온이 낮은 시기에는 대륙 빙하의 면적이 증가한다.
재보다 멀어지고, 원일점 거리는 현재보다 가까워진다. 지구 자전
따라서 극지방의 빙하 면적은 1900년보다 기온이 높은 2000년에
축의 경사각이 현재보다 작아지면 남반구와 북반구 모두 여름철
더 좁았을 것이다.
태양의 남중 고도는 낮아지고, 겨울철 태양의 남중 고도는 높아
진다.
12 지구의 열수지
ㄱ. 1년 동안 지구 전체에 도달하는 태양 복사 에너지양은 지구
지구의 반사율에 해당하는 값은 A+B이고, 온실 기체가 증가하
자전축의 경사각의 크기와는 관계없고, 지구와 태양 사이의 거리
면 지구 대기의 흡수량(D)과 지구 대기에서 지표면으로 방출하여
에 의해서만 달라진다. 따라서 근일점과 원일점에서의 1년 동안
지표면에서 흡수되는 에너지(E)가 증가한다.
지구에 도달하는 태양 복사 에너지양의 차는 지구 공전 궤도의 이
ㄱ. 대규모의 화산재가 분출되면 태양 복사 에너지를 반사하는
심률이 가장 큰 ㉢ 시기에 가장 크다.
(A+B)의 총량은 증가한다.
ㄴ. ㉠ 시기는 현재보다 지구 공전 궤도 이심률과 지구 자전축의
ㄴ. C는 25(100=45+C+(A+B), A+B=30)이고, E는
경사각이 모두 작다. 지구 공전 궤도의 이심률이 작아지면 현재
88(133=45+E)이다. 즉, C<E이다.
보다 남반구 중위도 지역의 여름철(근일점)에 지구와 태양 사이의
ㄷ. 온실 기체가 증가하면 지구 대기가 흡수하는 에너지(D)와 대기
거리가 멀어지므로, 기온은 현재보다 낮아진다. 또한 지구 자전축
에서 지표로 재방출되어 지표가 흡수하는 에너지(E)가 증가한다.
의 경사각이 작아지면 현재보다 남반구 중위도의 여름철 태양의
남중 고도가 낮아져서 여름철 기온은 낮아진다. 따라서 ㉠ 시기에
13 지구의 복사 평형
남반구 중위도 지역의 여름철 기온은 현재보다 낮다.
대기가 없을 때인 (가)는 표면 온도의 일교차가 크고, 대기가 있을
ㄷ. ㉡ 시기는 ㉢ 시기보다 지구 공전 궤도 이심률은 작고, 지구
때인 (나)는 표면 온도의 일교차가 작다.
자전축의 경사각은 크다. 지구 공전 궤도 이심률이 작아지면 우리
ㄱ. 지표면의 평균 온도는 대기가 없을 때보다 대기가 있을 때 높
나라의 겨울철(근일점)에 지구와 태양 사이의 거리가 현재보다 멀
다. 이는 대기가 없을 때 지표면은 태양 복사 에너지만 흡수하지
어지므로 기온이 현재보다 낮아지고, 여름철(원일점)에 지구와 태
만, 대기가 있을 때 지표면은 태양 복사 에너지와 대기에서 재복
양 사이의 거리가 현재보다 가까워지므로 기온이 현재보다 높아
사되는 에너지를 흡수하기 때문이다.
져서 기온의 연교차는 커진다. 지구 자전축의 경사각이 커지면 현
ㄴ. 표면 온도의 일교차는 대기가 없는 경우인 (가)가 대기가 있는
재보다 우리나라의 여름철 태양의 남중 고도가 높아져서 현재보
경우인 (나)보다 크다.
다 기온이 상승하고, 현재보다 겨울철 태양의 남중 고도가 낮아져
ㄷ. A는 태양 복사 에너지 중 지표면에서 흡수되는 에너지이고,
서 현재보다 기온이 하강하므로 기온의 연교차가 커진다. 따라서
B는 지표에서 대기로 방출되는 에너지이므로, A는 주로 가시광
우리나라 기온의 연교차는 ㉢보다 ㉡ 시기에 크다.
선 영역이고 B는 주로 적외선 영역이다. 따라서 A는 B보다 복사
에너지의 평균 파장이 짧다.
11 지구의 기온 변화
대기 중 온실 기체의 농도가 증가할수록 지구의 기온이 높아졌다.
14 산악 빙하의 두께 변화
최근으로 올수록 지구의 기온이 상승하는 정도가 더욱 증가하고
히말라야 고산 지대를 덮고 있는 산악 빙하가 2000년 이후(B 시
있으며, 이러한 경향이 지속될 경우 대륙 빙하의 면적은 더욱 빠
기)에 2000년 이전(A 시기)보다 빠르게 녹아내려 빙하의 두께가
르게 줄어들 것이다.
감소하고 있다.
ㄱ. 대기 중에 이산화 탄소, 메테인 등의 온실 기체가 많아지면 온
ㄱ. 그래프를 보면 A 시기의 평균 빙하 두께 감소량이 B 시기의
정답과 해설
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정답과 해설
평균 빙하 두께 감소량보다 작다. 따라서
빙하의 녹는 양
의 평균
빙하의 생성량
적인 값은 B 시기보다 A 시기에 작다.
08 별의 특성
ㄴ. B 시기에 고도 6000`m에서 평균 빙하 두께 감소량은 약
0.2`m/년이고, 5000`m에서 평균 빙하 두께 감소량은 약
0.8`m/년이므로 두 고도에서의 평균 빙하 두께 감소량 차는 약
0.6`m/년이다.
ㄷ. 빙하 지역의 평균 기온이 상승하면 빙하의 해빙 속도가 증가
하여 빙하의 두께가 감소한다. 그래프에서 평균 빙하 두께 감소량
이 A 시기보다 B 시기에 큰 것으로 보아 이 지역의 평균 기온은
2점 수능 테스트
01 ③
08 ②
15 ③
22 ③
02 ②
09 ①
16 ③
23 ⑤
본문 154~159쪽
03 ③ 04 ④ 05 ⑤
10 ⑤ 11 ⑤ 12 ③
17 ② 18 ③ 19 ③
24 ④
06 ④
13 ⑤
20 ④
07 ①
14 ①
21 ①
A 시기보다 B 시기에 높았을 것이다.
15 한반도 주변 해역의 수온 변화
01 플랑크 곡선
최근 기후 변화로 인해 한반도 기온이 상승하면서 한반도 주변 해
흑체가 복사하는 파장에 따른 복사 에너지의 세기를 나타낸 곡선
역에서 고수온 현상이 더 빈번히 나타나고 있다.
을 플랑크 곡선이라고 한다.
ㄱ. 황해에는 북상하는 난류(황해 난류)는 있으나 남하하는 한류
ㄱ. 슈테판·볼츠만 법칙에 의하면 흑체가 단위 면적당 단위 시간
가 없어서 조경 수역이 형성되지 않는다. 우리나라 주변 해역에서
에 방출하는 복사 에너지양은 표면 온도의 4제곱에 비례하므로,
조경 수역은 동해에서 형성된다.
표면 온도가 높은 별일수록 단위 면적당 단위 시간에 방출하는 복
ㄴ. (나)에서 이날 우리나라 주변에서 해당 일의 수온 편차(측정
사 에너지의 양이 많다. 그림에서 별이 단위 면적당 단위 시간에 방
값-30년간 평균값)가 가장 큰 해역이 동해이므로, 30년간 평균
출하는 복사 에너지의 양은 각각의 곡선 아래의 면적에 해당한다.
에 비해 수온이 가장 많이 상승한 해역은 동해이다.
ㄴ. 빈의 변위 법칙에 의하면 흑체가 최대 복사 에너지를 방출하
ㄷ. 지구 온난화가 진행되면 표층 해수의 평균 수온이 높아진다.
는 파장은 표면 온도가 낮을수록 길다. 그림에서 각 곡선의 꼭짓
수온이 높아지면 해수는 밀도가 낮아지고 부피가 팽창하므로 평
점에 해당하는 파장이 별에서 최대 복사 에너지를 방출하는 파장
균 해수면이 높아지는 경향을 보일 것이다.
에 해당하며, 이는 별의 표면 온도가 낮을수록 길어진다.
ㄷ. 표면 온도가 높은 별일수록 짧은 파장의 빛을 많이 방출하게
16 한반도의 기후 변화 경향
최근 100년간 우리나라에서는 지속적으로 기온이 상승하였고, 강
된다. 따라서 표면 온도가 높은 별일수록 파장이 긴 붉은색보다
파장이 짧은 파란색 빛을 더 많이 방출한다.
수량도 대체로 증가하였다. 지구의 평균 기온은 최근 100년간 약
0.85`¾ 상승하였으며, 우리나라는 이보다 약 2배 크게 상승하였다.
ㄱ. (가)의 그래프를 보면 우리나라 주요 도시의 기온은 상승하는 추
세이다.
ㄴ. 우리나라의 기후는 점차 평균 기온과 강수량이 상승하여 고온
다습한 아열대 기후로 변해가고 있으며 주요 작물의 재배지가 북
상하고, 바다에서 잡히는 주요 어종이 바뀌는 등 다양한 변화가
일어나고 있다.
ㄷ. 최근 100년간 우리나라에서는 지속적으로 기온이 상승하였
고, 강수량도 대체로 증가하였다. 즉, 우리나라 기후는 점차 고온
다습한 아열대 기후로 변해가고 있다.
02 플랑크 곡선
(가)가 (나)보다 최대 복사 에너지를 방출하는 파장이 짧으므로,
별의 표면 온도는 (가)가 (나)보다 높다.
ㄱ. (가)는 B 필터를 통과하는 파장 영역의 빛의 양보다 V 필터
를 통과하는 파장 영역의 빛의 양이 적으므로, V 필터보다 B 필
터로 관측한 별빛이 더 밝다. 즉, B 등급이 V 등급보다 작고, (B
등급-V 등급)은 (-) 값을 나타낸다. 반면 (나)는 B 필터를 통
과하는 파장 영역의 빛의 양보다 V 필터를 통과하는 파장 영역
의 빛의 양이 많으므로 B 등급이 V 등급보다 크고, (B 등급-V
등급)은 (+) 값을 나타낸다. 따라서 (B 등급-V 등급)은 (가)가
(나)보다 작다.
ㄴ. 별에서 단위 시간당 방출되는 총 복사 에너지의 양은 별의 표
면적과 별이 단위 시간 동안 단위 면적에서 내보내는 복사 에너
지양을 곱하여 얻을 수 있다. 두 별의 반지름이 같으므로 표면적
이 같고, 별이 단위 시간 동안 단위 면적에서 내보내는 복사 에너
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지양은 표면 온도의 4제곱에 비례하므로 표면 온도가 높은 (가)가
ㄱ. 별의 표면 온도는 B가 A의 2배이다. 최대 복사 에너지를 방출
(나)보다 단위 시간당 방출하는 총 복사 에너지양이 많다.
하는 파장은 표면 온도에 반비례하므로 B가 A의 ;2!;배이다.
ㄷ. 광도 계급이 Ⅴ인 별은 주계열성이다. 주계열성은 표면 온도
가 높을수록 반지름이 크다. (가)는 (나)보다 표면 온도가 높음에
도 불구하고 두 별의 반지름이 같으므로, (가)와 (나)의 광도 계급
이 둘 다 Ⅴ라고는 볼 수 없다.
ㄴ. 단위 면적당 단위 시간에 방출하는 복사 에너지의 양은 표면
온도의 4제곱에 비례하므로 B가 A의 2Ý`배, 즉 16배이다.
ㄷ. 별의 반지름의 제곱(RÛ` )은 광도(L)에 비례하고, 표면 온도의
4제곱(TÝ`)에 반비례한다{RÛ`¥
03 별의 분광형과 스펙트럼
(가)의 스펙트럼에는 HⅠ의 흡수선이 가장 강하게 나타나므로 분
광형 ㉠은 A형에 해당하고, (나)에는 CaⅡ 흡수선이 가장 강하게
나타나므로 ㉡은 K형에 해당한다.
ㄱ. 원소 기호 뒤에 로마자 Ⅰ이 붙으면 중성 원자를, Ⅱ, Ⅲ 등이
붙으면 이온을 나타낸다. (가)의 스펙트럼에서는 헬륨 이온의 흡
수선인 HeⅡ가 거의 나타나지 않는다.
ㄴ. (나)는 분광형이 K형이므로 주황색 별이다. 흰색 별은 분광형
이 A형인 (가)이다.
L
}. A의 광도가 B의 100배이
TÝ`
{;2!;}4`
고, 표면 온도가 ;2!;배이므로, A의 반지름은 B의
100
배이다.
배=40
07 주계열성의 특징
그림에서 A 값이 커질수록 B 값이 커지므로 A와 B에는 비례 관
계에 있는 두 물리량이 해당된다. 주계열성은 질량이 큰 별일수록
반지름과 광도가 크고, 표면 온도가 높으며, 진화 속도가 빠르고,
ㄷ. 표면 온도는 분광형이 A형인 (가)가 K형인 (나)보다 높다.
절대 등급과 색지수가 작으며, 주계열에 머무는 시간이 짧다.
04 분광형과 광도 계급
② 주계열성은 광도가 큰 별일수록 질량이 크다. 질량이 큰 별들
광도 계급이 Ⅰ은 초거성, Ⅲ은 거성, Ⅴ는 주계열성이다.
나므로 주계열에 머무는 시간이 짧다.
ㄱ. 표면 온도는 분광형이 B3형인 아케르나르가 가장 높고, K2
① 주계열성은 질량이 큰 별일수록 광도가 크다.
은 중심 온도가 높아 수소 핵융합 반응이 매우 빠른 속도로 일어
③ 주계열성은 표면 온도가 높은 별일수록 광도가 크고 절대 등
형인 아르크투루스가 가장 낮다.
급이 작다.
ㄴ. 데네브는 광도 계급이 Ⅰa이므로 밝은 초거성에 해당한다.
④ 주계열성은 진화 속도가 빠른 별일수록 표면 온도가 높고, 최
ㄷ. 아케르나르와 베가는 광도 계급이 Ⅴ이므로 주계열성이다. 주
대 복사 에너지를 방출하는 파장이 짧다.
계열성은 표면 온도가 낮을수록 절대 등급이 크므로, 표면 온도가
⑤ 주계열성은 색지수가 큰 별일수록 표면 온도가 낮으므로 단위
더 낮은 베가가 아케르나르보다 절대 등급이 크다.
면적당 단위 시간에 방출하는 총 에너지양이 적다.
05 별의 물리량
08 H－R도와 별의 종류
별의 밝기는 거리의 제곱에 반비례한다. 두 별의 광도가 같을 때,
(가)는 백색 왜성, (나)는 주계열성, (다)는 거성, (라)는 초거성에
거리가 먼 별일수록 겉보기 등급이 크다.
해당한다.
ㄱ. 별에서 최대 복사 에너지를 방출하는 파장은 표면 온도가 높
ㄱ. 평균 반지름은 초거성이 가장 크다. H－R도에서 오른쪽 위로
을수록 짧다. 분광형이 A0형인 (가)가 G2형인 (나)보다 표면 온
갈수록 반지름이 큰 별이 분포한다.
도가 높으므로 최대 복사 에너지를 방출하는 파장은 (가)가 (나)보
ㄴ. (나)의 별, 즉 주계열성은 질량이 클수록 광도가 크다.
다 짧다.
ㄷ. 광도 계급은 초거성인 (라)가 Ⅰ, 거성인 (다)가 Ⅲ, 주계열성
ㄴ. (가)는 (나)보다 광도가 작고, 먼 곳에 있으므로 어둡게 보인
인 (나)가 Ⅴ, 백색 왜성인 (가)가 Ⅶ이다. 따라서 광도 계급의 숫
다. 즉, (가)는 (나)보다 겉보기 등급이 크다.
자는 (가)가 가장 크다.
ㄷ. 광도는 표면 온도의 4제곱과 반지름의 제곱에 비례한다. (가)
는 (나)보다 표면 온도가 높지만, 광도는 (가)가 (나)보다 작다. 이
는 별의 반지름이 (가)가 (나)보다 작기 때문이다.
06 별의 표면 온도와 광도
별의 광도는 별의 반지름의 제곱과 표면 온도의 4제곱에 비례한다.
09 수소 핵융합 반응
수소 핵융합 반응에서는 4개의 수소 원자핵이 융합하여 1개의 헬
륨 원자핵이 만들어지며, 주계열성일 때 별은 수소 핵융합 반응에
의해 에너지를 생성한다.
ㄱ. 수소 핵융합 반응이 진행됨에 따라 중심핵에서 반응물인 수소
정답과 해설
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정답과 해설
의 질량비는 감소하고, 생성물인 헬륨의 질량비는 증가한다. 따라
ㄴ. 원시별이 주계열성으로 진화할 때, 질량이 큰 별은 H－R도에
서 A는 헬륨, B는 수소이다.
서 대체로 수평 방향으로 이동하고, 질량이 작은 별은 대체로 수
ㄴ. 별의 나이가 약 10억 년일 때, 중심핵에서 수소(B)의 질량비
직 방향으로 진화하는 경향이 있다. H－R도에서 가로축은 별의
는 감소하고 있고, 헬륨(A)의 질량비는 증가하고 있으므로 수소
표면 온도를 나타내므로 원시별이 주계열성으로 진화하는 동안
핵융합 반응이 일어나고 있다. 즉, 이 시기의 별은 주계열 단계에
표면 온도의 변화는 질량이 큰 별일수록 크다고 할 수 있다.
해당한다. 원시별 단계의 에너지원은 중력 수축 에너지이다.
ㄷ. 원시별이 탄생한 후 10Ý`년이 지났을 때, 100 M⊙인 별은 주계
ㄷ. 별의 나이가 약 100억 년이 되면 중심핵의 수소의 질량비가 0
열 단계에 도달하므로 별의 중심핵에서는 수소 핵융합 반응이 일
이 되어 수소 핵융합 반응이 종료되고, 이후 적색 거성 단계로 진
어난다.
화한다. 별의 나이가 약 100억 년~110억 년까지 중심핵에서 헬
륨의 질량비가 100`%로 유지되는 것으로 보아 이 기간 동안 중심
핵에서 헬륨 핵융합 반응은 일어나지 않는다.
10 주계열성의 질량－광도 관계
13 별의 진화
원시별이 진화하여 주계열 단계를 거쳐 (초)거성으로 진화하는 동
안 각 단계에 머무르는 기간은 별의 질량에 따라 결정된다.
ㄱ. 별의 질량과 관계없이 별은 일생 중 주계열 단계에 가장 오래
질량이 태양 질량의 약 2배보다 큰 주계열성의 내부에는 중심부
머무른다. 주계열 단계는 별의 일생 중 약 90`%를 머무는 가장
에 대류핵이 나타나고 바깥쪽에 복사층이 나타난다.
안정적인 단계이다.
ㄱ. A는 태양보다 절대 등급이 10만큼 작으므로 10Ý`배 밝은 별이
ㄴ. 질량이 큰 별일수록 중심부의 온도가 높아 수소 핵융합 반응
다. 그림에서 광도가 태양의 10Ý`배인 별의 질량은 태양 질량의 약
이 빠르게 일어나므로 별이 주계열 단계에 머무르는 시간이 짧아
10배이다.
진다. 따라서 질량이 태양 정도인 별은 태양 질량의 30배인 별이
ㄴ. A는 태양 질량보다 약 10배 무거운 별이므로 내부에는 대류
주계열 단계에 머무르는 시간인 11_10ß`년보다 긴 시간을 주계열
핵이 존재한다.
단계에 머무른다. 즉, ㉠은 11보다 크다.
ㄷ. 질량이 태양 질량의 약 10배인 A는 주계열 단계 이후 초거성
ㄷ. 성단에 속한 별들은 거의 동시에 태어났으며, 성단 내에는 다
으로 진화한다.
양한 질량을 가진 별들이 존재한다. 별의 질량에 따라 진화 속도
가 다르므로 어느 한 성단 내에는 다양한 진화 단계의 별이 모두
11 별의 진화
발견될 수 있다. 예를 들어 질량이 태양 질량의 30배인 별은 진화
원시별은 중력 수축에 의해 중심부 온도가 상승하며, 중심부 온도
속도가 빨라 태어난 후 11.02_10ß`년 후에는 초거성까지 진화하
가 약 1000만`K에 이르면 중심부에서 수소 핵융합 반응이 일어
지만, 태양 질량의 0.1배인 별은 그 시간 동안 여전히 원시별 단계
나는 주계열성이 된다.
에 있다.
ㄱ. 주계열성이 되었을 때 A는 B보다 주계열 상단에 위치한다.
H－R도에서 주계열 상단에 위치한 별일수록 질량이 크므로 A는
14 핵융합 반응
B보다 질량이 크다.
(가)는 3개의 헬륨 원자핵이 융합하여 1개의 탄소 원자핵이 생
ㄴ. 질량이 큰 원시별일수록 중력 수축이 빠르게 일어나므로 진화
성되는 헬륨 핵융합 반응이고, (나)는 4개의 수소 원자핵이 탄
속도가 빠르다. 따라서 주계열에 도달할 때까지 걸리는 시간은 A
소, 질소, 산소를 촉매로 융합하여 1개의 헬륨 원자핵이 생성되는
가 B보다 짧다.
CNO 순환 반응(수소 핵융합 반응)이다.
ㄷ. 원시별이 주계열성으로 진화하는 과정에서 중력 수축이 일어
ㄱ. 헬륨 핵융합 반응은 중심부 온도가 약 1억`K 이상에서 일어
나므로 A와 B의 반지름은 모두 감소한다.
나고, 수소 핵융합 반응은 중심부 온도가 약 1000만`K 이상에서
12 별의 진화
일어난다. 즉, (가)는 (나)보다 높은 온도에서 일어난다.
ㄴ. 핵융합 반응에서는 반응물의 질량 결손이 에너지로 전환된다.
원시별에서 주계열성이 되는 데 걸리는 시간은 질량이 큰 별일수
따라서 반응물인 Ý`He 3개의 질량의 합은 생성물인 Ú`Û`C 1개의 질
록 짧다.
량보다 크다.
ㄱ. 100 M⊙인 별은 원시별이 탄생한 지 10Ý`년이 되었을 때 주계
ㄷ. (나)는 CNO 순환 반응으로 수소 핵융합 반응의 한 종류이다.
열에 도달하지만 0.1 M⊙인 별은 원시별이 탄생한 지 10¡`년이 되
적색 거성의 중심부에는 수소가 거의 없으므로 (나)가 일어날 수
어야 주계열에 도달한다. 즉, 진화 속도는 질량이 큰 별일수록 빠
없다. 적색 거성의 중심부에서 중심부 온도가 약 1억`K에 도달하
르다.
였을 때 헬륨 핵융합 반응인 (가)가 일어난다.
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15 태양 정도의 질량을 가진 별의 진화
ㄱ. 초신성 폭발은 질량이 매우 큰 별의 최종 진화 단계 무렵에서
태양 정도의 질량을 가진 별은 원시별(a) → 주계열성(b) → 적색
나타나고, 행성상 성운은 비교적 질량이 작은 별의 최종 진화 단
거성(c) → 맥동 변광성 → 행성상 성운과 백색 왜성(d)으로 진화
계 무렵에서 나타난다. 따라서 (가)는 (나)보다 질량이 작은 별이
한다.
진화하는 과정에서 형성된 것이다.
ㄱ. a → b 과정은 원시별이 주계열성으로 진화하는 과정으로, 중
ㄴ. (가)의 내부에서는 백색 왜성이 발견될 수 있다. 중성자별은
력 수축에 의해 별의 반지름이 작아지는 과정에서 중력 수축 에너
질량이 매우 큰 별이 초신성 폭발을 일으킨 후, 중심부의 수축에
지가 발생한다.
의해 만들어진다.
ㄴ. 별의 일생 중 가장 오랜 시간을 머무르는 단계는 주계열 단계
ㄷ. (나)는 초신성 폭발에 의해 형성되었다. 초신성 폭발이 일어날
인 b이다.
때 발생한 강력한 에너지에 의해 금, 은, 우라늄 등 철보다 무거운
ㄷ. 백색 왜성은 대부분 탄소로 이루어져 있지만, 탄소 핵융합 반
원소들이 생성될 수 있다.
응은 일어나지 않는다. 백색 왜성은 중심부의 수축에도 불구하고
탄소 핵융합 반응을 시작할 수 있는 온도까지 중심부 온도가 도달
19 별의 진화
하지 못하므로 탄소 핵융합 반응이 일어나지 않는다.
(가)에서 별의 최종 진화 단계는 백색 왜성, (나)에서는 중성자별
과 블랙홀이다.
16 적색 거성으로의 진화
주계열성의 중심부에서 수소 핵융합 반응이 끝나면 중심부에는
헬륨핵이 생성되며, 헬륨 핵융합 반응이 일어날 때까지 중심부에
서 중력 수축이 일어난다.
ㄱ. A 영역에서는 팽창이 일어나므로 표면 온도가 하강하고, C
영역에서는 수축이 일어나므로 온도가 상승한다.
ㄴ. B 영역은 수소 껍질(수소각)로, C 영역이 수축하는 과정에서
발생한 열에너지에 의해 온도가 상승하여 수소 핵융합 반응이 일
ㄱ. 중성자별과 블랙홀은 질량이 매우 큰 별의 최종 진화 단계이
다. 따라서 (가)보다 (나)의 경로로 진화하는 별의 질량이 크다.
ㄴ. 별의 질량이 클수록 진화 속도가 빠르므로 진화 속도는 (가)보
다 (나)가 빠르다.
ㄷ. 주계열성은 수소 핵융합 반응에 의해 안정적으로 에너지를 생
성하므로, 별은 일생 중 가장 오랜 시간을 주계열 단계에서 머무
른다.
어난다.
20 별의 진화
ㄷ. C 영역은 수축하고 있다. 이는 C 영역에서 중력이 기체 압력
질량이 매우 큰 초거성의 중심부에서는 헬륨 핵융합 반응 이후에
차에 의한 힘보다 크기 때문이다.
탄소, 산소, 네온, 마그네슘, 규소 등의 핵융합이 순차적으로 일어
날 수 있다.
17 행성상 성운과 백색 왜성
A는 행성상 성운, B는 백색 왜성이다. 백색 왜성은 질량이 태양
ㄱ. 이 별의 최종 진화 단계는 중성자별이다. 중성자별은 질량이
매우 큰 별의 최종 진화 단계이며, 태양 정도의 질량을 가진 별의
최종 진화 단계는 백색 왜성이다.
정도인 별들의 최종 진화 단계에 해당한다. 질량이 매우 큰 별의
ㄴ. ㉠은 원시별에서 주계열성으로 진화하는 과정을 나타낸다. 원
최종 진화 단계는 중성자별이나 블랙홀이다.
시별에서는 별의 중력이 기체 압력 차에 의한 힘보다 크므로 중력
ㄱ. A는 행성상 성운으로 질량이 태양 정도인 별들이 적색 거성
수축이 일어나고, 이때 위치 에너지의 감소로 인해 중력 수축 에
단계와 맥동 변광성 단계를 거친 후 별의 바깥쪽 물질을 우주 공
너지가 발생한다.
간으로 방출하는 과정에서 생성된 것이다. 초신성 폭발은 질량이
ㄷ. ㉡은 적색 초거성이 중성자별로 진화하는 과정으로, 이 과정
매우 큰 별의 진화 과정에서 나타난다.
에서 초신성 폭발이 일어난다. 초신성 폭발 과정에서 발생한 강력
ㄴ. B는 백색 왜성이다.
ㄷ. B는 백색 왜성으로 대부분 탄소로 이루어져 있다. 적색 거성
단계에서 헬륨 핵융합 반응에 의해 탄소핵이 만들어지는데, 별의
바깥층 물질은 우주 공간으로 방출되어 행성상 성운을 만들고 남
은 중심부가 수축하여 만들어진 것이 백색 왜성이다.
18 별의 진화
(가)는 행성상 성운, (나)는 초신성 폭발 잔해이다.
한 에너지에 의해 철보다 무거운 원소가 생성된다.
21 별의 표면에서 힘의 평형 관계
정역학 평형 상태는 중력과 기체 압력 차에 의한 힘이 평형을 이
루는 상태로, 정역학 평형 상태의 별은 수축이나 팽창을 하지 않
고 크기가 일정하게 유지된다.
ㄱ. 힘의 작용 방향이 별의 중심 방향인 B는 중력, 중력의 반대
방향인 A는 기체 압력 차에 의한 힘이다.
정답과 해설
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정답과 해설
ㄴ. 별의 중심 방향으로 작용하는 중력(B)의 크기가 중력의 반대
ㄱ. 별의 중심부에서 핵융합 반응이 끝났을 때, (가)에는 탄소(C)
방향으로 작용하는 기체 압력 차에 의한 힘(A)보다 크면 별은 수
와 산소(O)로 구성된 핵이, (나)에는 철(Fe) 핵이 만들어져 있
축한다. 즉, 별의 반지름은 점점 감소한다.
다. 별의 내부에서 핵융합 반응으로 만들어지는 마지막 원소가
ㄷ. A의 크기가 B보다 작아 별은 수축하게 된다. 따라서 별은 정
철(Fe)이므로 더 높은 단계의 핵융합 반응이 순차적으로 일어난
역학 평형 상태가 아니다.
(나)가 (가)보다 질량이 큰 별이다.
ㄴ. (가)는 적색 거성의 내부 구조이고, (나)는 적색 초거성의 내부
22 핵융합 반응
구조이다. 따라서 절대 등급은 (가)가 (나)보다 크다(어둡다).
별은 질량에 따라 중심부의 온도가 달라지므로 핵융합 반응이 진
ㄷ. 중심부에서 핵융합 반응이 멈추면 중심부는 빠르게 중력 수축
행되는 정도는 별의 질량에 따라 결정된다.
을 하면서 별의 최종 진화 단계로 진입한다. 이후 (가)는 바깥층
ㄱ. 수소 핵융합 반응은 약 1_10à``K에서 일어나고, 규소 핵융합
물질을 우주 공간으로 방출하여 행성상 성운을 만들고, 중심부는
반응은 약 2.7_10á``K에서 일어난다. 따라서 수소 핵융합 반응은
수축하여 백색 왜성이 된다. 반면, (나)는 초신성 폭발로 우주 공
규소 핵융합 반응보다 반응 온도가 낮다.
간으로 물질들을 날려버리고 중심핵은 계속 수축하여 중성자별이
ㄴ. 핵융합 반응이 일어나기 위해서는 별의 중심부 온도가 각 핵
나 블랙홀이 된다.
융합 반응의 반응 온도에 도달해야 한다. 질량이 태양 정도인 별
은 진화 과정 동안 중심부의 온도가 6_10¡``K까지 올라갈 수 없
으므로 수소와 헬륨 핵융합 반응까지만 일어난다. 그러나 별의 질
량이 클수록 중심부 온도가 높아서 헬륨보다 더 무거운 원소의 핵
융합 반응이 순차적으로 일어날 수 있다.
ㄷ. 백색 왜성은 대부분 탄소로 이루어져 있지만 탄소 핵융합 반
응이 일어나지는 않는다. 따라서 백색 왜성의 중심부 온도는 탄소
핵융합 반응의 반응 온도인 약 6_10¡``K보다 낮다.
23 질량이 다른 주계열성의 내부 구조
질량이 태양 질량의 약 2배보다 작은 주계열성은 중심핵-복사
층-대류층의 내부 구조를 가지고, 태양 질량의 약 2배보다 큰 주
계열성은 대류핵-복사층의 내부 구조를 가진다.
ㄱ. 중심핵-복사층-대류층의 내부 구조를 가지는 (나)가 (가)보
다 질량이 작다. 주계열성은 질량이 클수록 반지름이 크므로, 별
의 반지름은 (나)보다 (가)가 크다.
ㄴ. 주계열성의 중심부 온도가 높을수록 p－p 반응보다는 CNO
순환 반응이 우세하게 일어난다. 별의 질량이 클수록 중심부 온도
가 높으므로 CNO 순환 반응은 (나)보다 질량이 큰 (가)에서 우세
하게 일어난다.
ㄷ. (가)의 경우 중심부 온도가 매우 높고, 핵융합 반응이 비교적
중심부의 좁은 영역에서만 일어나기 때문에 중심부와 바깥층 사
이의 온도 차가 크다. 상·하부의 온도 차가 클 때 효과적인 에너
지 전달 방법이 대류이므로, 질량이 큰 별의 중심부에서 생성된
에너지는 대류의 형태로 바깥층으로 전달된다. 즉, (나)의 대류층
과 같은 방식으로 에너지를 전달한다.
24 핵융합 반응이 끝난 별의 내부 구조
질량이 큰 별일수록 중심부의 온도가 높아 중심핵에서 더 높은 단
계의 핵융합 반응이 순차적으로 일어날 수 있다.
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3점 수능 테스트
01 ③
08 ③
15 ③
22 ③
02 ②
09 ②
16 ②
23 ①
본문 160~171쪽
03 ③ 04 ① 05 ②
10 ④ 11 ② 12 ③
17 ① 18 ② 19 ①
24 ④
06 ②
13 ⑤
20 ④
07 ⑤
14 ③
21 ③
별일수록 밝다(즉, 절대 등급이 작다). 따라서 표면 온도가 높은
A의 절대 등급이 B보다 작다.
ㄷ. 그림은 지구 대기권 밖에서 단위 시간 동안 관측한 별의 파장
에 따른 복사 에너지 세기 곡선이다. 이때 곡선 아래의 면적은 단
위 시간 동안 관측자에게 도달하는 별의 파장별 복사 에너지의 총
량으로 관측되는 별의 밝기, 즉 겉보기 밝기에 해당한다. 그림에
서 곡선 아래의 면적이 같다고 하였으므로 A와 B의 겉보기 등급
01 플랑크 곡선
은 같다. 그러나 절대 등급은 A가 B보다 더 작으므로 A가 B보
다 더 먼 별이다.
별의 표면 온도가 높을수록 단위 시간에 단위 면적당 방출하는 복
사 에너지양이 많아진다.
ㄱ. 최대 복사 에너지를 방출하는 파장(kmax)은 표면 온도에 반비
례한다. kmax는 (가)가 0.4`lm, (나)가 0.8`lm로 (가)가 (나)의
;2!;배이므로, 표면 온도는 (가)가 (나)의 2배이다.
04 별의 여러 가지 물리량
주계열성은 표면 온도가 높을수록 광도가 크고 플랑크 곡선에서
최대 복사 에너지를 방출하는 파장이 짧다.
ㄱ. (가)에서 최대 복사 에너지를 방출하는 파장(kmax)이 짧을수록
ㄴ. 주계열성은 표면 온도가 높은 별일수록 반지름이 크다. 따라
표면 온도가 높다. 따라서 표면 온도가 높은 ㉡보다 표면 온도가
서 (가)가 (나)보다 반지름이 큰 별이다.
낮은 ㉠이 색지수가 크다.
ㄷ. 그림에서 곡선 아래의 면적은 별이 단위 면적당 단위 시간에
ㄴ. 주계열성은 광도가 클수록 질량이 크다. 따라서 질량은 ㉠보
방출하는 에너지양(E)에 해당한다. E는 표면 온도의 4제곱에 비
다 ㉡이 크다.
례하므로 곡선 아래 면적의 크기는 (가)가 (나)의 2Ý`배, 즉 16배
ㄷ. 최대 복사 에너지를 방출하는 파장(kmax)이 길수록 표면 온도
이다.
가 낮고, 주계열성은 표면 온도가 낮을수록 광도가 작다.
02 별의 광도와 플랑크 곡선
05 별의 분광형과 스펙트럼
플랑크 곡선은 표면 온도 T인 흑체가 단위 면적당 단위 시간에
별의 분광형은 표면 온도에 따라 결정되며, 분광형을 표면 온도
방출하는 복사 에너지의 세기를 파장에 따라 나타낸 것으로 최대
1
복사 에너지를 방출하는 파장(kmax)은 kmax¥ 의 관계가 있다.
T
가 높은 순으로 나열하면 O형-B형-A형-F형-G형-K
ㄱ. 광도가 큰 별은 절대 등급이 작으므로 A의 절대 등급은 B보
형-M형 순이다.
ㄱ. 수소 흡수선은 표면 온도가 약 10000`K인 A형 별에서 가장
강하게 나타난다.
다 작다.
ㄴ. 주계열성은 질량이 클수록 표면 온도가 높다. 스펙트럼을 보
ㄴ. 별의 광도(L)는 별의 반지름과 표면 온도를 각각 R, T라고
L
R Û`´TAÝ`
할 때, L¥RÛ ` ´TÝ ` 의 관계가 있으므로, A = A
에서
RBÛ`´TBÝ`
LB
TAÝ`
1
=:Á16¼ :¼ ´
=;1Á6;이 되므로 A의 표면 온도가 B보다 낮다.
TBÝ`
10Û`
ㄷ. 별 A의 표면 온도가 B보다 낮으므로 별 A의 플랑크 곡선은
면 질량이 작은 M형 별(표면 온도가 낮은 별)은 질량이 큰 별(표
최대 복사 에너지를 방출하는 파장이 더 긴 ㉡이다. 플랑크 곡선
ㄷ. 태양의 표면 온도는 약 5800`K으로 G2형 별에 해당한다. 따
에서 최대 복사 에너지를 방출하는 파장(kmax)은 별의 표면 온도
라서 태양의 스펙트럼은 G형인 별의 스펙트럼과 가장 유사하다.
면 온도가 높은 별)보다 흡수선의 개수가 많이 나타난다. 별은 표
면 온도가 높을수록 이온선이, 낮을수록 분자선이 강하게 나타나
는 경향이 있는데, 분자선은 이온이나 중성 원소의 흡수선에 비해
대체로 복잡한 형태를 띤다.
(T)에 반비례한다.
03 별의 물리량
06 별의 물리량
색지수는 (B 등급-V 등급)에 해당하며, 색지수가 작을수록 고
겉보기 등급이 같을 때, 절대 등급이 더 작은 별(광도가 큰 별)일
온의 별이다. 색지수와 절대 등급을 알면 H－R도상에 각 별의
수록 먼 거리의 별이다.
위치를 표시할 수 있다.
ㄱ. 별의 표면 온도는 최대 복사 에너지를 방출하는 파장이 더 짧
ㄱ. O형 별은 표면 온도가 약 28000`K 이상인 고온의 별이고
은 A가 B보다 높다.
색지수(B-V)는 (-) 값을 나타낸다. (가)의 색지수(B-V)가
ㄴ. A와 B는 주계열성이다. 주계열성일 경우 표면 온도가 높은
+1.5이므로 (가)는 O형 별이 아니다.
정답과 해설
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정답과 해설
ㄴ. (가)의 색지수(B-V)는 +1.5, (나)의 색지수(B-V)는
09 H－R도
-0.3이므로 (가)는 (나)보다 표면 온도가 낮다. 표면 온도가 낮은
A는 초거성, B는 거성, C와 D는 주계열성, E는 백색 왜성에 해
(가)가 (나)보다 절대 등급이 더 작은(밝은) 것은 반지름이 (나)보다
당한다.
더 크기 때문이다.
① H－R도에서 왼쪽 아래로 갈수록 별의 평균 밀도가 커진다.
ㄷ. 중심핵에서 수소 핵융합 반응이 일어나는 별은 주계열성이
평균 밀도는 초거성인 A가 가장 작고, 백색 왜성인 E가 가장 크다.
다. 주계열성은 표면 온도가 높은 별일수록 반지름이 큰데, (가)와
② D의 표면 온도가 B보다 높음에도 불구하고 두 별의 광도가
(나)는 이 관계가 성립하지 않는다. 따라서 두 별 모두 수소 핵융
같은 것은 B의 반지름이 D보다 크기 때문이다.
합 반응을 하는 주계열성이라고 볼 수는 없다.
③ 별은 질량이 클수록 진화 속도가 빨라 수명이 짧다. D는 C보
다 질량이 크므로 수명은 D가 C보다 짧다.
④ H－R도에서 분광형이 O형 쪽으로 갈수록(왼쪽으로 갈수록) 별
07 별의 스펙트럼
광도 계급이 Ⅰ인 별은 초거성, Ⅲ인 별은 거성, Ⅴ인 별은 주계열
의 표면 온도가 높아진다. 따라서 표면 온도는 E가 가장 높다.
성이다.
⑤ 광도 계급은 초거성인 A가 Ⅰ, 거성인 B가 Ⅲ, 주계열성인 C
ㄱ. 분광형이 같을 때, 광도 계급의 숫자가 작을수록 반지름이 크
가 Ⅴ이다.
다. 따라서 반지름은 광도 계급이 Ⅰ인 (가)가 가장 크다.
ㄴ. (다)의 광도 계급이 Ⅴ이므로, (다)는 주계열성에 해당한다.
ㄷ. (가), (나), (다) 중 흡수선의 폭은 (가)가 가장 좁고 (다)가 가
10 H－R도와 별의 물리량
장 넓게 나타난다. 분광형이 같을 때, 평균 밀도는 초거성(가)<
별 (가), (나), (다)의 분광형과 절대 등급을 이용하여 H－R도상
적색 거성(나)<주계열성(다) 순이므로, 평균 밀도가 큰 별일수록
에 별의 위치를 표시하면, (가)는 거성, (나)는 초거성, (다)는 백
흡수선의 폭이 넓다고 할 수 있다. 별의 표면 중력은 흡수선의 폭
색 왜성에 해당한다.
에 영향을 주는데, 표면 중력이 큰 별, 즉 별의 평균 밀도가 큰 별
ㄱ. H－R도에서 오른쪽 위로 갈수록 반지름은 커진다. 또한,
일수록 흡수선의 폭은 넓어진다.
(나)는 (가)보다 표면 온도는 낮지만 광도가 매우 크므로 반지름은
(나)가 (가)보다 크다.
ㄴ. 거성인 (가)는 이후 (다)와 같은 종류의 별, 즉 백색 왜성으로
08 별의 물리량
반지름이 R, 표면 온도가 T인 별의 광도(L)는 L=4pRÛ`´rTÝ`
L
(r=5.670_10 `W´m ´K )이므로, R¥¾¨ 이다.
TÝ`
-8
-2
-4
ㄱ. 최대 복사 에너지를 방출하는 파장(kmax)은 표면 온도와 반비
a
b
a
b
례한다. 즉, ¥;3^0)0)0);이고 ¥:Á6¼0¼0¼0¼:이므로 는 보다
b
c
b
c
진화한다. 또한, 초거성인 (나)는 이후 중성자별이나 블랙홀로 진
화하게 된다.
ㄷ. 별은 질량에 따라 진화 과정이 달라진다. 질량이 태양과 비슷
한 별은 원시별 → 주계열성 → 적색 거성 → 맥동 변광성 → 행성상
성운과 백색 왜성의 과정으로 진화하지만, 질량이 매우 큰 별은
원시별 → 주계열성 → 초거성 → 초신성 폭발 → 중성자별이나 블
크다.
랙홀로 진화한다. 따라서 원시별 단계였을 때, 질량은 현재 초거
ㄴ. 표면 온도는 A가 B의 ;2!;배이고 광도는 A가 B의 100배이며
성인 (나)가 백색 왜성인 (다)보다 크다.
R¥¾¨
L
L
100
이므로, R¥¾¨ =
=40, 즉 반지름은 A가
TÝ`
TÝ`
{;2!;}4`
B의 40배이다.
11 주계열성의 질량－광도 관계
주계열성 중 광도가 큰 별일수록 질량이 크다.
ㄷ. 별의 표면 온도와 광도를 알면 H－R도상에서의 대략적인 위
ㄱ. 지구에서 A까지의 거리는 100`pc이고, A의 겉보기 등급이
치를 알 수 있다. B는 표면 온도가 6000`K이고 광도가 태양 광도
+5.0이므로 A의 절대 등급은 0이다.
와 같으므로 H－R도상에 태양과 거의 같은 위치에 있으며, A는
ㄴ. A와 태양의 절대 등급이 각각 0, +5.0이므로 A의 광도는
B보다 표면 온도가 낮지만 광도가 크므로 B의 오른쪽 상단에, C
태양의 100배이다. 주계열성의 질량－광도 관계 그래프에서 광도
는 B보다 표면 온도가 높지만 광도가 작으므로 B의 왼쪽 하단에
가 태양의 100배인 별의 질량은 태양 질량의 5배보다 작은 값을 나
위치한다. 즉, B는 주계열성, A는 적색 거성, C는 백색 왜성에
타낸다.
해당하며, 광도 계급의 숫자는 적색 거성인 A가 Ⅲ으로 가장 작
ㄷ. A의 광도(L)는 태양의 100배이다. A와 태양의 광도를 각각
고, 주계열성인 B가 Ⅴ, 백색 왜성인 C가 Ⅶ로 가장 크다.
L, L⊙, 반지름을 R, R⊙, 표면 온도를 T, T⊙라고 할 때,
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EBS 수능특강 지구과학Ⅰ
수능특강(지구과학1)정답_13교-1.indd 48
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L
RÛ`´TÝ`
이다. 또, A와 태양의 표면 온도가 각각 12000`K,
=
L⊙ R⊙Û`´T⊙Ý`
T
6000`K이므로 표면 온도의 비
=2이다.
T⊙
L
R
따라서
={
}2`´2Ý`=100에서 태양 반지름에 대한 A의 반
L⊙
R⊙
R
지름
=:Á4¼:=2.5가 된다.
R⊙
ㄴ. 원시별의 질량이 클수록 중력 수축이 빠르게 일어나 빨리 주
계열에 도달하고, 별의 질량이 클수록 중심부 온도가 높아 에너지
를 빨리 소모하므로 진화 속도가 빠르다. 따라서 진화 속도는 A
가 B보다 크다.
ㄷ. 대부분의 별들은 일생의 90`% 이상을 주계열 단계에 머무는
데, 질량이 큰 별일수록 에너지를 빨리 소모하여 수명이 짧고 주
계열에 머무는 시간도 짧다. A가 B보다 질량이 크므로 주계열에
12 주계열성의 질량－광도 관계
ㄱ. 최대 복사 에너지를 방출하는 파장은 표면 온도가 높은 A가
표면 온도가 낮은 B보다 짧다.
ㄴ. A는 태양과 표면 온도는 같지만 절대 등급이 약 10등급 작으
므로 광도는 태양보다 약 10Ý`배 크다. 표면 온도가 같을 때, 광도
는 반지름의 제곱에 비례하므로 A의 반지름은 태양의 약 100배
이다.
ㄷ. 태양의 표면 온도(T⊙), 광도(L⊙), 반지름(R⊙)을 각각 1이라고
했을 때, B의 표면 온도(T)는 태양의 ;2!;배이고, B의 절대 등급
머무는 시간이 짧다.
15 별의 진화
태양은 중심핵에서 수소 핵융합 반응이 일어나는 주계열성으로,
이 단계에서 가장 오랜 시간을 보낸다.
ㄱ. (나)의 ⓐ는 수소 핵융합 반응이 일어나는 주계열성 단계의 내
부 구조이다. 태양을 포함한 모든 별들은 주계열성 단계에서 가장
오래 머문다.
ㄴ. (가)의 ㉠에서 ㉡으로 진화하는 동안 헬륨 중심핵이 수축하고
1
배이다. 따
10Û`
중심핵 바깥쪽에서 일어나는 수소 핵융합 반응에 의해 별의 바깥
L
1
L⊙
10Û`
=
=;1¢0;=0.4이다.
TÝ`
{;2!;}4
T⊙Ý`
ㄷ. (가)의 ㉡~㉢ 단계에서는 헬륨 핵융합 반응이 일어나 탄소가
이 태양보다 약 5등급 크므로 광도(L)는 태양의 약
B의 반지름
R
라서
=
¥
태양의 반지름 R⊙
화한다. A가 B보다 주계열 상단에 도달했으므로 질량이 더 크다.
1
배인 별의 질량(M)은 태양 질량(M⊙)
10Û`
B의 질량
M
0.5
의 약 0.5배이므로
=
=
=0.5이다. 따라서
태양의 질량 M⊙
1
B의 반지름
B의 질량
이다.
<
태양의 반지름 태양의 질량
(나)에서 태양 광도의
13 별의 종류
층이 팽창한다. 이 단계에서 별의 내부 구조는 (나)의 ⓑ와 같다.
생성되지만 이후 태양의 진화 과정에서 탄소 핵융합 반응은 일어
나지 않는다.
16 수소 핵융합 반응
수소 핵융합 반응에는 p－p 반응(양성자·양성자 반응)과 CNO
순환 반응(탄소·질소·산소 순환 반응)이 있다. p－p 반응은 약
1800만`K 이하의 온도에서 우세하고, CNO 순환 반응은 약
1800만`K 이상의 온도에서 우세하다. 태양의 중심부 온도는 약
1500만`K이므로 p－p 반응이 우세하다.
ㄱ. 수소 핵융합 반응은 주계열성의 중심부에서 일어난다.
주계열성, 백색 왜성, 초거성 중 평균 밀도는 백색 왜성>주계열
ㄴ. (가)는 p－p 반응이고, (나)는 CNO 순환 반응이다. 고온의
성>초거성 순이다.
온도 조건에서는 p－p 반응보다 CNO 순환 반응이 우세하게 일
ㄱ. 평균 밀도가 가장 작은 A는 초거성이고, B는 주계열성이며,
평균 밀도가 가장 큰 C는 백색 왜성이다.
어난다.
ㄷ. 수소 핵융합 반응에서는 핵융합 반응으로 생성된 헬륨 원자핵
ㄴ. 반지름은 초거성>주계열성>백색 왜성 순이므로, (가)에 들
1개의 질량이 반응에 참여한 수소 원자핵 4개의 질량의 합보다
어갈 물리량으로 적절하다.
작아 질량 손실이 일어나며, 손실된 질량이 에너지로 전환되어 방
ㄷ. 광도는 초거성인 A가 백색 왜성인 C보다 크다. 초거성은 표
출된다.
면 온도는 낮지만 반지름이 매우 커서 광도가 크고, 반대로 백색
왜성은 표면 온도는 높지만 반지름이 매우 작아서 광도가 작다.
14 원시별의 진화 경로
17 수소 핵융합 반응
별의 중심 온도에 따라 보다 우세하게 일어나는 수소 핵융합 반응
의 종류가 달라진다.
별의 진화 속도는 별의 질량에 의해 결정된다.
ㄱ. (가)는 6개의 수소 원자핵이 여러 반응 단계를 거치는 동안 헬
ㄱ. 질량이 큰 원시별일수록 H－R도에서 주계열 상단을 향해 진
륨 원자핵 1개와 수소 원자핵 2개로 바뀌면서 에너지를 생성하는
정답과 해설
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정답과 해설
p－p 반응(양성자·양성자 반응)이다.
ㄴ. 현재 태양의 중심부 온도는 약 1500만`K이다. 이 온도에서
에너지 생성률은 A가 B보다 더 많으므로 태양에서는 A가 B보
다 더 우세하게 일어난다.
ㄷ. p－p 반응은 저온의 별에서, CNO 순환 반응은 고온의 별에
서 더 우세하게 일어난다. 따라서 (나)에서 A는 p－p 반응, B는
CNO 순환 반응에 해당한다. 즉, (나)에서 (가)에 해당하는 것은
A이다.
20 주계열성의 내부 구조
주계열성의 내부에서는 중심핵에서 수소 핵융합 반응이 일어나면
서 헬륨이 차지하는 비율이 점점 높아진다. 그러나 주계열성 단
계에서는 정역학 평형을 이루기 때문에 별의 크기는 거의 변화가
없다.
① (가)에서 태양 중심으로부터 표면에 이르기까지 수소와 헬륨
의 구성 비율이 동일하므로 헬륨의 대부분이 별의 표면 부근에 존
재하는 것은 아니다.
② (나)에서는 수소 핵융합 반응을 통해 헬륨이 만들어지고 있으
18 (초)거성으로의 진화
주계열성의 중심부에서 수소 핵융합 반응이 끝나면 중심부에 헬
륨핵이 생성되며, 헬륨 핵융합 반응이 일어날 때까지 중심부에서
는 중력 수축이 일어난다.
ㄱ. 별의 바깥층이 팽창함에 따라 표면 온도는 감소하지만, 표면
온도의 감소에 비해 반지름의 증가가 더 크므로 별의 광도는 커
진다.
ㄴ. 별의 바깥층이 팽창함에 따라 표면 온도는 감소한다.
ㄷ. 별의 중심부에서는 중력 수축이 일어나므로 중심 온도가 증가
한다.
ㄹ. 중심핵을 둘러싼 수소 껍질(수소각)에서 수소 핵융합 반응이
일어나 수소가 소모되므로 별 전체에서 수소가 차지하는 비율은
점점 감소한다.
19 태양의 진화
며, 이러한 핵융합 반응이 별의 주요 에너지원이 된다.
③ (다)의 중심부에 있는 헬륨핵이 헬륨 핵융합 반응을 하기 위해
서는 중심핵에서 중력 수축이 일어나 중심부의 온도가 더 높아져
야 한다. 별의 중심핵에서 헬륨 핵융합 반응이 일어나게 되는 때
는 이 별이 적색 거성에 도달한 후이다.
④ (가)~(다) 과정에서 별의 크기가 거의 일정한 것은 이 기간
동안 별이 팽창과 수축을 거의 하지 않는 정역학 평형 상태를 유
지한 것이며, 이것은 별 내부에서 기체 압력 차에 의한 힘과 중력
이 평형을 이루기 때문이다.
⑤ (가)~(다) 과정에서 별은 정역학 평형 상태를 유지하므로 크
기와 표면 온도 등의 변화는 거의 일어나지 않는다.
21 백색 왜성
별의 중심부가 다이아몬드로 가득 차 있을 것이라 예상되는 별은
중심부의 구성 성분이 탄소이며, 내부가 고온·고압의 환경이다.
ㄱ. 별의 중심부가 탄소로 이루어진 별은 질량이 비교적 작은 적
현재 태양의 중심부에는 수소 핵융합 반응이 일어나고 있으므로
색 거성이나 백색 왜성이다. 그러나 ‘루시’라고 이름 붙여진 이 별
수소의 질량비는 점점 감소하고, 헬륨의 질량비는 점점 증가한다.
은 지름이 약 1500`km로서 지구보다도 작다. 따라서 이 별은 백
ㄱ. 태양이 주계열 단계에 처음 도달했을 때와 현재의 질량비를
색 왜성에 해당한다.
비교하면, 중심부에서 원소의 질량비가 (가)는 감소했고 (나)는 증
ㄴ. 백색 왜성은 태양 정도 질량을 가진 별의 최종 진화 단계에 해
가했다. 따라서 (가)는 수소 핵융합 반응의 반응물인 수소의 질량
당하는 별로서 지구보다 작은 크기이며 평균 밀도는 태양보다 크다.
비이고, (나)는 생성물인 헬륨의 질량비이다.
ㄷ. 백색 왜성은 중심부가 헬륨 핵융합 반응으로 생성된 탄소로
ㄴ. (나)는 태양의 중심에서 표면까지 헬륨의 질량비를 나타낸 것
이루어진 별로서 별의 최종 진화 단계에 해당한다. 백색 왜성은
이며, 태양이 주계열 단계에 처음 도달했을 때에는 태양의 중심에
중심핵의 온도가 탄소 핵융합 반응이 일어나기 위한 온도에 이르
서 표면까지 헬륨이 골고루 분포하였다. 이는 태양이 원시별 단계
지 못해 더 이상의 핵융합 반응은 일어나지 않는다.
에 있을 때에도 태양의 중심핵에 헬륨이 존재하였다는 의미이다.
ㄷ. 수소 핵융합 반응은 반응물인 수소의 양이 많을수록, 온도가
22 별의 진화 경로
높을수록 더 활발하게 일어난다. 주계열 단계에 처음 도달했을 때
A는 백색 왜성, B는 중성자별, C는 블랙홀이며, 주계열 단계일
수소는 태양 전체적으로 골고루 분포하였으므로, 온도가 높은 중
때 질량은 A<B<C 순이다.
심부가 바깥쪽에 비해 반응이 더 활발하게 일어난다. (가)에서 주
ㄱ. 별은 질량이 클수록 진화 속도가 빨라 최종 진화 단계에 빨리
계열 단계에 처음 도달했을 때와 현재의 수소 질량비를 비교하면,
도달한다. 따라서 원시별이 최종 진화 단계인 A, B, C에 이를 때
중심부의 수소 감소량이 중심으로부터의 거리가 20만`km인 지
까지 걸리는 시간은 C로 진화하는 경우가 가장 짧고, A로 진화하
점에 비해 더 많이 감소하였는데, 이는 수소 핵융합 반응이 태양
는 경우가 가장 길다.
의 중심에서 더 활발하기 때문이다.
ㄴ. 철은 별의 내부에서 핵융합 반응에 의해 만들어질 수 있는 마
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지막 원소이다. 즉, 별의 내부에서 철 핵융합 반응은 일어나지 않
는다.
09 외계 행성계와 외계 생명체 탐사
ㄷ. 질량이 매우 큰 별은 초신성 폭발 이후 중심부가 수축하여 밀
도가 매우 큰 중성자별(B)이 만들어진다. 중심핵의 질량이 더 큰
경우에는 더 많이 수축하므로 밀도와 표면 중력이 매우 커서 빛조
차 빠져나올 수 없는 블랙홀(C)이 된다. 따라서 평균 밀도는 C가
가장 크다.
2점 수능 테스트
01 ④ 02 ②
08 ⑤
본문 178~179쪽
03 ③ 04 ⑤ 05 ③
06 ①
07 ①
23 별의 에너지원
(가)는 중력 수축 에너지, (나)는 수소 핵융합 반응에 의한 에너지,
(다)는 헬륨 핵융합 반응에 의한 에너지에 해당하며, A는 원시별,
B는 주계열성, C는 적색 거성에 해당한다.
① (가)는 중력 수축이 일어나는 천체에서 발생하므로 원시별인
A의 주요 에너지원이다. (나)는 수소 핵융합 반응으로 주계열성
인 B의 주요 에너지원이다. (다)는 헬륨 핵융합 반응으로 적색 거
성인 C의 주요 에너지원이다.
24 정역학 평형 상태
01 외계 행성 탐사 방법
외계 행성의 존재 여부를 탐사하는 방법에는 중심별의 시선 속도
변화를 이용하는 방법, 식 현상을 이용하는 방법, 미세 중력 렌즈
현상을 이용하는 방법 등이 있다.
ㄱ. (나)는 도플러 효과를 이용하여 별빛의 파장 변화를 이용하는
방법이므로 A에 해당한다.
ㄴ. (가)에서는 행성에 의해 중심별의 밝기가 감소하는 현상을 관
측하고, (다)에서는 외계 행성계에 의해 배경별의 밝기가 변하는
현상을 관측한다.
중력은 별의 중심 방향으로, 기체 압력 차에 의한 힘은 중력의 반
ㄷ. C는 식 현상을 이용하는 방법이다. 식 현상은 행성의 공전 주
대 방향으로 작용한다.
기마다 관측되는데, 행성의 공전 주기가 너무 길면 관측하는 동안
ㄱ. (가)는 중력보다 기체 압력 차에 의한 힘이 크므로 별은 팽창
식 현상을 관측할 수 있는 가능성이 낮아져 행성의 존재 여부를
하게 된다. 중력 수축 에너지는 중력보다 기체 압력 차에 의한 힘
탐사하는 데 불리하다.
이 작을 때 발생한다.
ㄴ. (나)는 중력과 기체 압력 차에 의한 힘의 크기가 같으므로 정
역학 평형 상태이다.
ㄷ. 중력과 기체 압력 차에 의한 힘의 크기 차가 없으면 별은 수축
이나 팽창을 하지 않고 크기가 일정하게 유지되며, 두 힘의 크기
차가 클수록 팽창이나 수축이 더 크게 일어난다.
02 시선 속도 변화를 이용한 탐사
중심별이 공통 질량 중심을 중심으로 공전함에 따라 시선 속도가
변하면서 도플러 효과에 의한 별빛의 파장 변화가 나타난다. 이를
이용하여 행성의 존재를 확인할 수 있다.
ㄱ. 중심별과 행성은 공통 질량 중심 주위를 같은 회전 방향과 같
은 주기로 회전한다.
ㄴ. 별빛 ㉠이 별에서 방출될 당시 행성은 지구로부터 멀어지고,
중심별은 지구 쪽으로 가까워진다. 따라서 별빛 ㉠에서 청색 편이
가 나타난다.
ㄷ. 행성의 질량이 클수록 별의 시선 속도 변화가 커지고, 그에 따
라 별빛의 도플러 효과가 커져 행성의 존재를 확인하기 쉽다.
03 식 현상을 이용한 탐사
중심별 주위를 공전하는 행성이 중심별의 앞면을 지날 때 중심별
의 일부가 가려지는 식 현상이 나타난다. 식 현상에 의한 중심별
의 밝기 변화를 관측하여 행성의 존재를 확인할 수 있다.
ㄱ. 행성의 공전 주기는 행성에 의한 식 현상이 나타나는 주기와
같다. 따라서 (t°-tÁ)은 행성의 공전 주기에 해당한다.
ㄴ. tÁ일 때 행성에 의해 중심별의 일부가 가려졌으므로 tÁ~t£까
정답과 해설
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정답과 해설
지 중심별과 지구 사이의 거리는 감소하고, t£~t°까지 중심별과
ㄷ. 현재까지 발견한 외계 행성의 수는 3000개 이상이며, 대부분
지구 사이의 거리는 증가한다. 따라서 tª일 때 중심별의 스펙트럼
지구보다 크기와 질량이 큰 기체형(목성형) 행성이다.
에서 청색 편이가 나타나고, t£일 때 원래 파장으로 관측되기 때문
에 선 스펙트럼의 파장은 tª보다 t£일 때 길다.
ㄷ. 행성의 공전 궤도면이 관측자의 시선 방향과 수직인 경우 행
07 주계열성의 질량과 생명 가능 지대
생명 가능 지대는 별의 주위에서 물이 액체 상태로 존재할 수 있
성이 중심별과 관측자 사이에 위치하지 않아 식 현상이 일어나지
는 거리의 범위이다. 주계열성의 질량이 클수록 생명 가능 지대는
않는다.
중심별로부터 멀어지고, 폭은 넓어진다.
04 미세 중력 렌즈 현상을 이용한 탐사
ㄱ. 주계열성은 H－R도에서 왼쪽 상단에 위치할수록 표면 온도
가 높고, 광도가 크다. 따라서 별 주변에서 생명 가능 지대의 폭은
거리가 다른 두 개의 별이 같은 방향에 있을 경우 뒤쪽 별의 별빛
H－R도에서 왼쪽 상단에 위치한 ㉠이 ㉡보다 넓다.
이 앞쪽 별의 중력에 의해 굴절되어 밝기가 변하는데, 이를 미세
ㄴ. ㉡은 분광형이 M형이므로 태양(G형)보다 광도가 작은 주계
중력 렌즈 현상이라고 한다.
열성이다. G형 별로부터 1`AU 거리에 위치한 행성은 생명 가능
ㄱ. 별의 밝기 변화 그래프에서 A는 앞쪽에 위치한 별 ㉡의 미세
지대에 위치하지만, M형 별로부터 1`AU 거리에 위치한 행성은
중력 렌즈 효과에 의해 나타난 별 ㉠의 밝기 변화이다.
생명 가능 지대의 바깥쪽에 위치한다.
ㄴ. 별의 밝기 변화 그래프에서 B는 별 ㉡의 주변에 있는 행성의
ㄷ. 생명 가능 지대에 있는 행성에서 액체 상태의 물이 존재할 수
미세 중력 렌즈 효과에 의해 나타난 별 ㉠의 밝기 변화이다.
있는 기간은 중심별의 진화 속도가 느릴수록 길다. 따라서 질량이
ㄷ. 미세 중력 렌즈 현상을 이용한 탐사는 행성의 중력을 이용하
작은 주계열성인 ㉡에서 더 길다.
는 방법이다. 따라서 행성의 공전 궤도면과 관측자의 시선 방향이
이루는 각에 관계없이 이용 가능하다.
05 직접 관측하는 방법
08 별의 수명과 생명체의 진화
주계열성의 질량이 클수록 수소 연료가 많지만, 질량이 클수록 중
심부에서 핵융합 반응 속도가 급격하게 증가하여 수명이 짧다.
외계 행성계를 직접 관측할 경우, 행성의 밝기가 중심별에 비해
ㄱ. 별의 중심부에서 수소 핵융합 반응이 지속되는 시간을 t라고
매우 어두우므로 중심별을 가리고 촬영하여 행성의 존재를 확인
했으므로, t는 별이 주계열 단계에 머무는 시간에 해당한다.
할 수 있다.
ㄴ. 별의 광도(L)는 대략 질량(M)의 세제곱에 비례하므로, 주계
M M
1
열 수명 t¥
이다.
¥
¥
L
MÜ` MÛ`
ㄷ. 태양의 주계열 수명이 약 100억 년이므로 만약 태양의 질량이
ㄱ. 행성의 크기가 클수록 직접 촬영을 통해 행성의 존재 여부를
확인하기가 용이하다.
ㄴ. 중심별을 가리고 촬영하므로 중심별과 행성 사이의 거리가 너무
가까우면 직접 관측을 통해 행성의 존재 여부를 확인하기 어렵다.
ㄷ. 외계 행성계까지의 거리가 가까울수록 중심별과 행성 사이의
현재의 2배였다면 수명은 약 25억 년이었을 것이다. 지구상에 육
상 생물이 출현한 시기는 고생대 중기이므로 지구가 탄생한 지 약
겉보기 거리가 커져 직접 촬영이 가능하다. 하지만 대부분의 별
40억 년이 지난 후이다. 따라서 태양의 수명이 약 25억 년이었다
들이 먼 곳에 위치하므로 직접 촬영을 통해 외계 행성을 발견하기
면 지구상에 육상 생물은 출현할 수 없었을 것이다.
어려워 간접적인 방법(시선 속도 변화, 식 현상, 미세 중력 렌즈
현상 등)을 이용한다.
06 외계 행성들의 특징
(나)의 식 현상을 이용하여 발견한 행성들은 (가)의 시선 속도 변
화를 이용하여 발견한 행성들에 비해 공전 궤도 반지름의 평균값
이 작다.
ㄱ. (가)는 시선 속도 변화로 인해 나타나는 별빛의 도플러 효과를
관측하여 발견된 행성들의 분포이다.
ㄴ. (나)의 행성들은 식 현상을 이용하여 발견된 행성들이다. 따라
서 행성들의 공전 궤도면이 관측자의 시선 방향과 수직인 경우 발
견할 수 없다.
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3점 수능 테스트
01 ③
02 ③
본문 180~183쪽
03 ④
04 ①
05 ⑤
06 ⑤
07 ①
08 ③
01 외계 행성 탐사
ㄱ. 식 현상에 의해 감소하는 중심별의 밝기 변화율은
행성의 단면적
행성의 반지름
={
}2`에 비례한다. 중심별의 크
중심별의 단면적
중심별의 반지름
기는 (가)와 (나)가 같고, 밝기 감소율은 (가)가 (나)의 약 2배이므
로 행성의 반지름은 (가)가 (나)의 약 '2배이다.
ㄴ. 식 현상이 나타나는 주기는 행성의 공전 주기에 해당한다. 행
성의 공전 주기는 (가)가 (나)보다 짧으므로, 행성의 공전 궤도 반
별 주위를 행성이 공전할 때 행성의 질량이 클수록 별의 시선 속
지름은 (가)가 (나)보다 작다.
도 변화가 크다.
ㄷ. (가)와 (나)에서 중심별의 질량이 서로 같고 행성의 질량이 서
ㄱ. 행성이 궤도를 따라 공전하는 동안 별과 행성은 공통 질량 중
로 같을 경우, 중심별과 행성 사이의 거리가 가까울수록 중심별의
심을 중심으로 같은 주기로 공전한다. (가), (나)와 같이 다른 조건
시선 속도 변화가 크다. 따라서 행성의 공전 주기가 짧은 (가)는
은 같고 행성의 질량만 차이가 나는 경우 행성의 질량이 (가)보다
(나)보다 중심별과 행성 사이의 거리가 가까워 중심별의 스펙트럼
큰 (나)의 행성계를 이루는 별과 행성의 공전 주기가 더 짧다. 즉,
에 나타난 흡수선의 편이량이 크게 나타난다.
공통 질량 중심에 대한 별의 공전 속도가 (가)보다 (나)가 빠르므
로 시선 속도 변화는 (가)보다 (나)가 크다.
ㄴ. 행성에 의해 식이 진행되는 시간은 별의 앞쪽을 행성이 지나
가는 데 걸리는 시간이므로, 행성의 공전 주기와 관련이 있다.
(나)보다 (다)의 공전 궤도 반지름이 더 크므로 행성의 공전 주기
는 (나)보다 (다)가 길고, 공전 속도는 (나)보다 (다)가 느리다. 따
라서 식이 지속되는 시간은 (나)보다 (다)가 더 길다.
ㄷ. (가)에서 행성이 관측자와 별 사이에 위치하여 식이 진행될 때
별의 밝기가 최소가 된다. 그러나 이때 별과 행성은 관측자의 시
선 방향에 대해 수직 방향으로 공전하므로 별의 시선 속도는 0에
가까운 값으로 나타난다. 별의 시선 속도가 가장 크게 나타날 때
는 행성이 관측자에게 접근하고, 별은 관측자로부터 멀어지는 방
향으로 위치가 변한다.
02 도플러 효과를 이용한 외계 행성 탐사
04 미세 중력 렌즈 현상을 이용한 외계 행성 탐사
앞쪽에 위치한 별과 행성의 미세 중력 렌즈 현상에 의해 배경 빛
의 밝기가 달라질 수 있으며, 이를 이용하여 앞쪽 별의 주변에 행
성이 존재하는지를 알아낼 수 있다.
ㄱ. 미세 중력 렌즈 현상을 이용하여 외계 행성을 탐사할 때, 배경
별 또는 배경 빛의 밝기 변화를 관측한다. 따라서 ㉠의 밝기 변화
는 우리은하 중심부의 밝기 변화에 해당한다.
ㄴ. (가)에서 관측한 밝기 변화는 외계 행성계가 이동하는 동안 관
측된 것이다. 따라서 이 현상은 주기적으로 나타날 수 없다.
ㄷ. 발견된 행성의 중심별은 태양보다 질량이 훨씬 작은 별이므로
중심별에서 생명 가능 지대까지의 거리가 태양계보다 훨씬 가깝
다. 따라서 중심별로부터 약 1.2`AU 거리에서 공전하고 있는 이
행성은 생명 가능 지대의 바깥쪽에 위치하며, 표면에 액체 상태의
물이 존재하기 어렵다.
행성이 공통 질량 중심을 공전함에 따라 별에 미세한 떨림이 일어
나면서 별빛의 파장 변화가 생긴다. 이로부터 행성의 존재를 확인
할 수 있다.
ㄱ. 행성이 ㉠에 위치할 때 별은 지구로부터 멀어진다. 따라서 관
측된 별빛의 스펙트럼은 적색 편이가 나타난 A이다.
05 외계 행성의 물리량
지금까지 발견된 외계 행성은 대부분 질량과 크기가 지구에 비해
훨씬 큰 목성 규모의 기체형(목성형) 행성이었다. 하지만 최근에
는 관측 기술의 발달로 지구 규모의 행성들도 발견되고 있다.
ㄴ. 별과 행성은 공통 질량 중심을 같은 주기와 같은 회전 방향으
ㄱ. 발견된 행성들은 대부분 지구보다 질량과 반지름이 크며, A
로 회전한다.
곡선(수소로만 이루어진 행성의 이론적인 크기) 부근에 분포한다.
ㄷ. 별빛 스펙트럼의 파장 변화에 영향을 주는 요인은 시선 방향
따라서 발견된 행성들은 대부분 지구형 행성보다 목성형 행성에
으로 움직이는 별의 속도이며, 별까지의 거리는 스펙트럼의 파장
가깝다.
변화와 관계가 없다.
ㄴ. ㉠은 A 곡선과 B 곡선 사이에 분포하며 지구보다 크기와 질
량이 약간 큰 행성이다. 따라서 ㉠의 주요 성분은 기체와 얼음일
03 식 현상에 의한 중심별의 밝기 변화
것이며, 태양계 행성 중에서는 천왕성 또는 해왕성과 유사하다.
행성이 중심별의 앞면을 지날 때 행성의 단면적만큼 별의 일부가
ㄷ. ㉡은 C 곡선과 D 곡선 사이에 분포하므로 주요 성분은 암석
가려져 별의 겉보기 밝기가 감소한다. 이러한 밝기 감소가 나타나
과 금속일 것이다. 따라서 이 행성의 표면은 암석 또는 금속 성분
는 주기는 행성의 공전 주기와 같다.
의 고체 지각을 갖고 있을 것이다.
정답과 해설
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정답과 해설
06 행성에 입사하는 에너지양 비교
를 회전한다. 따라서 관측된 스펙트럼에서는 도플러 효과에 의한
행성에서 생명체가 탄생하여 진화하기 위해서는 행성이 생명 가
시선 속도 변화로 파장 변화가 나타난다.
능 지대에 오랫동안 머물러 있어야 한다. 따라서 중심별의 질량이
ㄴ. 행성이 별 뒤쪽에 위치하여 별에 의해 가려졌을 때 행성의 빛
너무 크면 수명이 짧아서 행성이 생명 가능 지대에 머무르는 시간
이 포함되지 않은 별만의 스펙트럼을 얻을 수 있다.
이 짧다.
ㄷ. 행성 복사에 의해 형성된 스펙트럼 (다)에는 행성 대기의 어떤
ㄱ. 행성의 표면 온도는 단위 시간 동안 단위 면적에 입사되는 중
성분이 특정 파장의 빛을 흡수하여 형성된 흡수선이 포함되어 있
심별의 에너지양에 의해 결정된다. 따라서 네 행성 중 표면 온도
다. 이를 이용하여 행성 대기에 산소, 메테인 등의 성분이 존재하
는 a가 가장 낮다.
는지 알아낼 수 있다.
ㄴ. b의 중심별은 분광형이 F형이고, c의 중심별은 분광형이 G
형이므로 중심별의 광도는 b가 c보다 크다. 하지만 단위 시간 동
안 행성의 단위 면적에 입사되는 중심별의 에너지양은 b가 더 적
으므로 행성의 공전 궤도 반지름은 b가 더 크다.
ㄷ. 중심별의 질량이 작을수록 별의 진화 속도가 느리다. b와 d는
모두 단위 시간 동안 행성의 단위 면적에 입사되는 중심별의 에너
지양이 지구와 같으므로 생명 가능 지대에 위치해 있다. 따라서
중심별의 질량이 더 작은 d가 b보다 생명 가능 지대에 오래 머물
수 있다.
07 중심별의 물리량과 생명 가능 지대
중심별의 물리량으로부터 생명 가능 지대의 거리와 폭을 파악할
수 있으며, 행성에서 안정한 환경이 지속될 수 있는 시간을 추정
할 수 있다.
ㄱ. 중심별의 광도가 클수록 행성에 도달하는 에너지양이 많아지
므로 생명 가능 지대의 폭이 넓다. (가)의 중심별은 광도 계급이
Ⅰ인 초거성이므로 광도가 가장 크고, 생명 가능 지대의 폭이 가
장 넓다.
ㄴ. 식 현상에 의한 중심별의 밝기 감소율은 {
행성의 반지름
}2``
중심별의 반지름
이 클수록 크다. (나)와 (다)에서 행성의 반지름이 같고, 중심별의
반지름은 거성인 (다)가 주계열성인 (나)보다 크다. 따라서 식 현
상에 의한 중심별의 밝기 감소율은 (나)가 (다)보다 크다.
ㄷ. (가)와 (다)의 중심별은 거성 단계에 있으므로 진화 속도가 빨
라 행성에 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 시간이 짧다. (나)와
(라)의 중심별은 주계열 단계에 있으므로 행성에 액체 상태의 물
이 존재할 수 있는 시간이 길다. 주계열성의 질량은 (나)보다 (라)
가 작으므로 액체 상태의 물이 존재할 수 있는 시간은 (라)에서 가
장 길 것이다.
08 외계 생명체 탐사
행성의 대기를 통과해온 별빛 스펙트럼을 분석하여 행성의 대기
성분을 알 수 있다. 이를 통해 행성에 생명체가 존재하는 데 필요
한 성분이 존재하는지를 알아낼 수 있다.
ㄱ. 외계 행성계를 이루는 중심별과 행성은 공통 질량 중심 주위
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ㄴ. 전파 은하의 구조는 가시광선 영역에서는 잘 관측되지 않으
10 외부 은하와 우주 팽창
며, 전파 영역에서 관측할 때 잘 관측된다.
ㄷ. 제트는 중심핵에서 고속으로 방출되는 이온화된 입자로 매우
강한 에너지를 가진 흐름이며, 전파 은하에서 잘 관측된다.
2점 수능 테스트
01 ③ 02 ⑤
08 ① 09 ④
15 ① 16 ③
본문 194~198쪽
03 ① 04 ② 05 ⑤
10 ② 11 ④ 12 ③
17 ③ 18 ④ 19 ③
06 ⑤
13 ④
20 ⑤
07 ②
14 ②
05 퀘이사
퀘이사(Quasar)는 처음 발견 당시 별처럼 관측되었기 때문에
항성과 비슷하다는 의미를 가진 준항성체(Quasi–Stellar–
Object)라고 불렀다.
ㄱ. 퀘이사는 수많은 별들로 이루어진 은하이지만 너무 멀리 있고
01 타원 은하
크기가 비교적 작아 하나의 별처럼 보인다.
타원 은하는 납작한 정도를 나타내는 편평도를 기준으로 세분할
ㄴ. 우리은하로부터의 거리가 멀수록 적색 편이가 크게 나타난다.
수 있다. 모양이 가장 원에 가깝게 보이는 타원 은하는 E0, 가장
따라서 세 천체 중에서 우리은하로부터의 거리가 가장 먼 은하는
납작한 타원형으로 보이는 타원 은하는 E7로 세분한다.
(가)이다.
ㄱ. (가)는 (나)보다 원 모양에 가까운 타원 은하이므로 편평도는
ㄷ. (나)와 (다)는 겉보기 등급이 같지만, 적색 편이는 (나)가 (다)
(가)가 (나)보다 작다.
보다 훨씬 크다. 따라서 에너지 방출량은 훨씬 먼 거리에 있는
ㄴ. 타원 은하는 주로 나이가 많은 붉은색 별들로 이루어져 있다.
(나)가 더 많다.
ㄷ. 타원 은하의 밝기는 별들이 밀집해 있는 은하 중심부에서 가
장 밝고 바깥쪽으로 갈수록 감소한다.
06 세이퍼트은하
세이퍼트은하는 보통의 은하들에 비해 중심핵이 상대적으로 밝
02 은하의 분류
ㄱ. (가)는 주로 나이가 많은 별들로 이루어져 있는 타원 은하이
다. 타원 은하는 성간 물질이 다른 은하들에 비해 적은 편이다.
ㄴ. (나)는 특정한 모양이 없는 불규칙 은하이다.
ㄷ. (다)는 나선 은하로, 은하 원반에는 나선팔 구조가 존재한다.
03 나선 은하와 불규칙 은하
허블은 외부 은하를 가시광선 영역에서 관측되는 형태에 따라 타
고, 은하 내의 가스운이 매우 빠른 속도로 움직이고 있어 스펙트
럼에서 넓은 방출선이 관측된다.
ㄱ. 이 은하는 나선 은하의 형태로 관측되며 중심핵이 매우 밝게
보이는 세이퍼트은하이다.
ㄴ. (나)의 스펙트럼에서는 650~660`nm 사이에 선폭이 매우 넓
은 방출선이 존재한다.
ㄷ. 세이퍼트은하에서 방출선이 넓게 나타나는 까닭은 은하 내의
가스가 중심부에 존재하는 거대 블랙홀 주위를 빠르게 회전하기
때문인 것으로 추정하고 있다.
원 은하, 나선 은하, 불규칙 은하로 분류하였다.
ㄱ. (가)는 나선팔과 은하핵을 가로지르는 막대 모양의 구조를 갖
고 있는 막대 나선 은하이다.
07 충돌 은하
우주에 무리를 지어 분포하는 은하들 중 서로 가깝게 있는 은하들
ㄴ. 우리은하를 모양에 따라 분류하면 막대 나선 은하에 속한다.
은 서로를 잡아당기는 중력의 영향으로 충돌하기도 한다.
따라서 우리은하의 모양은 (가)에 가깝다.
ㄱ. 은하들이 서로 충돌하더라도 별과 별 사이의 공간이 충분히
ㄷ. (나)는 특정한 모양이 없는 불규칙 은하이다. 불규칙 은하는
넓기 때문에 별들끼리 충돌하는 경우는 거의 없다.
다른 은하들에 비해 성간 물질과 젊은 별의 비율이 상대적으로 높
ㄴ. 두 은하가 충돌할 때는 은하 내의 거대 분자운들이 충돌하면
고, 규모가 비교적 작은 편이다.
서 기체가 압축되어 새로운 별들이 탄생할 수 있다.
04 전파 은하
전파 은하는 보통의 은하보다 수백 배 이상 강한 전파를 방출하는
은하로 보통 중심핵, 제트, 로브 구조를 갖고 있다.
ㄷ. 은하 간 충돌을 거치면서 은하의 형태가 바뀌거나 하나의 은
하로 합쳐지기도 한다. 하지만 충돌을 거쳐 특이 은하(전파 은하,
퀘이사, 세이퍼트은하 등)로 진화하는 것은 아니다.
ㄱ. 이 은하는 중심핵의 양쪽에 대칭으로 나타나는 제트와 로브
08 은하의 적색 편이와 후퇴 속도
구조가 뚜렷하게 보이는 전파 은하이다.
정지 상태일 때의 고유 파장을 k¼, 관측된 파장을 k라고 하면 적
정답과 해설
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정답과 해설
k-k¼ Dk
이다. 적색 편이는 은하의 후퇴 속도(v)
=
k¼
k¼
에 비례한다.
색 편이 z=
ㄱ. A와 B에서 관측된 방출선의 파장이 모두 정지 상태의 파장
656`nm보다 길다. 따라서 A와 B에서 적색 편이가 관측된다.
ㄴ. A와 B는 모두 적색 편이가 관측되므로 관측자로부터 멀어지
는 겉보기 운동을 하고 있다. 이때 은하가 멀어지는 시선 속도의
크기는 적색 편이에 비례한다. 방출선의 적색 편이는 B가 A보다
크므로 은하의 시선 속도 크기는 B가 A보다 크다.
ㄷ. 허블 법칙으로부터 은하의 거리는 후퇴 속도에 비례하고, 후퇴
ㄷ. 거리가 가까운 은하의 경우, 우주 팽창에 의해 멀어지는 후퇴
운동의 크기가 주변 은하와의 중력 작용에 의해 나타나는 운동의
크기에 비해 월등하게 크지 않다. 따라서 거리가 가까운 은하들의
경우, 후퇴 속도를 측정하여 거리를 구할 때 오차가 비교적 크게
나타난다. 그림 (가)에서 관측값이 추세선으로부터 크게 벗어난
경우가 많다는 것을 확인할 수 있다.
11 우주 팽창 실험
풍선이 팽창할 때, 풍선 표면에 붙인 스티커 사이의 거리 변화를
속도는 적색 편이에 비례한다. A에서 방출선의 파장이 약 662`nm
측정하여 우주 팽창의 원리를 설명할 수 있다.
이고, B에서 방출선의 파장이 약 674`nm이므로 B의 적색 편이는
674-656
662-656
zB?
=;6Á5¥6;이고, A의 적색 편이는 zA?
656
656
고, 풍선의 표면(2차원)은 우주 공간(3차원)에 해당한다.
=;65^6;이다. 따라서 적색 편이는 B가 A의 약 3배이고, 우리은하
로부터의 거리도 B가 A의 약 3배이다.
ㄱ. 우주 팽창을 비유한 풍선 실험에서 스티커는 은하에 해당하
ㄴ. 풍선 표면은 우주 공간에 해당하므로 스티커(은하) 사이의 거
리를 측정할 경우에는 실과 자를 이용하여 풍선 표면을 따라 측정
해야 한다.
ㄷ. 이 실험으로부터 풍선이 팽창함에 따라 스티커 사이의 거리가
멀어지며, 스티커 사이의 거리가 멀수록 더 빨리 멀어짐을 확인할
09 허블 법칙
수 있다.
외부 은하의 후퇴 속도(v)와 흡수선의 파장 변화량(Dk=관측 파
장-원래 파장) 사이에는 다음과 같은 관계가 성립한다.
Dk
(c: 빛의 속도, k¼: 고유 파장)
v=c_
k¼
ㄱ. 후퇴 속도가 빠를수록 적색 편이가 크고, 후퇴 속도는 거리
에 비례하므로 적색 편이는 거리에 비례한다. 따라서 B는 거리가
20`Mpc이고, 세 은하 중 지구로부터의 거리가 가장 가깝다.
ㄴ. A의 거리가 30`Mpc, C의 거리가 25`Mpc이므로 C의 적색
편이는 A의 ;6%;배이다.
ㄷ. 우주가 팽창함에 따라 멀리 있는 은하들은 서로에게서 멀어진
다. 따라서 A에서 관측하면 두 은하 B와 C는 모두 A로부터 멀
어진다.
12 정상 우주론과 빅뱅 우주론
정상 우주론은 우주가 항상 일정한 상태를 유지한다는 이론이고,
빅뱅 우주론은 우주가 하나의 점으로부터 시작되었다는 이론이다.
ㄱ. 우주 배경 복사의 존재는 빅뱅 우주론의 근거이므로 (가)는 빅
뱅 우주론, (나)는 정상 우주론이다.
ㄴ. 빅뱅 우주론과 정상 우주론에서는 모두 우주 팽창의 원리를
설명하는 허블 법칙이 성립한다고 주장한다.
ㄷ. (나)의 정상 우주론에서는 우주가 팽창하더라도 새로운 물질
이 생성되어 우주의 밀도가 항상 일정하게 유지된다고 주장한다.
13 가벼운 원소의 비율
빅뱅 우주론에 따르면 전 우주에서 수소와 헬륨의 질량비가 약
3：1이 되는데, 이 이론값은 현재의 관측 결과와 잘 일치한다.
10 허블 상수
ㄱ. (가)일 때 양성자와 중성자의 개수비가 약 7：1이었으며, 이
허블은 은하들의 후퇴 속도(v)가 거리(r)에 비례한다는 사실을 알
시기에 우주의 온도는 1억`K 이상이었다.
아냈으며, 이 관계를 허블 법칙이라고 한다.
ㄴ. (나)일 때 양성자 2개와 중성자 2개가 결합하여 헬륨 원자핵
v=H´r (H: 허블 상수)
1개가 형성되는 반응이 일어났다. 헬륨 원자핵의 질량은 양성자
ㄱ. 외부 은하의 거리와 후퇴 속도의 관계를 나타낸 그래프에서
질량의 대략 4배이므로, (나)일 때 양성자(수소 원자핵)와 헬륨 원
기울기는 허블 상수에 해당한다. (가)에서 기울기는 약 500`km/
자핵의 질량비는 약 12：4=3：1이다.
s/Mpc이고, (나)에서 기울기는 500`km/s/Mpc보다 크다. 따
ㄷ. 현재 우주에 존재하는 헬륨은 거의 대부분 초기 우주에서 일
라서 허블 상수는 (가)보다 (나)에서 크다.
어난 핵융합 반응으로 생성되었다. 별의 진화 과정에서 수소 핵
ㄴ. 우주가 일정한 속도로 팽창하였다고 가정하면 허블 상수의
융합 반응으로 생성된 헬륨의 양은 초기 우주에서 생성된 양에 비
역수는 우주의 나이에 해당한다. 따라서 우주의 나이는 (가)보다
하면 훨씬 적다. 따라서 (나)일 때 수소와 헬륨의 개수비 12：1은
(나)에서 적다.
현재 우주에서 수소와 헬륨의 개수비와 거의 같다.
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14 우주 배경 복사
에 위치하며, 서로 상호 작용이 불가능하다.
우주 배경 복사는 우주의 온도가 약 3000`K일 때 방출되었던 복
ㄴ. A와 B에서 출발한 빛이 지구에 도달하므로 두 지점은 모두
사로, 우주가 팽창하는 동안 온도가 낮아지고 파장이 길어져 현재
지구 관측자를 기준으로 한 우주의 지평선보다 안쪽에 위치한다.
는 약 2.7`K 복사로 관측되고 있다.
ㄷ. A와 B에서 오는 우주 배경 복사는 거의 균일하게 관측된다.
ㄱ. 우주 배경 복사는 마이크로파(전파) 영역의 복사로, 최대 에너
따라서 우주 배경 복사의 적색 편이도 방향에 관계없이 거의 동일
지 세기를 갖는 파장 kmax는 약 1`mm이다.
하다.
ㄴ. 우주 배경 복사의 파장에 따른 세기 분포는 약 2.7`K에 해당
하는 흑체 복사와 일치한다.
ㄷ. 우주 배경 복사의 세기는 우주의 모든 방향에서 거의 균일하
게 관측되므로 특정한 방향에서 강하게 관측되지 않는다.
15 빅뱅 우주론의 문제점
18 우주의 구성 요소
최근의 관측 자료에 따르면 우주의 구성 요소는 보통 물질 약
4.9`%, 암흑 물질 약 26.8`%, 암흑 에너지 약 68.3`%이다.
ㄱ. 현재 우주의 구성 요소는 A>B>C이다. 따라서 A는 암흑
에너지, B는 암흑 물질, C는 보통 물질이다.
(가), (나), (다)는 빅뱅 우주론에서 설명하기 어려운 3가지 문제점
ㄴ. 우리은하의 회전 속도 분포를 연구한 결과, 우리은하를 구성
으로 각각 자기 홀극 문제, 우주의 평탄성 문제, 우주의 지평선 문
하는 물질은 보통 물질 C보다 암흑 물질 B가 훨씬 많다는 사실이
제이다.
밝혀졌다.
ㄱ. 빅뱅 우주론에 따르면 현재 우주에는 초기 우주 때 생성된 자
ㄷ. 우주가 팽창함에 따라 암흑 물질(B)과 보통 물질(C)의 상대적
기 홀극이 많이 존재해야 한다. 하지만 지금까지 발견되지 않고
비율은 감소하였고, 암흑 에너지(A)의 비율이 증가하였다.
있다. 자기 홀극은 독립적으로 존재하는 N극과 S극을 말한다.
ㄴ. (나)는 현재 관측되는 우주가 평탄한 이유와 관련된 우주의 평
탄성 문제이다. 우주의 지평선 문제는 (다)이다.
ㄷ. 빅뱅 직후 극히 짧은 시간 동안 우주가 급팽창했다고 가정하
면, 빅뱅 우주론에서 설명하기 어려웠던 (가), (나), (다)를 모두
설명할 수 있다.
16 급팽창 이론
19 우리은하의 회전 속도 분포
은하의 광도 분포로부터 전자기파를 방출하는 보통 물질(별과 성
간 물질 등)의 분포를 추정한 결과, 은하 중심에서 멀어질수록 은
하의 회전 속도는 급격하게 감소해야 한다. 하지만 실제 관측 결
과 은하 중심에서 멀어지더라도 회전 속도가 거의 일정하다는 것
이 알려졌다.
ㄱ. ㉠은 은하의 회전 속도가 은하 중심에서 멀어지더라도 거의
급팽창 이론에서는 빅뱅 직후 아주 짧은 시간 동안 우주가 빛보다
일정하게 유지되고 있으므로 관측값에 해당한다.
빠른 속도로 팽창했다고 설명한다.
ㄴ. ㉡은 보통 물질의 존재만을 고려하여 이론적으로 계산한 우리
ㄱ. 급팽창은 빅뱅 직후 1초가 지나기 전에 일어난 사건이다. 따
은하의 회전 속도 분포이다. 따라서 ㉡에서는 암흑 물질 효과를
라서 급팽창이 지속된 시간은 1초보다 훨씬 짧다.
고려하지 않았다.
ㄴ. 우주 배경 복사는 우주의 나이가 약 38만 년일 때 중성 원자
ㄷ. 우리은하의 외곽부에 있는 별들은 회전 속도가 거의 일정하게
가 생성되면서 등장하였다. 따라서 급팽창 시기에는 우주 배경 복
나타난다. 은하 중심에서 멀어질수록 중심을 회전하는 궤도의 길
사가 존재하지 않았다.
이가 커지므로 회전 속도가 같더라도 회전 주기는 길어진다.
ㄷ. 급팽창 이전에는 우주의 크기가 우주의 지평선보다 작아 우주
가 전체적으로 상호 작용하여 균질해질 수 있었다.
17 우주의 지평선 문제
20 우주의 곡률
우주의 곡률은 우주의 밀도와 임계 밀도를 비교하여 크게 닫힌 우
주, 평탄 우주, 열린 우주로 나눌 수 있다.
우주 지평선의 양쪽 정반대 방향에서 오는 우주 배경 복사는 거
ㄱ. (가)는 우주의 평균 밀도가 임계 밀도보다 크고, 곡률이 양
의 균일하다. 그러나 두 지역은 상호 작용할 수 없는 위치에 있으
(+)인 닫힌 우주이다.
므로 우주 배경 복사가 균질할 수 있는 까닭이 무엇인지 설명하기
ㄴ. (나)는 우주의 평균 밀도가 임계 밀도보다 작은 열린 우주이
어렵다.
다. 열린 우주에서 우주의 곡률은 음(-)의 값을 갖는다.
ㄱ. 현재 A와 B는 정반대 방향에 위치해 있다. 따라서 각 지점을
ㄷ. (다)는 우주의 평균 밀도가 임계 밀도와 같아서 곡률이 0인 평
기준으로 우주의 지평선을 그린다면 다른 지점은 지평선 바깥쪽
탄 우주이다.
정답과 해설
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정답과 해설
3점 수능 테스트
01 ③
02 ④
08 ① 09 ④
15 ① 16 ⑤
본문 199~208쪽
03 ②
04 ②
ㄱ. 은하의 종류에 따른 질량 범위를 비교해 보면 불규칙 은하인
(가)가 가장 작다. 따라서 거대 규모의 은하는 대부분 타원 은하나
05 ⑤
06 ①
07 ⑤
나선 은하이다.
10 ② 11 ④ 12 ④
17 ③ 18 ④ 19 ①
13 ②
20 ⑤
14 ②
ㄴ. (나)는 타원 은하이다. 타원 은하는 불규칙 은하나 나선 은하
에 비해 성간 물질이 적은 편이어서 새로운 별의 탄생이 상대적으
로 드물다.
01 허블의 은하 분류 체계
허블의 은하 분류 체계에 따르면 A는 규칙적인 모양을 갖고 있는
은하이고, B는 불규칙 은하이다. A에 속한 은하 중 C는 타원 은
하이고, D는 나선 은하이다. 나선 은하는 정상 나선 은하인 DÁ과
막대 나선 은하인 Dª로 분류할 수 있다.
① 허블은 은하들을 가시광선 영역에서 관측한 결과를 바탕으로
모양에 따라 분류하였다.
② A는 규칙적인 모양이 있는 은하이고, B는 규칙적인 모양이
없는 은하이다.
③ C는 타원 은하로, 편평도에 따라 E0~E7까지 세분할 수 있다.
④ D는 나선 은하로, 막대 구조의 유무에 따라 크게 정상 나선
은하인 DÁ과 막대 나선 은하인 Dª로 분류한다.
⑤ 은하의 모양과 진화 사이에는 특별한 관계가 없다는 것이 밝
혀졌다.
02 은하의 분류
정상 나선 은하는 나선을 의미하는 S(Spiral)와 나선팔이 감긴
정도와 은하핵의 상대적인 크기를 나타내는 a, b, c를 결합하여
Sa, Sb, Sc로 표현한다. 막대 나선 은하는 정상 나선 은하를 나
타내는 기호에 막대를 의미하는 B(Bar)를 추가하여 SBa, SBb,
SBc로 표현한다. 타원 은하는 타원을 의미하는 E(Ellipse)와 편
평도를 의미하는 숫자 0~7을 결합하여 E0~E7로 나타낸다.
ㄱ. 우리은하는 중심부에 막대 구조가 있으므로 SB로 표현되는
ㄷ. (다)는 나선 은하이다. 나선 은하에서 젊은 별들은 주로 나선
팔에 분포하고, 나이가 많은 별들은 주로 은하 중심부와 헤일로에
분포한다.
04 퀘이사
퀘이사는 매우 멀리 있는 은하로, 적색 편이가 매우 크고 대부분
우주 생성 초기에 만들어졌다.
ㄱ. 퀘이사는 매우 멀리 있어 하나의 별처럼 보이지만 많은 별들
로 이루어진 은하이다.
ㄴ. (가)와 (나)에서 수소 방출선(Ha)이 고유 파장보다 긴 파장 위
치에서 나타나므로 적색 편이가 관측된다.
ㄷ. 적색 편이는 (가)의 퀘이사가 (나)의 나선 은하보다 훨씬 크다.
적색 편이가 클수록 후퇴 속도가 크므로 우리은하로부터 멀어지
는 속도는 (가)의 퀘이사가 (나)의 나선 은하보다 크다.
05 전파 은하와 세이퍼트은하
전파 은하는 강한 전파를 방출하는 은하로, 관측하는 방향에 따라
핵, 제트, 로브 구조가 관측된다. 세이퍼트은하는 대부분 나선 은
하의 형태로 관측되며, 전체 나선 은하 중 약 2`%가 세이퍼트은
하이다.
ㄱ. A는 보통의 은하보다 전파 영역에서 수백 배 이상의 에너지
를 방출하는 전파 은하이다.
ㄴ. B는 매우 밝은 핵과 나선팔 구조가 보이는 세이퍼트은하이
다. 세이퍼트은하는 일반적인 은하에 비해 중심핵이 유난히 밝고
㉠에 해당된다.
스펙트럼에서 폭넓은 방출선이 관측되는 특징이 있다.
ㄴ. (가)에서 비율이 가장 큰 은하는 ㉡ 정상 나선 은하로 은하 중
ㄷ. A와 B는 모두 중심부에 거대 블랙홀이 존재하는 특이 은하로
심부에 막대 구조는 없다.
활동성 은하(Active galaxy)라고도 한다.
ㄷ. 별의 분광형을 표면 온도가 높은 것부터 나열하면 O, B, A,
F, G, K, M형 순이다. 별은 표면 온도가 높을수록 파란색을 띠
고, 표면 온도가 낮을수록 붉은색을 띤다. (나)에서 타원 은하인
E0~E7의 분광형은 대부분 K형과 G형에 집중되어 있고, 나선
은하에는 K형, G형보다 표면 온도가 높은 F형의 비율이 타원 은
하에 비해 높다. 따라서 (가)에서 나선 은하인 ㉠과 ㉡보다 타원
은하인 ㉢에서 붉은색을 띠는 별의 비율이 높다.
03 은하의 특징
(가)는 불규칙 은하이고, (나)는 타원 은하, (다)는 나선 은하이다.
58
06 충돌 은하
가까운 곳에 위치한 두 은하는 서로 잡아당기는 중력에 의해 충돌
할 수 있다.
ㄱ. A와 B는 서로 가까워지고 있으므로 A에서 B를 관측하면 스
펙트럼에서 청색 편이가 나타난다.
ㄴ. A와 B의 충돌은 물질의 중력 효과에 의해 일어난다. 따라서
A와 B의 충돌은 두 은하에 존재하는 암흑 물질의 영향을 크게 받
는다.
ㄷ. 충돌 과정에서 성간운이 풍부한 지역에서 새로운 항성이 탄생
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한다. 따라서 새로운 항성의 생성 비율은 나선팔 영역이 은하 중
다 먼 곳에서 발견된다. 이렇게 먼 곳에서도 관측될 수 있으려면
심부에 비해 높다.
보통의 은하에 비해 훨씬 많은 양의 에너지를 방출해야 한다. 보
통의 퀘이사가 방출하는 에너지양은 우리은하가 방출하는 에너지
양의 100배 이상이다.
07 허블 법칙
허블 법칙은 은하들의 후퇴 속도(v)와 거리(r)의 비례 관계를 나
타낸 법칙으로 다음과 같이 나타낼 수 있다.
v=H_r (H: 허블 상수)
ㄱ. 허블 상수는 후퇴 속도(v)와 거리(r)의 관계를 나타낸 그래프의
기울기에 해당한다. 그래프에서 기울기는 약 67`km/s/Mpc이다.
v 4000`km/s
H= =
?67`km/s/Mpc
r
60`Mpc
ㄴ. ㉡에서 관측된 후퇴 속도는 12000`km/s이고, 흡수선의
파장(k)은 416`nm이다. 따라서 이 흡수선의 고유 파장(k¼)은
400`nm이다.
k-k¼
(c: 빛의 속도)
k¼
v
416-k¼
∴ k¼=400`nm
=;3Á0ª0¼0¼0¼0;=
c
k¼
ㄷ. 적색 편이는 후퇴 속도에 비례한다. 후퇴 속도는 ㉡이 ㉠의 3
v=c_
배이므로 적색 편이도 ㉡이 ㉠의 3배이다.
ㄷ. 정상 우주론에서는 우주가 팽창하더라도 새로운 은하가 생성
되어 은하의 개수 밀도가 일정하다고 주장한다. 따라서 정상 우주
론이 옳다면 단위 부피의 공간에 존재하는 퀘이사의 개수도 거리
에 관계없이 일정해야 한다.
10 우주 배경 복사
빅뱅 후 약 38만 년이 지났을 때 원자핵과 전자가 결합하여 중성
원자가 만들어졌다. 이후 빛이 물질의 방해를 받지 않고 우주를
자유롭게 진행할 수 있었다.
ㄱ. 우주 배경 복사는 하늘의 모든 방향에서 약 2.7`K 복사로 거
의 균일하게 나타난다. 방향에 따라 극히 미세한 온도 차가 있는
데 이 값은 10ÑÝ``K 미만이다.
ㄴ. (나)의 A에서는 빛이 전기를 띤 입자들과 상호 작용하여 자유
롭게 진행할 수 없었고, B에서는 빛이 중성 원자에 영향을 받지
않고 자유롭게 진행할 수 있었다. 따라서 A는 불투명한 우주, B
는 투명한 우주에 해당한다.
08 외부 은하의 거리와 후퇴 속도
은하의 크기를 알고 있다면 시지름을 측정하여 은하까지의 거리
를 알 수 있고, 스펙트럼에 나타난 적색 편이를 이용하여 후퇴 속
ㄷ. (가)의 우주 배경 복사는 초기 우주에서 중성 원자가 생성되면
서 빛이 자유롭게 진행할 수 있었던 B 시기에 형성된 빛이다.
도를 구할 수 있다.
11 우주의 물리량 변화
ㄱ. A와 B의 크기가 같으므로 시지름은 은하까지의 거리에 반비
④ 빅뱅 우주론에서는 우주의 모든 물질과 에너지가 매우 작고
례한다. 따라서 지구로부터의 거리는 A가 B의 2배이다.
뜨거운 한 점에 모여 있다가 대폭발이 일어난 후 팽창하면서 냉각
ㄴ. 거리가 먼 은하일수록 적색 편이가 크게 나타나므로 A에서
되어 현재와 같은 우주가 되었다고 주장한다. 따라서 우주의 크기
관측된 흡수선의 파장 변화량은 적색 편이가 더 크게 나타난 ㉠
는 시간에 따라 계속 증가하는 물리량 A에 해당하고, 우주의 온
이다.
도는 계속 감소하는 물리량 B에 해당한다. 한편, 단위 부피에 포
ㄷ. 은하까지의 거리와 후퇴 속도는 비례한다. 따라서 후퇴 속도
함된 암흑 에너지의 양은 일정하므로 우주가 팽창하더라도 암흑
는 A가 B의 2배이다.
에너지 밀도는 일정하다. 따라서 물리량 C는 암흑 에너지 밀도에
해당한다.
09 퀘이사의 공간 분포
퀘이사는 일반 은하보다 매우 밝기 때문에 아주 먼 곳에서도 발견
12 우주의 구성 요소
할 수 있다. 최근의 탐사 결과에 따르면, 퀘이사의 공간 분포는 정
현재 우주는 암흑 에너지 효과에 의해 가속 팽창하고 있으며, 시
상 우주론이 옳지 않다는 사실을 나타낸다.
간이 흐를수록 암흑 에너지 효과가 점점 더 우세해질 것으로 예측
ㄱ. 퀘이사의 개수 밀도는 적색 편이 2~3 사이(현재로부터 대략
하고 있다.
100억~110억 년 전)일 때 최대이고, 적색 편이가 이보다 작거나
ㄱ. 물질은 우주의 팽창 속도를 감소시키는 역할을 하고, 암흑 에
더 크면 개수 밀도는 감소한다. 따라서 적색 편이 2~3에 해당하
너지는 우주의 팽창 속도를 가속시키는 역할을 한다. tÁ에서 tª로
는 거리에 퀘이사가 가장 많이 분포하고 이보다 멀어지면 퀘이사
갈수록 암흑 에너지의 밀도가 물질의 밀도에 비해 상대적으로 커
의 분포가 감소한다.
지므로 우주의 팽창 속도는 감소하다가 어느 시점을 지난 후부터
ㄴ. 이 자료에 따르면 퀘이사는 적색 편이가 0.5(약 50억 광년)보
증가한다.
정답과 해설
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정답과 해설
ㄴ. (나)에서 A는 암흑 물질, B는 암흑 에너지, C는 보통 물질이
다. 전자기파와 상호 작용하는 우주의 구성 요소는 보통 물질인 C
이다.
ㄷ. 우주가 팽창할수록 물질(A와 C)의 밀도는 계속 감소하지만,
15 우주론과 관련된 관측 결과
(가)는 1990년대에 확인한 우주의 가속 팽창, (나)는 1960년대에
관측한 우주 배경 복사, (다)는 1929년에 허블이 관측한 우주 팽
창에 대한 설명이다.
암흑 에너지(B)의 밀도는 일정하게 유지된다. 따라서 우주가 팽
ㄱ. 시간 순서는 (다)의 허블 법칙 → (나)의 우주 배경 복사 관측
B의 밀도
창할수록
는 점점 증가한다.
A의 밀도+C의 밀도
→ (가)의 우주의 가속 팽창 확인이다.
ㄴ. (가)에서 관측된 우주의 가속 팽창은 척력으로 작용하는 암흑
에너지의 영향 때문인 것으로 추정하고 있다.
13 우주의 역사
대폭발 우주론에 따르면 우주가 팽창함에 따라 우주의 평균 온도
는 점차 낮아졌다.
ㄱ. 초기의 우주는 매우 뜨거운 상태였기 때문에 전자와 양성자가
ㄷ. (나)의 우주 배경 복사는 빅뱅 우주론이 옳다는 중요한 근거이다.
ㄹ. (다)의 허블 법칙은 우주 팽창이 우주 전역에서 균일하게 일어
나고 있음을 나타낸다. 이는 우리은하가 우주의 특별한 곳에 위치
해 있지 않다는 사실을 의미한다.
분리된 상태로 뒤섞여 있어서 빛이 자유롭게 진행할 수 없었다.
이때에는 빛이 물질로부터 분리될 수 없었으므로 우주 배경 복사
16 우주의 가속 팽창
는 형성되지 않았다. 이후 원자가 형성되는 (나) 시기의 시작 무렵
우주를 구성하는 물질의 인력 때문에 시간에 따라 우주의 팽창 속
부터 빛이 직진하면서 우주 배경 복사가 방출되었다. 이때는 빅뱅
도가 감소할 것이라고 예상하였으나, Ⅰa형 초신성 관측 자료를
이 있고 난 뒤 약 38만 년이 경과한 후이고 이때 방출된 우주 배
분석한 결과 우주가 가속 팽창하고 있음이 밝혀졌다.
경 복사는 3000`K 정도의 물체가 방출하는 빛으로 가시광선 영
ㄱ. 빛이 이동한 거리: 빛의 속도는 항상 일정하며, (가)~(나) 기
역의 빛이 우세했다.
간과 (나)~(다) 기간은 10억 년으로 같다. 따라서 두 기간 동안
ㄴ. 빅뱅 후 약 3분이 되었을 때 양성자와 중성자로부터 헬륨 원
빛이 이동한 거리는 동일하다.
자핵이 형성되었고, 우주의 나이가 약 38만 년이 되었을 때 수소
ㄴ. 빛의 파장 변화량: 공간이 팽창함에 따라 빛의 파장이 길어진
원자와 헬륨 원자가 생성되었다. 이때 형성된 수소와 헬륨 원자의
다. 즉, 빛의 적색 편이는 공간이 늘어난 정도를 나타내는 값이다.
질량비가 약 3：1이었으며, 이후 현재까지 이 비율이 거의 유지
우주가 가속 팽창하므로 같은 기간 동안 공간이 늘어난 정도는
되고 있다. (나) 이후 별 내부에서 수소 핵융합 반응에 의해 형성
(가)~(나) 기간보다 (나)~(다) 기간에 더 크다. 따라서 파장 변화
된 헬륨의 양은 우주 전체에 존재하는 헬륨의 양에 비해 상대적으
량은 (나)~(다) 기간에 더 큰 값을 갖는다.
로 매우 적기 때문에 (나) 시기의 비율이 현재까지 거의 유지된다
ㄷ. 암흑 에너지의 총량: 우주가 팽창하더라도 단위 부피당 암흑
고 할 수 있다.
에너지의 양은 일정하다. 따라서 암흑 에너지의 총량은 우주의 크
ㄷ. 우주 배경 복사가 형성된 이후 우주의 팽창으로 온도가 계속
기가 클수록 증가한다.
낮아졌다. 따라서 (나) 시기보다 (다) 시기에 우주 배경 복사의 온
도가 낮았다.
14 우주의 팽창 속도
17 우주의 급팽창
급팽창 이론(인플레이션 이론)은 빅뱅 직후 우주가 급격히 팽창했
다는 이론이다. 기존의 빅뱅 우주론에서 설명하기 어려운 여러 가
우주의 팽창 속도는 시기에 따라 달랐으며 초기 우주에서 가장 컸
지 문제점을 급팽창 이론으로 설명할 수 있다.
고, 그 이후 감소하다가 다시 증가하는 경향을 보인다.
ㄱ. (가)는 우주의 급팽창이 일어나기 이전 시기의 모습이다. 이
ㄱ. (가) 시기에 우주의 팽창 속도가 감소하고 있으나 여전히 우주
시기에는 원자핵이 존재하지 않았다.
는 팽창하고 있다.
ㄴ. (나)일 때 우주의 크기는 우주의 지평선보다 크다. 상호 작용
ㄴ. (나) 시기에 우주의 팽창 속도는 점점 증가하고 있으므로 우주
을 위한 정보 전달 속도는 빛의 속도보다 빠를 수 없으므로 (나)에
는 가속 팽창하고 있다.
서 우주는 전체적인 상호 작용이 불가능하다.
ㄷ. 단위 시간 동안 우주의 크기 변화는 우주의 팽창 속도를 의미
ㄷ. (가)에서 (나)로 우주가 팽창할 때, 우주의 크기는 우주의 지평
한다. 현재로부터 대략 65억 년 전에 팽창 속도가 가장 작은 시기
선 크기보다 더 빠르게 커졌다. 우주의 지평선이 팽창하는 속도는
가 있었으나 팽창이 멈춘 것은 아니므로 팽창 속도가 0인 시기는
빛의 속도에 해당하므로 이 기간 동안 우주는 빛보다 빠르게 팽창
없었다.
한 시기가 있었음을 알 수 있다.
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18 암흑 물질과 중력 렌즈
중력 렌즈 현상(gravitational lensing)은 멀리 있는 천체에서
q K q K
수 있다. C는 qK + qm =0.0+0.3=0.3이므로 우주의 밀도가
c
c
나온 빛이 중간에 있는 거대 질량의 천체에 의해 휘어져 보이는
q K q K
임계 밀도보다 작다. D는 qK + qm =0.0+1.0=1.0이므로 우
c
c
현상을 의미한다. 빛이 중력의 영향으로 경로가 휘어질 때, 마치
주의 밀도가 임계 밀도와 같다. 따라서 C는 열린 우주로 우주의
렌즈처럼 빛이 모아지는 현상이 나타난다.
곡률이 (-)이고, D는 평탄 우주로 우주의 곡률이 0이다.
ㄱ. 중력 렌즈 현상은 멀리 있는 은하와 지구 사이에 놓여 있는 은
ㄷ. 현재 우주는 평탄 우주이며, 암흑 에너지에 의해 가속 팽창하
하의 중력에 의해 나타난다. 따라서 (가)에서 중간에 위치해 있는
는 우주이다. 따라서 현재의 우주 특성을 잘 나타내려면, 우주의
은하에 암흑 물질의 양이 많을수록 중력 렌즈 현상이 잘 일어난다.
밀도가 임계 밀도와 같아야 하며, 암흑 에너지를 포함하고 있어야
ㄴ. (나)에서는 멀리 있는 천체 ㉠에서 나온 빛이 앞쪽에 놓여 있
한다. A~D 중 이런 특성에 가장 부합하는 모형은 A이다.
는 천체 ㉡에 의해 중력 렌즈 현상이 일어나 고리 모양으로 관측되
었다.
ㄷ. (나)에서 천체의 거리는 ㉠이 ㉡보다 멀다. 따라서 적색 편이
도 ㉠이 ㉡보다 크다.
19 Ⅰa형 초신성 관측
Ⅰa형 초신성은 일정한 질량에서 폭발하기 때문에 절대 등급이 일
정하다. 이를 이용하여 거리를 알아낼 수 있는데, 이 값을 적색
편이로 측정한 거리와 비교하여 우주의 팽창 속도 변화를 알 수
있다.
ㄱ. 후퇴 속도가 클수록 적색 편이가 크다. 따라서 Ⅰa형 초신성의
관측 자료로부터 후퇴 속도가 클수록 겉보기 등급이 크다는 것을
확인할 수 있다.
ㄴ. 그래프에서 관측되는 겉보기 등급과 ㉠(등속 팽창하는 우주에
서 예상되는 초신성의 겉보기 등급)의 차는 Ⅰa형 초신성의 적색
편이가 클수록, 즉 거리가 멀어질수록 대체로 커진다.
ㄷ. Ⅰa형 초신성의 거리가 멀수록 등속 팽창 우주에서 예상한 거
리보다 실제 거리가 더 멀어 어둡게 보인다. 이는 우주의 팽창 속
도가 과거에 비해 현재에 더 빠르다는 사실을 의미한다.
별해: 초신성의 겉보기 등급이 23등급일 때, 등속 팽창 우주에서
는 적색 편이가 약 0.6이 되어야 하는데, 실제 관측된 적색 편이
는 약 0.5이다. 이 차이는 초신성의 겉보기 등급이 클수록(더 과
거로 갈수록) 커진다. 따라서 과거로 갈수록 등속 팽창 우주에 비
해 적색 편이가 점점 작게 증가한다고 할 수 있으며, 이를 통해 우
주의 가속 팽창을 알 수 있다.
20 우주 모형 비교
평탄 우주는 우주의 곡률이 0인 우주이고, 평탄 우주에서 우주의
밀도는 임계 밀도와 같다. 물질의 밀도를 qm, 암흑 에너지의 밀도
를 qKk라고 하면, 우주의 밀도 q=qm+qK이다.
ㄱ. 우주의 밀도 q=qm+qK이다. A와 B는 암흑 에너지의 밀도
가 같지만 물질의 밀도는 A보다 B가 크다. 따라서 우주의 밀도
는 A가 B보다 작다.
ㄴ. 우주의 밀도와 임계 밀도를 비교하여 우주의 곡률을 알아낼
정답과 해설
수능특강(지구과학1)정답_13교-1.indd 61
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2021-01-07 오후 1:57:43
한눈에 보는
정답
EBS 수능특강 지구과학 Ⅰ
01 판 구조론과 대륙 분포의 변화
2점 수능 테스트
01 ④ 02 ⑤
08 ① 09 ③
03 ⑤ 04 ④ 05 ③
10 ④ 11 ③ 12 ③
3점 수능 테스트
01 ② 02 ①
08 ② 09 ②
03 ① 04 ② 05 ④
10 ① 11 ③ 12 ②
04 지구의 역사
본문 13~15쪽
06 ①
07 ③
본문 16~21쪽
06 ③
07 ②
01 ② 02 ⑤
08 ③ 09 ⑤
03 ③ 04 ⑤ 05 ②
10 ④ 11 ② 12 ②
3점 수능 테스트
01 ⑤ 02 ③
08 ① 09 ①
03 ① 04 ④ 05 ②
10 ③ 11 ② 12 ③
본문 29~31쪽
06 ⑤
07 ⑤
본문 32~37쪽
06 ①
07 ①
01 ⑤ 02 ⑤
08 ③ 09 ⑤
03 ① 04 ② 05 ④
10 ④ 11 ⑤ 12 ③
3점 수능 테스트
01 ① 02 ④
08 ⑤ 09 ②
수능특강(지구과학1)정답_13교-1.indd 62
03 ③ 04 ② 05 ③
10 ⑤ 11 ② 12 ②
03 ④ 04 ⑤ 05 ④
10 ④ 11 ⑤ 12 ③
3점 수능 테스트
03 ⑤ 04 ④ 05 ④
10 ④ 11 ② 12 ①
본문 61~64쪽
06 ①
13 ①
07 ③
14 ②
본문 65~71쪽
06 ④
13 ⑤
07 ④
14 ③
05 대기의 변화
2점 수능 테스트
01 ③ 02 ⑤
08 ② 09 ①
15 ① 16 ②
03 ③ 04 ⑤ 05 ①
10 ③ 11 ③ 12 ②
17 ③ 18 ① 19 ⑤
3점 수능 테스트
01 ② 02 ①
08 ② 09 ①
15 ② 16 ④
03 ② 04 ② 05 ①
10 ④ 11 ⑤ 12 ⑤
17 ③ 18 ③ 19 ④
본문 85~89쪽
06 ④
13 ③
20 ④
07 ④
14 ③
본문 90~99쪽
06 ④
13 ③
20 ③
07 ⑤
14 ⑤
06 해양의 변화
03 퇴적암과 지질 구조
2점 수능 테스트
01 ④ 02 ⑤
08 ④ 09 ④
15 ③ 16 ⑤
01 ② 02 ①
08 ⑤ 09 ②
02 판 이동의 원동력과 마그마 활동
2점 수능 테스트
2점 수능 테스트
본문 45~47쪽
06 ④
07 ①
본문 48~53쪽
06 ①
07 ③
2점 수능 테스트
01 ⑤ 02 ②
08 ② 09 ④
15 ③ 16 ④
03 ④ 04 ③ 05 ③
10 ⑤ 11 ① 12 ③
3점 수능 테스트
01 ④ 02 ⑤
08 ④ 09 ③
15 ⑤ 16 ①
03 ④ 04 ⑤ 05 ③
10 ② 11 ② 12 ④
본문 108~111쪽
06 ③
13 ②
07 ②
14 ①
본문 112~119쪽
06 ①
13 ④
07 ③
14 ③
2021-01-07 오후 1:57:44
한눈에 보는
정답
EBS 수능특강 지구과학 Ⅰ
07 대기와 해양의 상호 작용
2점 수능 테스트
01 ③ 02 ③
08 ⑤ 09 ③
15 ③ 16 ③
3점
03 ④ 04 ② 05 ①
10 ① 11 ⑤ 12 ③
본문 128~131쪽
06 ⑤
13 ②
07 ②
14 ②
03 ④ 04 ⑤ 05 ④
10 ① 11 ③ 12 ③
본문 132~139쪽
06 ③
13 ②
07 ①
14 ②
08 별의 특성
2점 수능 테스트
01 ③
08 ②
15 ③
22 ③
3점
01 ③
08 ③
15 ③
22 ③
02 ②
09 ①
16 ③
23 ⑤
03 ③ 04 ④ 05 ⑤
10 ⑤ 11 ⑤ 12 ③
17 ② 18 ③ 19 ③
24 ④
수능 테스트
02 ②
09 ②
16 ②
23 ①
수능특강(지구과학1)정답_13교-1.indd 63
2점 수능 테스트
01 ④ 02 ②
08 ⑤
03 ③ 04 ⑤ 05 ③
3점 수능 테스트
수능 테스트
01 ② 02 ③
08 ① 09 ⑤
15 ④ 16 ⑤
09 외계 행성계와 외계 생명체 탐사
03 ③ 04 ① 05 ②
10 ④ 11 ② 12 ③
17 ① 18 ② 19 ①
24 ④
01 ③ 02 ③
08 ③
03 ④ 04 ① 05 ⑤
본문 178~179쪽
06 ①
07 ①
본문 180~183쪽
06 ⑤
07 ①
10 외부 은하와 우주 팽창
본문 154~159쪽
06 ④
13 ⑤
20 ④
07 ①
14 ①
21 ①
2점 수능 테스트
01 ③ 02 ⑤
08 ① 09 ④
15 ① 16 ③
03 ① 04 ② 05 ⑤
10 ② 11 ④ 12 ③
17 ③ 18 ④ 19 ③
3점 수능 테스트
본문 160~171쪽
06 ②
13 ⑤
20 ④
07 ⑤
14 ③
21 ③
01 ③ 02 ④
08 ① 09 ④
15 ① 16 ⑤
03 ② 04 ② 05 ⑤
10 ② 11 ④ 12 ④
17 ③ 18 ④ 19 ①
본문 194~198쪽
06 ⑤
13 ④
20 ⑤
07 ②
14 ②
본문 199~208쪽
06 ①
13 ②
20 ⑤
07 ⑤
14 ②
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