• 탐구 영역 (지구과학) •

정 답

1	④	2	③	3	⑤	4	④	5	②
6	⑤	7	①	8	②	9	③	10	①
11	④	12	③	13	⑤	14	③	15	⑤
16	①	17	②	18	①	19	③	20	②

해 설

1. [출제의도] 은하의 형태에 따라 은하 분류하기

[해설] 허블은 외부 은하의 형태에 따라 타원은하, 나선 은하, 불규칙 은하로 분류하였다. 나선 은하는 다시 중심부를 관통하는 막대가 있는 막대 나선 은하와 그렇지 않은 정상 나선 은하로 구별한다.

2. [출제의도] 우주 팽창에 따른 물리량의 변화 이해하기

[해설] 빅뱅 우주론에 따르면 우주는 약 137억년 전 대폭발에 의해 물질과 에너지가 만들어졌고, 현재까지도 팽창을 지속하면서 우주의 온도와 밀도가 계속 감소하는 과정에 있다. 38만년 이후 생성된 우주 배경 복사는 우주가 팽창함에 따라 은하들 사이의 거리는 증가한다.

3. [출제의도] 허블 법칙을 그래프로 표현하고 해석하기

[해설] 허블 법칙은 외부 은하의 거리와 후퇴속도 사이의 관계로 [eqn: rmV=Hr] 로 주어진다. 여기서 [eqn: rmH] 는 허블 상수이며 그래프의 기울기에 해당한다. 허블 상수로 추론한 우주의 나이 [eqn: rmt= {1} /{H}] 로 나타난다.

4. [출제의도] 우주 배경 복사를 통한 우주거대구조 유추하기

[해설] 코비 망원경은 우주 배경 복사의 비균질성을 발견한 우주 망원경으로, 우주 배경 복사의 비균질성은 초기 우주의 물질 분포에 미세하게나마 불균일이 있었음을 의미한다. 결국 물질은 밀도가 높은 곳으로 모여들어 별과 은하를 만들었으며, 우주 거대 구조가 되었다.

5. [출제의도] 행성의 물리량 비교하기

[해설] 태양계를 이루고 있는 8개의 행성은 크기, 밀도, 구성 물질 등의 차이에 따라 지구형 행성과 목성형 행성으로 구분할 수 있다. 평균밀도는 질량과 반지름-3의 곱에 비례한다. 공전주기는 케플러 3법칙에 의해 궤도장반경이 클수록 길어진다. 표면온도는 궤도장반경(태양으로부터의 거리)과 대기성분으로 유추할 수 있다.

6. [출제의도] 태양계 형성 과정 이해하기

[해설] 성운설에서 중심부근의 원반에서는 중력 수축 및 미행성체들과 충돌할 때 발생한 열로 인해 가벼운 기체들이 달아나고 무거운 원소들이 남아 지구형 행성을 만들게 된다. 이때 만들어진 행성들의 공전 방향은 태양의 자전 방향과 일치하며 공전궤도면도 거의 일치한다.

7. [출제의도] 표준화석으로 지질시대 이해하기

[해설] 각 지질시대에 번성한 대표적인 표준화석으로 고생대의 삼엽충, 중생대의 암모나이트, 신생대의 화폐석을 나타낸 것이다. 출현한 시기는 삼엽충, 암모나이트, 화폐석 순이며, 모두 바다에서 번성하였다. 공룡은 중생대에 번성하였으므로 삼엽충 화석과 함께 발견될 수 없다.

8. [출제의도] 관측한 자료로 달의 운동 분석하기

[해설] (가) 에서 관측되는 초승달은 서쪽하늘로 기울어져 있으므로 해질 무렵 관측한 것이고, (나) 에서는 A ～ B 사이에 위치한다. 항성월은 항성을 기준으로 지구 주위를 한 바퀴 공전하는데 걸리는 시간이다.

9. [출제의도] 지구 공전에 케플러 법칙 적용하기

[해설] 지구와 태양 사이의 거리를 이용하여 태양에 대한 지구의 상대적 위치를 가늠하면, A는 근일점, C는 원일점이 된다. 따라서 지구의 공전속도는 케플러2법칙에 의해 A 부분이 가장 빠르며, 태양의 시직경은 가장 가까이 있을 때인 A 시기에 가장 크다.

10. [출제의도] 엘니뇨의 원인과 영향 이해하기

[해설] 엘니뇨는 적도부근 동태평양의 수온이 평년보다 높아지는 현상이다. 평상시보다 무역풍이 약해져 따뜻한 해수가 동쪽으로 흘러가고 동태평양의 용승이 줄어든다. 수온이 높아진 동태평양은 상승 기류가 발생하여 폭우나 홍수 등이, 수온이 낮아진 서태평양은 심한 가뭄이 나타나는 등 기후 변화가 나타난다.

11. [출제의도] 푸코 진자 진동면으로 지구의 자전

증거 이해하기

[해설] 푸코 진자의 진동면 변화는 지구 자전의 증거이다. 진동면 변화는 북반구에서는 시계방향으로 변한다. 8 시간 동안 60° 움직이므로 360° 움직이는 데는 48 시간이 걸린다.

12. [출제의도] 초기 지구의 진화 과정 추론하기

[해설] 원시 지구 초기에는 수많은 미행성체와의 충돌로 지구의 크기가 점점 커지고 충돌 과정에서 발생한 엄청난 열로 인하여 원시 지구는 마그마의 바다로 변했다. 마그마 속의 철과 니켈 등의 무거운 성분들은 지구 중심으로 가라앉아 핵을 이루고, 가벼운 규산염 물질들은 위로 떠올라 맨틀을 형성하였다. 미행성체의 충돌이 줄어들면서 지구의 온도는 점점 내려가 표면이 식어 원시 지각을 형성하였다. 이 때 대기 중 수증기 응결에 의한 강수현상으로 낮은 곳에 원시바다를 형성하였다.

13. [출제의도] 지질 시대의 대기 진화 과정 이해하기

[해설] 그림의 A 는 질소로 지질 시대 동안 그 양의 변화가 거의 없으며 현재 가장 풍부하다. 원시 지각 형성 이후 바다가 형성되면서 대기 중의 이산화탄소가 바닷물에 녹아들어 탄산염 암석을 만들었다. 원시바다에서 출현한 생명체는 빠르게 진화하여 약 25억 년 전에는 바다 속에서 광합성을 하는 남조류 등이 나타났다. 이들 생물이 광합성을 함으로써 대기 중의 산소량이 급격히 증가하였다.

14. [출제의도] 관측 자료를 통한 일식 현상 이해하기

[해설] 이 일식은 해 뜬 직후 발생하였으므로 동쪽하늘에서 관측되었으며 태양의 오른쪽부터 달에 의해 가려지기 시작하였다. 일식은 달이 삭일 때 발생할 수 있다.

15. [출제의도] 질량에 따른 별의 진화과정 이해하기

[해설] 원시 성운에서 중력수축으로 온도가 상승하여 수소 핵융합반응이 일어나고 비로소 별이 탄생한다. 별은 질량의 크기에 따라 다양한 진화의 경로를 거치게 되는데, 태양과 같은 질량의 별은 주계열 단계를 거쳐 적성거성, 백색왜성으로 진화하며, 보다 무거운 별은 다양한 핵융합 반응을 거쳐 중심부에 무거운 원소를 만든다.

16. [출제의도] 행성에 대기가 존재할 수 있는 조건 분석하기

[해설] 행성의 대기가 어떤 기체로 구성될 수 있는지는 기체 분자의 평균 운동 속도와 행성의 탈출 속도를 비교하여 결정할 수 있다. 300K일 때 평균 운동속도는 기체 A가 B보다 크며, 표면온도 713K일 때 기체 A, B 모두 평균 운동 속도의 10배 값이 행성 P의 탈출속도보다 크므로 탈출할 수 있다.

17. [출제의도] 지구 자기권의 생성과 역할 이해하기

[해설] 지구 자기의 생성 원인은 주로 외핵의 운동과 관련이 있다. 지구 자기권은 지구 밖에서 날아오는 고에너지 입자로부터 지구의 생명체를 보호해 주는 방어막 역할을 한다. 그 과정에서 고에너지 입자가 지구의 상층 대기 입자와 충돌하여 발생하는 현상이 오로라이다. 태양활동이 활발할수록 고에너지 입자의 유입이 많으므로 오로라는 더 자주 발생한다.

18. [출제의도] 지구계에서 탄소의 순환 이해하기

[해설] 화석연료의 연소, 화산폭발 등으로 지권 내의 탄소는 기권으로 이동한다. 대기 중의 이산화탄소는 광합성을 통해 생물권으로 이동한다. 이산화탄소는 수온이 높아지면 바다로 용해되는 양보다 방출하는 양이 더 많다.

19. [출제의도] 지구중심설과 태양중심설 비교하기

[해설] 갈릴레이가 쓴 ‘두 우주 체제에 대한 대화’에 등장하는 심플라치오는 지구중심설, 살비아티는 태양중심설을 주장하고 있다.

20. [출제의도] 별의 스펙트럼 변화를 통한 지구의

공전 이해하기

[해설] 황도 12궁에 위치한 항성은 접근과 후퇴가 6개월 간격으로 나타나게 된다. 따라서 (가) 별의 스펙트럼 변화는 1년 주기로 3월에는 적색편이가 9월에는 청색편이가 나타난다. 따라서 (가)의 별은 (나)의 그림에서 지구의 공전 방향을 고려할 때 쌍둥이자리 부근의 별이 된다.