레벨 B2 – 중고급CEFR B2
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새로운 연구는 마그마 분출의 성격을 결정하는 데 전단력의 역할을 제시했다. 전통적으로는 마그마가 상승하며 주변 압력이 낮아질 때 깊은 곳의 용해된 가스가 방울을 만들어 폭발적 분출을 일으킨다고 설명했다. 반면 이번 연구는 관(마그마 통로) 내부의 흐름 차이, 즉 전단이 독립적으로 방울을 생성할 수 있음을 보여준다.
연구팀은 점성이 큰 용융암 유사 액체를 이산화탄소로 포화시켜 실험을 진행했다. 전단을 임계값 이상으로 증가시키면 가스 방울이 갑자기 형성되었다. 초기 가스 과포화가 클수록 필요한 전단은 더 작았고, 이미 존재하는 방울은 주변에서 추가 방울 생성을 촉진했다. 컴퓨터 시뮬레이션은 통로 벽을 따라 흐르는 점성 마그마에서 강한 전단이 이 현상을 잘 일으킨다고 보였다.
이 메커니즘은 여러 결과를 설명한다. 전단이 많으면 가스가 먼저 빠져나가는 탈기 채널이 만들어져 가스 많은 마그마가 조용히 분출할 수 있다. 반대로 전단으로 많은 방울이 생기면 가스가 급히 축적되어 폭발이 일어날 수 있다. 1980년 마운트 세인트헬렌스의 분화는 매우 느린 용암 흐름과 강한 전단으로 시작해 이후 산사태로 압력이 급격히 떨어지며 폭발한 사례로 설명된다.
연구진은 이 발견이 활화산 위험성을 더 잘 이해하는 데 중요하다고 말한다. ETH 취리히의 올리비에 바흐만 등은 화산 모델에 통로 내 전단력을 반영해야 한다고 제안했다.
어려운 단어·표현
- 전단력 — 물체 내부 부분들이 미끄러질 때 생기는 힘전단력의
- 점성 — 액체 흐름에 저항을 주는 성질점성이
- 과포화 — 정상보다 더 많은 가스를 포함한 상태과포화가
- 탈기 채널 — 마그마에서 가스가 빠져나가는 통로탈기 채널이
- 용융암 — 녹아서 액체가 된 암석
- 포화시키다 — 액체나 기체로 완전히 채운 상태로 만들다포화시켜
- 촉진하다 — 어떤 일이 더 빨리 일어나게 돕다촉진했다
- 임계값 — 어떤 현상이 일어나기 위한 최소한의 수준
팁: 글에서 강조된 단어에 마우스를 올리거나 포커스/탭하면, 읽거나 들으면서 바로 간단한 뜻을 볼 수 있습니다.
토론 질문
- 연구진은 통로 내 전단력을 화산 모델에 반영해야 한다고 제안했다. 이런 변경이 화산 위험성 예측에 어떤 영향을 줄 수 있을까? 이유를 말하라.
- 전단으로 인해 가스가 먼저 빠져나가 조용히 분출하는 경우와, 전단으로 많은 방울이 생겨 폭발로 이어지는 경우의 차이는 무엇이라고 생각하는가? 어떤 조건이 결과를 바꿀까?
- 이 연구 결과를 바탕으로 화산 관측에서 새로 측정하거나 주목해야 할 지표가 있다면 무엇일지 제안하고, 그 이유를 설명하라.
