2010학년도 6평 지구과학II 문제 선별 및 풀이

지2 자료들이 너무 빈약해서 그동안 평가원 지구과학 1/2에서 기출되었던 문제 중 현 지구과학2 교육과정에 맞는 문제들을 선별하여 작성해 보려고 합니다.

일반 학생이 작성하는 것이므로 오류가 있을 수 있으며, 댓글로 지적해 주시면 좋겠습니다.

지구 내부의 물리량에 대한 문제입니다.

이 당시에는 친절하게 어떤 그래프가 어떤 물리량인지 주었지만 현 지구과학2 선택자라면 그래프를 보자마자 어떤 물리량인지 알 수 있어야 할 것이고, 최댓값이 어느 지점에서 나오는지, 증감 및 증감의 비율이 어떠한지까지 세세히 알고 있어야 합니다.

ㄱ. 그래프상으로나 상식상으로나 틀립니다. 지구 내부로 갈수록 온도는 증가합니다. 해당 그래프에서 감소하는 것은 깊이당 온도 증가량(지온 구배율)입니다.

ㄴ. 그래프상에서 보면 밀도가 급격히 변하는 깊이가 존재합니다.

일반적으로 밀도는 불연속면에서 급격히 변화합니다.

ㄷ. 지구의 층상 구조를 알아냈던 방식들은 암기하고 있는 것이 좋습니다.

직접 시추해서 알아낸 것은 아니고, 대개 지진파를 사용하였습니다. 110도 P파, S파의 암영대 구역... 다 아시죠?

따라서 답은 ㄴ, ㄷ입니다.

지각 평형설에 대한 문제입니다.

요즘에는 로gh를 활용한 정량적 계산 문제가 자주 출제되지만, 이 당시에는 정성적으로 개념을 묻는 문제가 많이 출제되었나 봅니다.

개념적인 부분은 생략하고, 간결히 정리하면

ㄱ. 대륙 지각이 풍화를 받아 침식되면 모호면에 작용하는 압력이 감소하므로, 융기를 통해 지각 평형을 다시 맞추게 됩니다. 즉, 모호면이 상승합니다.

ㄴ. 대륙 지각 위에 빙하가 성장하면 모호면에 작용하는 압력이 증가하므로, 침강을 통해 지각 평형이 다시 맞춰집니다. 즉, 모호면이 하강합니다.

ㄷ. 이 선지가 좀 애매한 것 같습니다. 개념적으로 보면, 지각 평형설은 조륙 운동과 관련되어 있는데, 조륙 운동은 수직적인 운동으로서 일반적으로 조산 운동에 많이 적용되는 횡압력과는 거리가 있습니다. 

해설지 상에서도, 습곡 산맥이 형성될 수 있으나 지각이 융기하거나 침강하는 조륙 운동은 일어나지 않는다고 되어 있네요.

하지만, 현 교육과정에서 위와 같이 문제가 나오면 상당히 논란이 될 수도 있겠다는 생각이 듭니다. 물론 개념적으로는 위의 설명이 맞긴 한데, 횡압력의 작용으로 습곡 산맥이 형성되면 형성된 습곡 산맥으로 인해(배사 구조 부분이겠죠) 모호면에 작용하는 압력이 증가하게 되므로, 모호면의 깊이는 증가하게 됩니다.

이는 다르게 말하면, 향사 구조 부분에서는 모호면의 깊이가 감소할 수도 있다는 이야기인데... 제가 출제위원은 아니므로 위와 같이 생각하는 것이 출제 의도에 맞는지는 잘 모르겠지만 조금 선지가 지엽적으로 보이긴 하네요.

여튼 답은 ㄱ입니다.

복사 평형에 대한 문제입니다.

ㄱ. 빙하 면적이 넓어지면 당연히 반사되는 태양 복사 에너지도 증가합니다.

ㄴ. 낚시의 의도가 다분한 문제입니다.

이산화 탄소는 분명 온실 효과를 유발하는 데 핵심적인 역할을 하는 기체입니다만, B 과정은 태양 복사 에너지가 대기를 통과하는 동안 수증기와 구름에 흡수되는 과정이므로 이산화 탄소는 많은 역할을 한다고 보기 어렵습니다.

사실 저도 낚였는데, 이산화 탄소는 '온실 효과'에 많은 역할을 한다.. 정도로 알아 두시는 게 좋을 것 같습니다.

ㄷ. C 과정은 지구 복사 에너지가 대기에 흡수되는 과정으로서, 여기서는 이산화 탄소가 큰 역할을 담당합니다. 당연히 C 과정이 활발해지면 대기가 지표로 다시 방출하는 에너지가 증가하므로 지표면 기온이 상승합니다.

즉, 답은 ㄱ,ㄷ입니다.

ㄱ,ㄴ,ㄷ 선지가 있었다면 엄청 낚였을 것 같네요.

대기 대순환과 제트류에 대한 문제입니다.

ㄱ. 30도~60도 사이에 나타나는 페렐 순환은 극 순환/해들리 순환에 의해 발생하는 간접 순환입니다.

ㄴ. 자료에서 주어지지 않더라도 상식으로 알아 두면 좋은 내용입니다. 자료를 보면, 고위도로 갈수록 대류권 계면의 높이가 줄어들고 있습니다.

물론.. 도함수의 부호를 안 줬는데 0도 부근부터 감소인 걸 어떻게 아냐! 라고 하실 수도 있는데, 지구과학 문제 특성상 저런 식으로 틀리게 하지는 않습니다.

ㄷ. 사실.. 제트류라고 말만 줬지 자료 해석 문제입니다. 누가 봐도 한대 전선 제트류가 위치한 곳의 지표 부근에서 공기가 상승하고 있으므로, 수렴하고 있습니다. (수렴해서 공기가 많으니까 올라가겠죠?)

따라서 답은 ㄱ, ㄴ입니다.

(흘러야 할 텐데 아닌가 싶습니다. 이게 피동의 잘못된 사용..?)

문제 난이도가 너무 쉬워서 가져올까 고민되었는데 어쨌든 기출이므로 가져왔습니다.

당연히 A - B- C입니다. 답은 1번.

지상풍에 대한 문제입니다.

지상풍에서 마찰력이 어떤 역할을 하는지 알아야 합니다. 원래대로라면 지균풍이나 경도풍처럼 불었어야 할 바람이, 지상에서는 마찰력의 작용으로 인해 비스듬히 불게 됩니다.

자료를 보면, 높이가 증가할수록 바람은 동쪽으로 편향되고 있고, 일반적으로 1km 부근 위를 마찰력을 무시할 수 있는 자유 대기로 정의하므로, 1km 부근에 가까운 높이 800m 부근의 바람이 동쪽으로, 직선 형태로 불고 있는 것을 고려한다면 '아 지균풍이면 동쪽으로 불겠네~'라고 생각할 수 있습니다. (발문에서도 상공에 부는 지균풍이라고 했으니까요)

ㄱ. 동일한 높이에서 풍속이 (나)가 더 빠르기도 하고, 방향도 (나)가 더 동쪽이므로 (마찰력에 의해 덜 편향되었다는 뜻)

(가)의 마찰력이 동일 높이에서 (나)보다 크다고 할 수 있습니다.

ㄴ. 일반적으로는 지상풍을 1km 부근까지 나타난다고 보는데, 이건 말 그대로 '대략' 보는 것이기 때문에 지점마다 이 높이가 달라질 수 있습니다. ㄱ 선지를 통해 (가) 지점의 마찰력이 더 크다는 것을 알고 있으므로, (가) 지점에서 더 높은 높이까지 지상풍이 발생한다고 추측할 수 있습니다.

ㄷ. 당연히 맞습니다. 점점 방향이 오른쪽으로 돌아가고 있고, 풍속도 증가하고 있습니다.

따라서 답은 ㄱ,ㄴ,ㄷ입니다.

조석에 대한 문제입니다. 이것도 거를까 하다가 가져왔습니다.

(1) 13~14일 경은 조차가 매우 크기 때문에 사리입니다.

(2) 그래프만 봐도 아니라는 것을 알 수 있습니다. 우리나라에서 조석의 형태는 반일주조와 혼합조가 합쳐진 형태라서 저렇게 나타납니다. 즉 답은 2번입니다.

(3) 20일 경은 조금에 해당하므로, 달의 위상은 상현이나 하현입니다.

(4) 사리와 조금은 태양과 달이 해수를 당기는 방향이 같은지의 여부에 따라 발생합니다. 즉, 달의 공전 때문입니다.

(달은 지구 주위를 돕니다. 태양 주위를 도는 게 공전이라고 착각하시면 안 돼요)

(5) 이것 역시 지구의 자전 때문이 맞습니다. 달이 해수를 당기는 방향은 하루 동안 거의 비슷한데, 지구가 돌아가면서 해수가 올라가는 지역, 내려가는 지역이 발생하게 됩니다. 

즉 답은 2번입니다.

편서풍 파동에 대한 문제입니다.

지금도 자주 교과서에 쓰이는 실험인데, 이 때도 쓰였던 유서깊은 실험이었나 봅니다.

편서풍 파동이 왜 발생하는지에 대해서 알고, 이 실험에 대해서도 어느 정도 알아야 수월히 풀 수 있는 문제입니다.

위도별로 온도가 달라서 공기가 가열되는 정도가 다르고, 때문에 등압면이 수평적으로 분포하지 않고 기울기를 가지며 분포하게 됩니다. 이 때문에 기압 경도력이 발생하고, 전향력이 작용해서 우리가 아는 편서풍 파동이 만들어집니다.

이 실험을 배울 때, 회전 속도를 낮추면 해들리 순환의 모양이 관찰되고, 높이면 우리가 아는 편서풍 파동이 만들어진다고 배웁니다. 이는 전향력의 작용 때문인데, 이 정도는 미리 알고 가면 좋습니다.

ㄱ. 위도별 온도 차이를 심화하기는 커녕 낮추고 있습니다. 기압 경도력의 생성에 도움이 되질 않습니다. 북극을 뜨겁게 만들면 안 되죠.

ㄴ. 위도별 온도 차이를 심화하는 방안입니다. 이는 기압 경도력의 생성에 도움이 되므로, 맞습니다.

ㄷ. 위에서 언급했듯 전향력을 심화하는 데 도움이 됩니다. 맞습니다.

즉, 답은 ㄴ,ㄷ입니다.

단열선도에 대한 문제입니다.

ㄱ. A층의 기온은 누가 봐도 건조 단열선보다는 덜 가파르고, 습윤 단열선보다는 가파릅니다. 즉 조건부 불안정층입니다.

ㄴ. B는 역전층입니다. 역전층은 매우 안정한 것이 특징이므로 오염 물질의 확산이 잘 일어나지 않습니다. 여기서 많이 쓰이는 낚시가 '오염 물질의 확산 없음 = 오 그럼 거기 사는 사람들 좋겠네요' 입니다. 확산이 일어나지 않으면 그쪽 사는 사람들은 더욱 고통받습니다. 퍼져 나가지 않으니까요..

ㄷ. 높이가 증가할수록 기온이 이슬점에 점점 다가가고 있습니다. 즉, 상대 습도는 커지고 있습니다.

따라서 답은 ㄱ, ㄷ입니다.

유서 깊은 국밥 그래프입니다.

ㄱ. 그래프가 없어도 알아야 합니다. 심해파는 파장이 증가할수록 속도가 증가합니다.

ㄴ. 역시 그래프가 없어도 알아야 합니다. 천해파는 해저의 마찰의 영향을 받으므로, 해안 가까이 올수록 속도가 느려집니다. v=sqrt(gh)로 보셔도 됩니다.

ㄷ. 그래프로 보시면 됩니다. 심해파가 천해파보다 y축 값이 더 크므로 속도가 빠릅니다.

즉, 답은 ㄱ, ㄴ, ㄷ입니다.

지금은 너무 당연하게 알아야 하는 내용인데 이 때는 18번에 배치되었네요.

지구의 중력에 대한 문제입니다.

ㄱ. 당연히 아닙니다. 원심력이 작용하므로 만유인력의 방향과 다릅니다.

ㄴ. 원심력이 가장 세게 작용하는 곳이므로 같을 수가 없습니다. 극에서는 같습니다. 원심력이 작용하지 않으니까요.

ㄷ. 중력의 크기는 극에서 가장 큽니다.

따라서 답은 ㄷ입니다.

공기의 단열 변화에 대한 문제입니다.

상승 응결 고도를 구해 보면, A는 0.5km, B는 1km입니다. 공기가 단열 변화할 때 상승 응결 고도 아래까지는 건조 단열 감률에 따라, 위부터는 습윤 단열 감율에 따라 변화하는 것을 이용하면 됩니다.

x축이 기온이었다면 더없는 날먹 문제가 되었을 텐데, 절대 습도입니다.

절대 습도는 부피당 수증기량인 것 다들 아시죠? 공기가 상승하면 팽창하게 되므로 단위 부피당 수증기량은 감소하여 자연히 절대 습도는 감소합니다.

그런데 습윤 단열 감률로 감소할 때는, 상대 습도가 100%인 상태가 유지되므로 남는 양의 수증기가 응결하게 됩니다. 즉, 건조 단열 감률로 감소할 때보다 더욱 급격히 절대 습도가 감소합니다.

절대 습도와 이슬점이 비슷한 관계를 가진다는 사실을 이용해 풀어도 되긴 합니다. 실제로 해설지에도 그렇게 나와 있고요. 하지만 절대 습도와 이슬점이 비례한다고 외우는 것은 많이 위험합니다. 실제로 이 내용으로 거하게 통수를 쳤던 적이 있는 평가원이니까요.

이와 관련된 자료를 첨부합니다.

한국교육과정평가원 수학능력시험본부 소속이신 분께서 저술에 참여하신 

"절대 습도와 이슬점 온도의 관계에 대한 지구과학 예비 교사들의 인식(2019.12)" 논문입니다.

읽어 보시면 도움이 될 듯 합니다.

(링크 : https://www.koreascience.or.kr/article/JAKO201911464522098.pdf)

어쨌든, 답은 2번입니다. 상승 응결 고도와 절대 습도의 변화율을 이용하면 됩니다.

등압면, 지균풍에 대한 문제입니다.

등온선이 나타나 있는 것을 바탕으로 차근차근 자료를 해석해 봅시다.

지구과학에서는 어느 정도 선지의 배열을 따라가면 추론에 도움이 되는 경우가 많습니다.

ㄱ. 등온선을 참고하면, 북쪽이 같은 높이에서 남쪽보다 기온이 낮다는 것을 알 수 있습니다.

ㄴ. 위를 바탕으로 할 때, 당연히 북쪽이 더 차가우니까 공기층이 덜 팽창할 거고, 때문에 동일한 높이에서 기압이 더 높것입니다. 이를 활용해서 등압면을 그리면 북쪽으로 기울어져 있을 것이므로, 기압 경도력은 북쪽으로 작용합니다.

저는 위처럼 풀었는데, 해설지는 지균풍이 서에서 동으로 분다는 조건을 사용했네요. 북반구에서 기압 경도력의 직각 오른쪽 방향으로 지균풍이 분다는 사실을 이용하면 됩니다.

ㄷ. 위의 사실들을 종합해서 판단해 봅시다. 등압면은 수평으로 되어 있지 않고 기울어져 있습니다. 때문에 일정한 높이로 비행하기 어렵습니다. 남쪽으로 비행하고 있으므로 비행기의 고도는 상승하겠네요.

이 당시에는 천체 내용이 지1에 있었기 때문에, 분량 및 시간상 천체에 관련된 문제는 나중에 선별해서 시간이 된다면 올려 보도록 하겠습니다.

긴 내용 도움이 되었으면 좋겠네요, 올해 지2 응시자들 정말 적다던데 다들 파이팅했으면 좋겠습니다.

그럴 일은 없겠지만 조회수 너무 늘어나면.. 등급컷 올라가려나요??ㅎㅎ 농담입니다 파이팅해요