안녕하세요.
제주도에서 중·고등학생을 대상으로 개인&그룹 과학수업을 하고 있는 달빛과학 입니다.
뜨거운 마그마가 지표면으로 분출되어 흐르는 사진입니다.
마그마가 흐르다가 바다, 호수, 강을 만나면 식어서 암석이 되겠지요.
이렇게 마그마가 식어서 만들어지는 암석을 '화성암'이라고 합니다.
지난 포스팅에서 공부했었죠.
이번 시간에는 화성암의 특징과 종류에 대해서 알아보겠습니다.
암기할 부분도 있으니 내용을 잘 정리해두세요 ^^
*** 화성암 [igneous rock , 火成岩]
- 한자 뜻 풀이: 불 火, 이룰 成, 바위 岩
- 마그마가 식어서 만들어진 암석
■ 화성암의 분류
화산에서 마그마가 분출되는 모습을 간단하게 그림으로 나타냈습니다.
위치A 처럼 지표면으로 흘러나와 빠르게 식어 만들어지는 화성암이 있고,
위치B 처럼 지하 깊은 곳에 남아서 천천히 식어서 생성되는 화성암이 있겠죠.
이렇게 마그마가 식는 위치와 식는 속도(냉각 속도)에 따라서 화성암을 두 종류로 분류할 수 있어요.
▶ A위치 - 화산암 [volcanic rocks , 火山岩]
마그마가 지표면으로 분출되어 빠르게 식어 만들어진 화성암을 '화산암'이라고 합니다.
'화산암'에서 '화산'이란 단어는 우리가 알고있는 마그마 폭발을 일으키는 화산입니다.
화산암의 특징은 결정이 매우 작다는 겁니다.
그 이유는 냉각 속도가 빠르기 때문에 결정 입자가 모일 시간이 짧기 때문입니다.
이렇게 작은 결정을 가진 암석을 '세립질(細粒質)'이라고 표현합니다.
(한자 뜻: 가늘다 細, 입자 粒)
▶ B위치 - 심성암 [plutonic rocks , 深成岩]
마그마가 지하 깊은 곳에서 천천히 식어 만들어진 화성암을 '심성암'이라고 합니다.
[한자 뜻: 깊을 심(深), 만들어질 성(成)]
심성암은 결정이 큰 특징이 있습니다.
그 이유는 화산암과 반대로 냉각 속도가 느리기 때문에 결정 입자가 모일 시간이 충분하기 때문이에요.
큰 결정을 가진 암석을 입자가 크다고 해서 '조립질(粗粒質)'이라고 표현합니다.
(한자 뜻: 크다 粗, 입자 粒)
화성암의 종류와 포함관계를 다시 봅시다.
특히 '화성암'과 '화산암'의 이름이 같아서 많이 혼동하게 되는데요,
포함관계를 확실하게 정리해 두시길 바래요.
■ 화성암
- 마그마가 식어서 만들어진 암석
▶ 화산암
- 화성암 中 마그마가 지표면에서 빠르게 식어서 만들어진 암석
- 결정 크기가 작다 (세립질)
▶ 심성암
- 화성암 中 마그마가 지하 깊은 곳에서 천천히 식어서 만들어진 암석
- 결정 크기가 크다 (조립질)
*** 화산암의 종류
대표적인 화산암에는 유문암, 안산암, 현무암이 있습니다.
색깔이 어두운 것부터 사진을 보겠습니다.
암석의 색깔이 어두운 것은 '철, 마그네슘' 원소가 많이 포함된 광물로 이루어져 있기 때문이란 것도 한 번 더 기억해주세요.
■ 현무암 [basalt , 玄武岩]
현무암은 대표적인 화산암입니다.
달빛과학이 있는 제주도에서 정말 흔하게 볼 수 있죠.
유명한 용담 해안도로에 펼쳐져있는 검은 암석들이 현무암입니다.
여러분이 잘 알고있는 것처럼 제주도는 한라산이 폭발하면서 만들어진 섬입니다.
마그마가 지표로 분출되어 흘러나와 차가운 바다를 만나면 정말 빠르게 식겠지요?
이렇게해서 만들어진 암석이 바로 현무암입니다. 그렇기 때문에 제주도에 흔하죠.
돌하르방을 떠올려보세요.
■ 안산암 [andesite , 安山岩]
안산암은 현무암보다 어두운색 광물이 적게 포함되어서 현무암보다 밝은 색을 가진 화산암입니다.
■ 유문암 [rhyolite , 流紋岩]
색깔이 매우 밝죠?
유문암은 화성암 중에서 매우 밝은 색깔의 암석입니다.
*** 심성암의 종류
대표적인 심성암에는 화강암, 섬록암, 반려암이 있습니다.
역시 색깔이 어두운 것부터 사진을 보겠습니다.
그리고 심성암은 결정 크다는 특징도 가지고 있으니 사진을 잘 살펴봐주세요.
■ 반려암 [gabbro , 斑糲岩]
결정이 눈에 보일만큼 크고, 비교적 어두운 색입니다.
■ 섬록암 [diorite, 閃綠岩]
섬록암은 반려암보다 밝은 색의 광물이 더 많이 포함되어 있네요.
■ 화강암 [granite , 花崗岩]
심성암 중 가장 밝은 색 암석인 화강암입니다.
화강암은 매우 단단하고 풍화 작용에 강하기 때문에 건축물, 비석, 탑의 재료로 쓰이는 암석입니다.
경주 문화 유적인 석굴암도 화강암으로 만들어졌습니다.
대리석에 비해 단단해서 조각이 힘든 화강암을 사용하여 이렇게 정교하고 아름다운 작품을 만든 신라인의 조각 기술에 감탄을 금할 수가 없습니다.
참고로 설굴암은 국보 제24호로 지정되어 있고, 유네스코 세계문화유산이기도 합니다.
★ 표 암기하기
위 내용을 정리해서 표로 정리했습니다.
아래 표는 꼭 암기하도록 하세요.
빈 칸 암기표는 포스팅 맨 아래에 두었으니 여러번 눈으로 빈 칸을 채워보세요.
*** 스테아르산 냉각 실험
■ 스테아르산 [stearic acid]
스테아르산은 지방산의 일종입니다.
소고기 국을 냉장고에 두면 위에 하얀 기름 덩어리가 둥둥 뜨죠?
그런 지방 덩어리 종류 중 하나라고 생각하시면 쉬워요.
스테아르산은 양초, 화장품 크림을 만드는데도 사용되는 물질입니다.
고체 상태의 스테아르산 사진입니다.
■ 냉각 실험
이 스테아르산을 녹여서 냉각 속도에 따른 결정 크기를 비교하는 실험을 합니다.
앞에서 화성암의 결정 크기가 마그마의 냉각 속도에 따라서 달라진다고 배웠는데요,
우리가 마그마로 직접 실험을 할 수 없기 때문에 (다 녹아버리겠죠?!)
스테아르산의 냉각 속도와 결정 크기를 비교해서 그 원리를 이해하기 위한 실험입니다.
먼저 스테아르산을 시험관에 넣고 물이 담긴 비커에 넣은 뒤 물을 가열합니다.
이렇게 가열하는 물질을 물속에 넣어 간접적으로 가열하는 방법을 '물 중탕'이라고 해요.
자, 이제 서서히 스테아르산이 녹겠죠. (스테아르산의 녹는점은 약 70℃ 정도 입니다.)
다 녹았다면 액체 상태의 스테아르산을 식히는 실험을 진행합니다.
- 실험1: 얼음물 위에 띄운 페트리 접시에 붓는다.
- 실험2: 약 60℃ 정도되는 더운물 위에 띄운 페트리 접시에 붓는다.
실험1에서는 스테아르산이 빠르게 냉각될 것이고, 실험2에서는 천천히 식겠죠.
■ 실험 결과
- 실험1: 빨리 식었기 때문에 결정 크기가 작다.
- 실험2: 천천히 식었기 때문에 결정 크기가 크다.
■ 정리하기
스테아르산 냉각 실험과 화성암 생성을 연관지어 정리해 봅시다.
▶ 비유
- 액체 상태 스테아르산 = 마그마
- 스테아르산의 냉각 = 마그마의 냉각
- 얼음물에서 냉각 = 화산암의 생성
- 더운물에서 냉각 = 심성암의 생성
▶ 결과 정리
- 냉각 속도가 빠르면 결정 크기가 작다.
- 냉각 속도가 느리면 결정 크기가 크다.
지금까지 화성암에 대해서 알아봤습니다.
다음 시간에는 퇴적암, 변성암을 차례로 알아보겠습니다.
포스팅 가장 하단에 화성암 암기표를 두었으니 여러번 보고 꼭 암기하세요.
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