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지구과학


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지구과학의 일반적인 이미지

1. 개요2. 응용성과 포괄성3. 세부 연구 분야와 특성4. 하위 분과5. 지구를 연구하는 타 학문6. 교육과정7. 지구과학 관련 시험8. 각종 오해와 통념들9. 관련 문서

[clearfix]

1. 개요

Earth Science

지구를 구성하는 환경을 연구하는 학문의 총칭. 세부적으로는 지권(땅), 수권(해양), 기권(대기)으로 나뉘며 이들은 각각 지질학, 해양학, 대기과학에 대응한다. 참고로 외권(우주)[1]도 지구환경에 영향을 미치는 요소들에 한하여 지구과학 연구 분야로 다루기도 한다. 지구 환경의 원리는 물리학과 많이 응용되고, 그 환경을 구성하는 (결과적) 요소들은 화학, 생물학 분야의 지식이 많이 응용된다. 참고로 천문학은 지구과학의 분과가 아니다.[2]

2. 응용성과 포괄성

물리학이나 화학이 순수 과학적 성격이 강하다면, 지구과학은 상대적으로 '응용'적 성격이 강하다. 다만 응용(applied)이라는 단어는 보통 농학, 공학, 의학 등을 설명할 때 사용되기 때문에 응용적 성격이 강하다고 말하면 지구과학의 성격을 자칫 오해할 수가 있는데, 지구과학도 엄연히 자연과학이다. 여기서 말하는 응용이란 물리학, 화학, 생물학, 천문학 등의 지식을 이용하여 지구의 시스템을 이해한다는 뜻이다. 따라서 지구과학을 배우기 위해서는 먼저 물리학, 화학 등 다른 자연과학 지식을 어느 정도 알고 있어야 한다.

전통적인 자연과학의 분류법에 의하면 물리학, 화학, 천문학과 함께 물상 과학(Physical Science)[3]에 속한다. 또한 화학, 천문학, 생물학과 함께 현상과학으로 분류된다.[4] 현상과학의 의미에 대해서는 이 글을 참고. 한편 지구과학은 물리학, 화학, 생물학과 대비하여 종합과학이라고도 불린다.[5] 이에 대해 서울대 최무영 교수가 쉽게 설명한 글(아래 글)이 있다. #
자연을 편의상 물질(matter), 우주(universe), 생명(life)으로 나누어 볼까요. 일반적으로 모든 현상에는 그 현상을 일으키는 실체(substance)가 존재한다고 상정하는데 이를 자연과학에서는 물질이라 부릅니다. 이러한 생각을 물리주의(physicalism)라고 부를 수 있겠네요. 우주란 이러한 물질이 존재해서 다양한 자연현상이 일어나는 무대를 말하는데 엄밀한 의미에서 물질과 우주는 분리할 수 없고 합해서 물질세계를 이룹니다. 이러한 물질세계를 다루는 물리학(physics), 화학(chemistry), 천문학(astronomy) 따위를 물리과학(physical science)이라 부르지요.

여기서 생명현상은 워낙 특별해서 따로 떼어냈는데 이를 다루는 생명과학(life science)에는 생물학(biology)과 의학(medicine)[6]이 있습니다. 그러나 생명체도 물질로 구성되어 있다는 점에서 사실 생명도 물질세계의 일부라 할 수 있지요.

그리고 지질학(geology), 대기과학(atmospheric science), 해양학(oceanography) 등이 포함된 지구과학(earth science)은 기본과학이 아니고 물리학, 화학, 생물학 등을 응용한 종합과학이라 하겠습니다. 뒤에서 논의하겠지만 이러한 자연과학 중에서 물리학은 독특한 성격을 지니고 있습니다.

한편 수학(mathematics)은 자연현상을 탐구하는 것은 아니고 사고의 틀 자체를 연구하지요. 과학에서는 언어의 역할을 한다고 할 수 있겠습니다.

3. 세부 연구 분야와 특성

지구과학은 매우 다양한 연구 방법과 대상을 포괄하기에, 보통 세부 분류는 '연구 대상', 또는 '연구 방법'에 따라 구분하고 있다. 예컨대 화산을 연구하고자 할 때, 방법이 무엇이 됐건 그 연구대상이 화산이라면 그것은 화산학의 일종으로 묶일 수 있다. 한편 비록 같은 화산을 연구하지만 어떤 학자는 지진계를 설치해 화산의 활동을 감시하기도 하고, 어떤 학자는 용암 시료를 채취해 성분을 연구하기도 하고, 또 어떤 학자는 화산이 가진 피해 규모와 예측을 공부할 것이다. 그렇다면 세 학자는 각각 지구물리학[7], 지구화학, 자연 재해[8]의 일환으로 화산을 연구를 한다 말할 수 있다. 요컨대 지구과학이라는 용어는 워낙 넓고 다양한 연구 분야를 포함하는 총체적인 용어이자 학문의 대분류이기 때문에, 사실 이 분야 전체를 관통하는 성질을 말하기는 쉽지 않다. 보다 자세한 특징은 각 하위 분과 학문의 항목을 살피는 것이 더 도움이 된다.

노벨상의 과학 부문에 물리, 화학, 생물학은 들어가 있고, 천문학은 물리학상을 통해 수상할 가능성이 있는데, 지구과학은 포함되어 있지 않다. 때문에, 지질학의 세부 분야인 지구물리학, 지구화학 그리고 기상학의 세부 분야인 대기역학, 대기화학, 해양학의 세부 분야인 해양물리학 분야 등의 업적으로 물리학상이나 화학상을 수상하게 된다. 실제로 대기화학자로서 오존층 파괴 메커니즘을 확인한 파울 크뤼천 등이 1995년 노벨화학상을, 행성과학자로서 외계행성을 발견한 미셸 마요르와 디디에 쿠엘로가 2019년 노벨물리학상을, 기상학자로서 기후모델을 연구하고 지구온난화 예측 모델을 개발한 마나베 슈쿠로 클라우스 하셀만이 2021년 노벨물리학상을 수상한 바 있다.

4. 하위 분과

모든 학문이 그렇듯이, 기술되는 분과가 명백한 경계를 구축하는 것은 아니며, 각각의 '극단'을 기술하는 것이다. 이러한 분과를 상정하는 것은 전통에 따르는 임의적인 것 혹은 행정상의 편의에 따른 것임에 유의하라.[9]

5. 지구를 연구하는 타 학문

타 학문들 중에도 지구의 시스템을 연구하는 것들이 있다. 아래와 같다.

6. 교육과정

6.1. 초·중등교육

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6.2. 고등교육

7. 지구과학 관련 시험

8. 각종 오해와 통념들

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9. 관련 문서


[1] 단순히 외권(우주)라고 해서, 외권 이상 내용들부터는 기계적으로 천문학으로 편입시켜야 한다는 주장을 무조건 마땅하다고 볼 수는 없다. 예컨대, 천동설 관점(지구 중심적 관점) 하에 천체들을 관측하는 천구 관련 내용은 지구를 고정시켜놓고 천문지리를 해석하는 것이기 때문에 지구과학에서 다룰 당위성이 크다. 그 외에 자전축과 공전 궤도에 의한 북반구· 남반구의 날씨 변화, 조석, 일식, 월식, 태양 복사 에너지( 태양상수), 전향력, 지구 자기장 같은 내용 요소도 지구 환경에 직접적으로 영향을 주는 과학 현상이다. [2] 중등교육과정(중·고등학교) 한정으로는 현실적인 문제로 인해 두 학문을 함께 묶어 '지구과학교육과' 졸업생 정교사들이 지도한다. 상대적인 구분을 위해 지구과학을 '지구환경과학'으로 일컫기도 한다. [3] 물상 과학은 다른 말로 물리 과학이라고도 한다. (물리 과학과 물리학은 다르다.) [4] 반면 물리학은 이론과학으로 분류된다. [5] 응용과학과 헷갈리지 말자. 지구과학 역시 엄밀한 순수과학이자 자연과학이다. [6] 의학은 생명과학에는 속하지만, 자연과학에는 속하지 않는다 [7] 특히 지진 모니터링(seismic monitoring) 분야라 말한다. [8] Natural hazard는 자연 재해의 피해 규모, 양상 및 예측을 연구하는 하나의 분야이다. [9] 실제 종사자들은 크게 신경조차 쓰지 않는다. [10] 암석학, 지구물리학 [11] Anticyclonic tornado라고 부르며 전체 토네이도에서 약 2%의 비율을 차지한다. 예시, 미국 중부에서 촬영된 영상이다. [12] 지구 곡률의 영향을 볼 수 있을 정도로(최소 수백km 이상) 멀어져야 한다. [13] 아예 '태풍 태'라고 하기도 한다. [14] 문제는 과거에 재난영화 "트위스터" 를 모 방송사가 우리말 더빙했을 때, 모든 '토네이도' 대사를 전부 '태풍'으로 발번역했다는 점이다. [15] 등록차량 대수는 지금의 1/3이지만 서울 등 대도시 중심부의 통행차량은 지금과 큰 차이 없었다. 차량의 증가와 도시의 광역화가 비슷하게 가는 탓이다. [16] 이 때문에 서울 올림픽에 지장이 있다고 본 정부에서 80년대 중반부터 무연 휘발유 사용으로 강제했다. 경유의 경우도 점점 저유황 경유로 발전. 단, 당시의 디젤엔진 기술이 낮은 탓에 심한 매연을 뿜는 경유차량이 대다수였기 때문에 대기오염이 심할 수밖에 없었다. 이 점은 euro 기준의 적용으로 2000년대 이후 점차 오염원이 낮아졌다.

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