지구과학 · 지진파와 지구 내부 구조

굴절파로 읽는 지각 두께

지각 두께와 파동 속력을 바꾸어 주시 곡선의 꺾이는 위치를 비교해 보세요.

굴절파로 읽는 지각 두께 개념 그림

시뮬레이션은 브라우저에서 실행됩니다. 실험 조건을 바꾸기 전에 학습 목표와 탐구 질문을 살펴보세요.

이 실험에서 알아볼 내용

직접파와 굴절파의 도달 시간을 비교하고, 주시 곡선의 기울기와 절편에 지하 구조 정보가 담기는 이유를 설명하세요.

교과와 단원

2022 개정 지구시스템과학 · 지구 탄생과 생동하는 지구. 지진파를 이용한 내부 구조 탐구 중 두 층 모형의 주시 곡선으로 지각 두께를 추론하는 활동에 연결합니다. 지구 전체의 단층 촬영은 포함하지 않습니다.

연계 성취기준: 12지시01-05

탐구 질문과 해설

1. 모든 거리에서 지표 가까이 곧장 가는 파가 먼저 도착할까요?

아닙니다. 먼 수신기에는 아래의 빠른 층을 거친 굴절파가 먼저 도착할 수 있습니다. 두 도달 시간이 같아지는 교차 거리와, 굴절파 경로가 처음 가능한 최소 거리는 서로 다른 값입니다.

2. 두 층의 속력은 그대로인데 지각이 두꺼워지면 주시 곡선은 어떻게 달라질까요?

직접파 선은 그대로이고 굴절파 선의 시간축 절편이 커집니다. 아래층까지 내려갔다 올라오는 시간이 늘어나므로 교차 거리도 멀어집니다.

모형의 가정과 실제 현상과의 차이

지표의 점 파원과 수신기, 수평 모호면을 가진 균질한 두 층의 P파 모형입니다. 지각보다 맨틀의 속력이 빠른 조건만 다룹니다. 직접파 t=x/v₁, 굴절파 t=tᵢ+x/v₂, tᵢ=2h√(1/v₁²−1/v₂²)를 사용합니다. 굴절파는 x≥2h tan(i)에서만 경로를 그리며 sin(i)=v₁/v₂입니다. tᵢ는 선을 외삽한 절편으로, 파원 바로 밑에서 실제 측정한 도달 시간이 아닙니다. 지구의 곡률, 속도 구배, 반사파, 지형, 비균질성, 진폭과 관측 오차는 생략합니다. 지각 두께는 이 가정에 맞을 때만 절편과 속력으로 역산할 수 있습니다. 기존 PS시 실험과 달리 서로 다른 경로의 P파를 비교합니다.

참고 자료

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선생님을 위한 작은 팁

학생에게 결과를 예상하게 한 뒤, 한 가지 변수만 바꾸어 비교하도록 안내해 주세요. 각 실험 아래에서 모형의 가정과 참고 자료를 확인할 수 있습니다.

사이트 안에서는 별도 계정을 만들지 않아요. 실험 조건과 결과는 브라우저에서 계산합니다. 데이터 처리에 관한 자세한 내용은 개인정보 안내에서 확인할 수 있어요. 키보드의 Tab 키로 이동하고 방향키로 슬라이더를 조절할 수 있어요.