본 강의 들어가기 전에 원소와 원자에 대하여 구분하는 이유를 알고 싶다. 교과서에 따르면, 원소와 원자는 물질을 구성하는 가장 작은 입자이다. 원소는 종류를 구분하기 위한 이름이고, 원자는 셀 수 있는 입자를 말하다. 이렇게 구분하면 뭔가 구분이 되는 듯한데, 쓸데없는 구분이다. 원소와 원자는 같은 말이고, 원소는 원자 1개를 말한다. 물이 산소 원소와 수소 원소로 구성되었다는 말도 맞고, 산소 원자와 수소 원자로 구성되었다고 말해도 된다. 원소 element라는 말은 폐기하거나 원자 atom와 동의어다라고 하는 것이 맞다. 원소와 원자가 동의어라고 해서 과학에 해를 끼친다면, 이 주장을 철회하겠다.
2강 암석, 지질_2017 https://www.youtube.com/watch?v=QlgFimxoFO8
세계의 구조를 본다 : 세계를 볼 수 있다. 세계는 화학식으로 풀어쓸 수 있다. 모든 것은 원자로 이루어져 있고, 원자는 모두 밝혀져 있다. 세계는 원자의 세계다. 원자를 이해하면 세계를 이해할 수 있다.
1. 화강암은 석영, 장석, 운모로 구성되어 있다. 지식이 연결될 수 있도록 정보를 제공하는 개념을 알게 되면 화강암의 구조를 알게 되고, 결국 세계의 구조를 알 수 있게 된다. 하얗고 단단하고 꽃같은 무늬가 있는 화강암이라는 일반 용어는, 본의 아니게 세계에 대한 과학적 접근을 막는 장애물일 수 있다.
2. 암석의 변화
| weathering(풍화) | hydrothermal(열수작용) | skarn | subduction oxidation cementation |
| feldspar -> kaolinite 장석이 물과 이산화탄소를 만나 풍화가 되면 흙이 만들어진다. |
feldspar -> moscovite -> kaolinite 장석은 백운모와 흙으로 변한다. 백운모는 흙으로 변한다 olivine -> serpertine 감람암은 석면으로 변한다. |
calcite -> wollerstonite dolomite -> diopsite kaolinite -> pyrophillite |
|
| 2KAlSi₃O₈ + H₂O + 2CO₂ -> Al₂Si₂O₅(OH)₄ + 2HCO₃- + 4SiO₂ + 2K+ Al₂Si₂O₅(OH)₄ -> Al₂O₃ + 2SiO₂+ 2H₂O Al₂Si₂O₅(OH)₄ + H₂O -> Al(OH)₃ + 2SiO₂ |
KAlSi₃O₈ + 2H+ -> KAl₂(AlSi₃O₁₀)(OH)₂ + 6SiO₂ + 2K+ 2KAl₂(AlSi₃O₁₀)(OH)₂ + 2H+ + 3H₂O -> 3Al₂Si₂O₅(OH)₄ + 2K+ Mg₂SiO₄ + H₂O + 2H+ -> Mg₃Si₂O₅(OH)₄ + Mg2+ |
3. 장석과 풍화
장석 : KAlSi₃O₈ : 지각의 51%(박문호는 60%)를 차지, 규산염광물, 조암광물, SiO₂와 같은 망상형구조, 흙은 feldspar에서 만들어졌다.
장석의 종류 : KAlSi₃O₈ / NaAlSi₃O₈ / Ca₂Al₂Si₂O₈
Al₂Si₂O₅(OH)₄ → Al₂O₃ + 2SiO₂+ 2H₂O
흙은 산화알루미늄과 물과 모래로 구성되어있다.
Al₂Si₂O₅(OH)₄ + H₂O → Al(OH)₃ + 2SiO₂
흙이 열대지방의 많은 비로 풍화되면, 보크사이트 Al(OH)₃와 모래로 구성된 붉은 흙으로 변한다.
화강암이 석영, 장석, 운모로 구성되어 있으니, 화강암이 즉 월악산 영봉이 비를 맞으면 장석과 운모가 계속 녹아내리면서 흙을 만들고 있는가. 천만년 단위로 이루어지고 있는 일이라 눈으로 직접 볼 수 없다는 것이 안타깝다.
"흙의 정의 : 흙은 석영조면암, 안산암, 화강암 등이 열수작용 및 풍화작용에 의하여 분해되어 생성된 것이며, 화학식이 Al₂O₃ 2SiO₂ 2H₂O 로 표시되는 Kaolin족 점토류에 속하며 주로 실트(0.075-0.002mm) 크기의 입자들로 구성되어 있으며, 흙입자의 크기는 주로 0.02-0.05mm(무게비의 50%)이며, 균질하고 층리가 발달되어 있지 않으며, 공극률 (50-55%)이 크고, 흙 속에는 유익한 미생물이 있다. 이 미생물중에는 이끼, 곰팡이, 방선균, 세균 등의 미생물이 있는데 유기물을 분해하는 역할을 한다. 흙은 대륙의 반 건조지대에 쌓인 풍성토로서 지구표면의 약 10%를 덮고 있으며 중국북부, 유럽 북․동부, 북아프리카, 북아메리카 중부 등에 분포해 있다."
[ 한국생태환경건축학회논문집 Vol. 9, No. 2 2009. 04 중 "흙다짐 적용을 위한 흙의 선정 및 입도조건에 관한 연구" 중에서 ]
지각(수직 깊이 16km 이내의 지구 표면)에 가장 많은 암석이 장석이다. 지구 표면에 가장 많이 있는 원자가 산소, 규소, 알루미늄이고, 칼륨도 제법 많다. 그래서 장석이라는 암석이 만들어지기가 쉬워서 흔하게 되었다. 반대로 말하자면, feldspar가 지구 표면에 너무 많아서, 원자 단위로 분석해 보니 산소, 규소, 알루미늄, 칼륨이 많았다. 장석이 많아서 4원자가 많은 것이기도 하고, 4원자가 많아서 장석이 많은 것이다.
모든 광물이 녹아있는 마그마가 서서히 또는 빨리 식으면, 어떤 암석들이 나타나는가를 지켜봐도 좋을 것이다.
열수작용 hydrothermal의 물은 마그마의 뜨거운 물과 수소 양이온이다.
KAlSi₃O₈ + 2H+ -> KAl₂(AlSi₃O₁₀)(OH)₂ + 6SiO₂ + 2K+ : 장석이 백운모로 바뀌었다.
2KAl₂(AlSi₃O₁₀)(OH)₂ + 2H+ + 3H₂O -> 3Al₂Si₂O₅(OH)₄ + 2K+ : 백운모가 흙으로 바뀌었다.
흙속에는 칼륨 이온이 존재하고 있는가?
백운모 muscovite KAl₂(AlSi₃O₁₀)(OH)₂에서 유난히 눈에 띄는 (AlSi₃O₁₀)
(AlSi₃O₁₀) 이것이 과연 무엇인가? 규산염기나 황산염기처럼 염기인가? 전기는 5-다.
규산염사면체의 연속 사슬에서 Si 하나가 Al으로 치환된 사면체의 사슬로 운모를 만드는 T층이다. 정말로 지식은 끝이 없다. 광물학자 또는 광상학자들이 이것을 현미경이나 화학분석 방식으로 밝혀냈다는 말인가? 믿을 수가 없다.
운모 : https://namu.wiki/w/%EC%9A%B4%EB%AA%A8
운모 - 나무위키
경운모라는 게 있는데, 이는 사면체 자리(T 자리)에 알루미늄이 정말 많이 들어가면서 만들어진다. Al:Si=1:1 쯤인데, 이렇게 되면 전하차이가 더 벌어지게 되며, 이를 보상하기 위해서는 K+가 아니
namu.wiki
olivine은, SiO₂ => Si₂O₄ 에서 Si 하나가 Mg으로 치환된 것이다.
Mg₂SiO₄ + H₂O + 2H+ -> Mg₃Si₂O₅(OH)₄ + Mg2+ : olivine이 석면이 되었다
석면(asbestos / serpentine)은 kaolinite에서 알루미늄이 마그네슘으로 치환된 것이다.
석면은, 가느다란 섬유상(fibrous)으로 자라나 쉽게 바스라지는 성질을 갖는 몇 가지의 광물을 묶어 지칭하는 개념으로, WHO에서 발암물질이 확실하다고 규정한 1군 발암물질이다. 1군이라고 해서 석면이 몸에 닿기만해도 암이 발생한다는 뜻이 아니다. 1군 발암물질이니 사용과 관리에 유의해야 한다. 특히 호흡을 통해 들이마시는 석면이 위험한 것으로 알려져 있다. 그런데, 석면은 3천종에 달하는 다양한 산업분야에서 쓰이고 있다. 안전하게 관리해서 유용하게 활용해야 하는 암석이자 천연재료다. 천연재료는 깨끗하다는 생각은 편견이다.
그런데, 박문호가 또 한 마디를 날린다. "석면이 옥이다." 젠장.
옥은 각섬석 amphibole의 하나로 암녹색을 띤 반투명한 결정이다. 비취와 연옥으로 나뉜다. 휘석의 섬유상 결정이 모여서 만들어지 결정이 비취다. 섬유상 결정 구조라면, 석면 serpentine의 구조와 같다.
경옥(硬玉, 영어: jadeite)은 나트륨과 알루미늄을 함유한 규산염 광물로 옥의 한 종류이다. 단사정계에 속하며 보석으로 쓰인다. 흰색 또는 녹색을 띠고, 투명하거나 반투명하다. 조장석이 높은 압력과 열을 받아 변형된 변성암이다. 경옥의 화학식은 NaAlSi₂O6로 나트륨과 알루미늄이 함유된 규산염이다. (중략) 연옥의 화학식은 CaMg₅Si₈O₂₂(OH)₂이다.
https://ko.wikipedia.org/wiki/%EA%B2%BD%EC%98%A5
경옥 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전
위키백과, 우리 모두의 백과사전. 경옥(硬玉, 영어: jadeite)은 나트륨과 알루미늄을 함유한 규산염 광물로 옥의 한 종류이다. 단사정계에 속하며 보석으로 쓰인다. 흰색 또는 녹색을 띠고, 투명하
ko.wikipedia.org
"현생 인류의 분류학상 학명은 “호모 사피엔스”(Homo sapiens)다. 고호모 사피엔스나 호모 하이델베르겐시스의 후손으로 추측되는 이들 호모 사피엔스는 20만년 전에 아프리카에서 출현한 것으로 보인다. 가장 오래된 현생 인류의 화석은 13만 년 전에 아프리카에 살았던 사람의 화석이다."
https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%9D%B8%EB%A5%98%EC%9D%98_%EC%A7%84%ED%99%94#cite_note-28
인류의 진화 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전
위키백과, 우리 모두의 백과사전. 인류의 진화는 사람이 하나의 구분된 종으로 나타나게 되는 과정과 발전 또는 진화 과정이다. 이러한 변화와 발전의 형성은 넓은 자연 과학적 방법론을 사용하
ko.wikipedia.org
