2 흔들리는땅 6 10 차시 지진은왜일어날까요? 교과서 _ 134~135쪽실험관찰 _ 61쪽 학습목표 1. 지층의휘어짐과끊어짐을통하여지진의발생원인을설명할수있다. 중단원도입부 위사진을보고어느나라에서발생한지진사진인지추측해보게한다. 또, 도로가끊어질정도의 지진이면어느정도피해를입었을지생각하여보게한다. 핵심질문 지진이발생하면어떤일이일어날까요? 땅이흔들리고갈라지면서건물, 도로등을파괴한다. 이때, 재산피해, 인명피해등많은손실 을가져올수있다. 지진이발생하면어떻게해야할까요? 지진이발생하면침착하게행동하는것이가장중요하다. 지진발생시간은짧으므로평소대피방법대로안전한곳으로피해야한다. 그러기위해서는지진발생시어떻게대처해야하는지알아야할뿐만아니라충분한훈련이되어있어야가능하다. 학습용어 배경지식 지진 : 지각이흔들리는현상. 습곡 : 물결모양으로휘어진지층. 단층 : 끊어져서이동한지층. 규모 : 지진의세기를나타내며숫자가클수록큰지진임을나타냄. 지진대 : 지진이자주일어나는곳. 화산대 : 화산이분포한지역. 판구조론 지각은여러개의판으로구성되어있으며, 맨틀의대류등지구내부의운동으로인하여이판들 이서로다른방향으로움직이면서판과판의경계에서화산활동및지진이발생한다는이론이다. 298 4. 화산과지진 299
수업의흐름 [1] 습곡과단층알기 휘어지고끊어진지층을관찰하고습곡과단층이생긴까닭을안다. ❸ 우드락을세게밀었을때어떻게되는지관찰한다. 처음에휘어지다가더세게밀면끊어진다. 끊어질때우드락의끊어진부분과우드락을잡고있던손이떨린다. [2] 지층의휘어짐과끊어짐실험하기 지층의휘어짐과끊어짐의원인을모형실험을통하여알아본다. 처음부터우드락을세게밀어끊어지게할경우휘어지는현상을관찰하기어렵다. [3] 지층모형과실제지층비교하기 지층모형실험과실제지층을비교하여지진에대하여이해한다. [3] 지층모형과실제지층비교하기 준비물 학급 : 지층사진모둠 ( 개인 ): 여러가지색깔의우드락 4 장 ❶ 우드락이휘어질때와실제지층을비교한다. 우드락이휘어질때 - 짧은시간동안손으로미는약한힘이우드락에작용한다. - 손으로계속밀고있어야하므로손에힘이든다. 실제지층이휘어질때 - 오랜시간동안지구내부의큰힘이작용한다. 학습내용및활동 수업을위한동기유발 수평으로쌓인지층관찰하기 ❶ 개념에대한정리 습곡 : 휘어진지층 단층 : 끊어져서이동한지층 습곡과단층을볼수있는여러곳의지층사진을준비하여관찰하게한다. ❷ 우드락이끊어질때와실제지층을비교한다. 우드락이끊어질때 - 짧은시간동안손으로미는강한힘이우드락에작용한다. - 손으로계속밀면우드락이끊어지면서우드락의끊어진부분과손이떨린다. 실제지층이끊어질때 - 오랜시간동안지구내부의큰힘이작용한다. - 큰지진이발생한다. [1] 습곡과단층알기 ❶ 지층이휘어지고어긋난까닭을알아본다. 지층이휘어지거나어긋난것은지구내부의커다란힘이작용했기때문이다. 평가문항 1 다음사진은지층이지구내부에서작용하는힘으로모양이변한것입니다. 이들을각각무엇이라고하는지쓰시오. ❷ 지구내부의힘에의해서지층이휘어지거나끊어질때어떤현상이나타날지이야기한다. 지층이휘어지거나끊어질때땅이흔들리게된다. 이것을 지진 이라고한다. [2] 지층의휘어짐과끊어짐실험하기 ❶ 지층의휘어짐과끊어짐의원인을알아보는실험방법에대하여이야기한다. 여러가지색깔의우드락을몇장쌓아지층모형을만든다. 쌓아놓은우드락의양쪽을양손으로천천히밀면서지층모형을관찰한다. 점점세게밀면서지층모형을관찰한다. 지층모형실험과실제지층을비교한다 ( 힘의크기, 걸린시간, 지층모양, 나타난결과등 ). ❷ 우드락을약하게밀었을때어떻게되는지관찰한다. 우드락이휘어진다. 우드락의가운데부분이볼록하게올라오고양쪽은오목하게내려간다. ( - 습곡, - 단층 ) 300 4. 화산과지진 301
자료실 7 10 차시 지진의세기는어떻게나타낼까요? 교과서 _ 136~137 쪽 실험관찰 _ 62~63 쪽 학습목표 1. 지진의세기를나타내는방법을알수있다. 1 습곡과단층 습곡은일반적으로배사와향사라는두가지구조로되어있다. 배사구조는암석이힘을받아위로볼록하게솟아올라휘어진경우이고, 향사구조는반대로접시처럼아래로움푹들어가게휘어진경우를말한다. 이때, 구조를판단하는기준은습곡을이루는지층의모양이다. 만약, 땅속의지층이위를향해휘어진배사구조일경우우리눈에는움푹파인향사의모습만보일수있기때문에반드시지층이휘어진방향을확인해야한다. 단층은단층면을기준으로위에있는지각을상반, 아래에있는지각을하반이라고한다. 상반이하반보다아래로내려가면정단층, 상반이하반보다위로올라가면역단층이다. 역단층중단층면과수평선이이루는각도가작을경우오버스러스트로분류한다. 한편, 단층면을따라상 하반이수평으로움직였으면주향이동단층, 수직으로움직였다면수직단층으로나뉜다. 정단층 역단층 오버스러스트주향이동단층수직단층 302 4. 화산과지진 303
수업의흐름 [1] 지진의세기를나타내는방법알기 지진의세기를나타내는규모에대하여안다. ❷ 큰지진과작은지진을구별하는방법에대하여알아본다. 숫자의크기 숫자가클수록큰지진이다. [2] 최근발생한지진조사하기 [3] 지진의규모에따른피해정도비교하기 최근발생한지진의시기, 장소, 규모, 피해정도에대하여조사한다. 지진의규모에따른피해정도를비교한다. [2] 최근발생한지진조사하기 ❶ 모둠별로지진조사계획을세운다. 지진조사계획세우기 : 조사기간, 조사내용, 조사방법, 역할분담, 발표방법등 지진조사내용 : 지진발생일시, 지진발생장소, 지진의규모, 지진으로인한피해정도 준비물 학습내용및활동 모둠 ( 개인 ): 지진관련신문기사 재량활동시간에지진관련기사를검색하게한다. 수업을위한동기유발 최근발생한지진으로피해를입은곳의사진이나피해복구를하고있는모습을보여준다. 무슨일이일어났을지생각해보게한다. ❶ 개념에대한정리 지진의세기를나타내는방법 : 규모 규모 - 지진의세기를나타낸다. - 숫자가클수록큰지진을뜻한다. - 리히터라는사람이가장처음제안하였다. - 지진이일어날때방출되는에너지의양으로나타낸다. - 지진이발생했을때지진이발생한곳으로부터의거리에상관없이규모는같다. - 소수첫째자리까지아라비아숫자로나타낸다. 규모 8.0 진도도지진의세기를나타내는방법이지만다루지않도록한다. 진도 - 지진의피해정도를나타낸다. - 숫자가클수록큰피해를준지진을뜻한다. - 지진이발생했을때지진이발생한곳으로부터멀면진도가낮아진다. - 지진이발생했을때생기는피해를등급으로나타낸것이다. - 로마숫자의정수로나타낸다. 진도 Ⅲ ❷ 신문이나인터넷등을통하여최근발생한지진관련기사를모은다. 지진을조사할때지진의규모와피해정도가나타난신문기사를그대로인용하게한다. 또, 우리나라에서발생한지진을조사한다. 단, 우리나라에서도지진은끊임없이발생하는정도만알게한다. ❸ 기사를검색하여지진의규모, 피해정도등이나타난부분을표시한다. 어떤지진은여러번에걸쳐신문에실린경우가많다. 이경우실린신문의종류나실린날짜에따라기사내용이다를수도있음을알게한다. [3] 지진의규모에따른피해정도비교하기 ❶ 지진의규모가클수록피해정도가얼마나커지는지알아본다. 일반적으로지진의규모가클수록피해정도도커진다. ❷ 지진의규모가같으면피해정도도비슷한지알아본다. 지진의규모가같다고해서피해정도가같은것은아니다. ❸ 지진의규모가같은데도피해정도가다르다면그이유는무엇인지알아본다. 지진대비정도, 지진경보시기, 도시화정도등여러가지요인에따라서피해정도가다르다. 지진관련기사를검색하면서지진피해복구를위해얼마나많은사람이노력하고있는지에초점을맞추어수업을진행하는것도좋은방법이다. ❷ 개념관련핵심질문 아이티지진관련기사에서지진의세기를나타내는방법은무엇인가? - 규모로나타낸다 : 리히터규모 7.0 의강진 [1] 지진의세기를나타내는방법알기 ❶ 지진의세기를나타내는방법에는무엇이있는지이야기한다. 규모 평가문항 1 다음중규모가가장큰지진에의한현상은어느것입니까? ( 2 ) 1 건물이흔들린다. 2 건물이무너진다. 3 컵의물이흔들린다. 4 창문이조금흔들린다. 5 건물벽에금이생긴다. 304 4. 화산과지진 305
자료실 1 국외지진피해사례 진도 지진진도에따른현상 피해정도 발생연도 장소 규모 사망 부상및실종 2008. 10. 29. 파키스탄 6.4 166명 370명부상 2008. 05. 12. 중국쓰촨성 7.9 87,652명 374,171명부상 2007. 08. 16. 페루리마해역 7.5 514명 1,090명부상 2006. 05. 27. 인도네시아자바섬 6.3 5,749명 38,568명부상 2005. 10. 08. 파키스탄 7.6 86,000명 69,000명부상 2005. 03. 28. 인도네시아수마트라 8.7 1,313명 300명부상 2005. 02. 22. 이란 6.4 612명 1,141명부상 2004. 12. 26. 인도네시아수마트라 9.0 283,106명 14,100명실종 2004. 02. 24. 모로코 6.4 631명 926명부상자료 : 기상청 (http://www.kma.go.kr) Ⅰ 몇몇사람을제외하고는전혀느낄수없다. Ⅱ 건물의위층에있는소수의사람들에의해서만느낀다. 섬세하게매달린물체가흔들린다. 실내에서뚜렷하게느끼게되는데, 특히위층에있는사람이더많이느낀다. 그러나많은사람이그것이지진이라 Ⅲ 고인식하지못한다. 정지하고있는차는약간흔들리는데, 트럭이지나가는것과같은흔들림을느낀다. 실내에서있는많은사람들이느낄수있으나옥외에서는거의느낄수없다. 밤에는잠을깨는정도이다. 그릇, 창문, 문등 Ⅳ 이흔들리며벽이갈라지는소리를낸다. 대형트럭이벽을들이받는느낌을준다. 정지한자동차가뚜렷하게움직인다. 거의모든사람이느낀다. 많은사람들이잠을깬다. 그릇과창문등이깨지기도하고어떤곳에서는시멘트벽에 Ⅴ 금이간다. 불안정한물체는넘어지거나뒤집어진다. 나무, 전봇대와같이높은물체의흔들림이심하다. 2 규모와진도 지진의크기를대표하는수치로는절대적개념의 규모 와상대적개념의 진도 라는용어가사용된다. 규모란지진발생시그자체의크기를정량적으로나타내는양으로써진동에너지에해당한다. 이는계측관측에의하여계산된객관적지수이며, 지진계에기록된지진파의진폭과발생지점까지의진앙거리를이용하여계산한다. 예를들어 M 5.0이라고표현할때 M은지진규모 (Magnitude) 를의미하고, 수치는보통소수한자리까지나타낸다. 진도는어떤장소에나타난지진동의세기를사람의느낌이나주변의물체또는구조물의흔들림정도를수치로표현한것으로, 정해진설문을기준으로계급화한척도이다. 그렇지만지금은계측기에의해서직접관측한값을진돗값으로쓰는경우도많다. 진도는 지진의규모와진앙거리, 진원깊이에따라크게좌우될뿐만아니라그지역의지질구조와구조물의형태및인원현황에따라다르게평가될수있다. 따라서규모와진도는일대일대응이성립하지않으며, 하나의지진에대하여여러지역에서의규모는동일수치이나진도계급은달라질수있다. 진도는계급값을쓰는대신가속도단위로나타내기도하고, 중력가속도 9.8kg m/s² 를사용하기도한다. 따라서진도계급은세계적으로통일되어있지않으며나라마다실정에맞는척도를채택한다. 기상청은과거일본기상청계급 (JMA Scale: 1949) 을사용했으나 2001년 1월 1일부터는미국에서시작되어여러나라가사용하는 MM scale(modifiedmercalli scale: 1931, 1956) 을사용한다. Ⅵ 모든사람이느낀다. 많은사람들이놀라서밖으로뛰어나오며, 무거운가구가움직인다. 모든사람이밖으로뛰어나온다. 아주잘설계되었거나건축된건물에서는피해가거의없고, 보통건축물에서는약간 Ⅶ 의피해가있으며, 낡은건축물에서는아주큰피해를입는다. 굴뚝이무너지고, 운전하는사람들이느낄수있다. 특별히설계된구조물에서는약간피해가있고, 보통건축물에서는부분적인붕괴와더불어상당한피해를일으키 Ⅷ 며, 낡은건축물에서는아주심한피해를입는다. 굴뚝, 공장재고품, 기둥, 기념비, 벽들이무너지며, 무거운가구가쓰러지거나뒤집어진다. 특별히설계된구조물에도상당한피해를주며, 잘설계된구조물은기울어진다. 실제구조물에는큰피해를주며, Ⅸ 부분적으로붕괴한다. 땅에금이가고, 땅속파이프가휘어지거나부러진다. 잘지어진목조구조물이파괴된다. 대개의석조건물과그구조물의기초와함께무너진다. 땅에심한금이간다. 철 Ⅹ 로가휘어진다. 산사태가강둑이나경사면에서생기며모래와진흙이이동한다. 물이튀어나와둑을넘어쏟아진다. 남아있는석조구조물은거의없다. 다리가부서지고땅에넓은균열이간다. 지하파이프가완전히파괴된다. 연 XI 약한땅이푹꺼지고지층이어긋난다. 기차선로가심하게휘어진다. XII 전면적인피해가생긴다. 시야와수평면이뒤틀린다. 자료 : 기상청 (http://www.kma.go.kr) 306 4. 화산과지진 307
8 10 차시 지진은어떤지역에서자주발생할까요? 수업의흐름 [1] 지진대관찰하기 지진대지도를관찰하여지진이자주발생하는지역을안다. [2] 화산대관찰하기 화산대지도를관찰하여화산이분포한지역을안다. [3] 지진대와화산대비교하기 지진대와화산대가일치함을안다. 지진대와화산대가일치하는까닭을안다. 교과서 _ 138~139 쪽 실험관찰 _ 64~65 쪽 학습목표 1. 지진이자주발생하는지역을알수있다. 2. 지진대와화산대가일치함을알수있다. 준비물 모둠 ( 개인 ): 화산대지도, 지진대지도, 투명종이, 색연필 학습내용및활동 수업을위한동기유발 화산과지진이많이발생하는나라를찾아보게한다. ❶ 개념에대한정리 지진대 : 지진이자주발생하는지역. 화산대 : 화산이분포한지역. ❷ 개념관련핵심질문 지진이자주발생하는지역은어디인가? - 일본, 인도네시아등 [1] 지진대관찰하기 ❶ 지진대지도에서지진이자주발생하는지역을찾아본다. 일본, 인도네시아, 인도, 이란, 남아메리카지역등 ❷ 지진이자주발생하는지역을선으로연결하여본다. 태평양연안, 지중해, 히말라야산맥근처 특정지역에서지진이일어나는빈도가높다. ❸ 지진대지도위에투명종이를대고지진이발생하는지역이나타난점을선으로연결하여본다. 세계적으로지진이자주발생하는지역은특정지역에몰려있으며, 이러한지역을지진대라 고함을알게한다. [2] 화산대관찰하기 ❶ 화산대지도에서화산이자주발생한지역을찾아본다. 일본, 인도네시아, 인도, 이란, 남아메리카지역등 308 4. 화산과지진 309
❷ 화산이자주발생한지역을선으로연결하여본다. 태평양연안, 지중해, 히말라야산맥근처 특정지역에화산이집중적으로자주발생한다. 세계적으로화산은특정지역에몰려있으며, 이러한지역을화산대라고함을알게한다. 자료실 [3] 지진대와화산대비교하기 ❶ 지진대지도와화산대지도를겹쳤을때어떤특징이있는지살펴본다. 화산이자주발생한지역과지진이자주발생한지역이일치한다. ❷ 화산대와지진대가일치하는까닭은무엇인지알아본다. 화산활동과지진모두힘이집중되는부분에서발생하기때문이다. 1 지진대 평가문항 ❸ 화산대와지진대가특정지역에집중되어있는이유는무엇인지생각하여본다. 화산과지진이발생하는특정지역은힘이집중되는부분이다. 화산과지진모두힘이집중되는부분에서만발생하기때문이다. 학생들에게판구조론에대한자세한설명은하지않도록한다. 1 다음은최근 30 년간큰지진이발생한지역을나타낸세계지도입니다. 지진은전세계곳곳에서발생하지만, 자주발생하는지역이있다. 이지역을연결하면띠모양이되는데, 이를지진대라고부른다. 세계에서유명한지진대는환태평양지진대와알프스히말라야지진대이다. (1) 환태평양지진대전세계지진의 80% 가발생하는곳으로아메리카서부의산과알래스카, 일본, 필리핀을지나뉴질랜드까지를이어하나의고리모양을하고있다. (2) 알프스히말라야지진대중앙부분은아라비아판과인도판, 서쪽부분은아프리카판과유럽판의충돌로이루어졌으며, 동쪽부분은인도판과유라시아판이충돌하면서그사이에테티스해의퇴적물이융기하여세계의지붕이라고불리는험한고산지대를이루었다. 즉, 알프스와히말라야산맥 을지나인도네시아를통과하는이곳은전세계지진의 15% 가발생한다. (3) 중앙해령지진대해양판이서로분리되는지역에서발생하는데, 특히대서양과인도양, 남극해의중앙부분및동태평양지역에잘나타나며, 대양의중앙에서심해저산맥인해령을따라분포한다. 중앙해령은지각이확장하고있는곳으로, 발산되는해양판사이의맨틀이부분용융되어고온의마그마가나오는곳이다. 이마그마는해양지각의표면까지상승하며, 이때마그마는반대방향으로장력이작용하여확장하는 V자형의열곡과해령을가로지르는주향이동운동에의해형성되는변환단층등의경계에서지진이자주발생하며주로천발지진만발생한다. 2 화산대 위의그림에서지진이자주발생하지않는지역은어디입니까? ( 3 ) 1 중국 2 일본 3 러시아 4 인도네시아 5 미국서해안 (1) 환태평양화산대태평양을둘러싸는세계최대의신생대제4기의화산대를말하며, 지구상에서일어나는분화의대부분을차지한다. 환태평양조산대나환태평양지진대와거의일치한다. 지구상에서일어나는분화의 70 80% 를차지하며, 피해도크다. (2) 대서양화산대아프리카대륙의서안을따라각섬들을잇고남쪽 의세인트헬레나섬쪽을뻗은신생대제4기에이루어진화산대이다. 활화산, 해저화산, 해저분화를흔히볼수있으며, 성층화산, 순상화산, 종상화산, 칼데라등의화산지형이있다. (3) 동아프리카화산대아프리카대륙의동부를북북동에서남남서로뻗어있는대지구대를따라이어진화산대이다. 310 4. 화산과지진 311
9 10 차시 교과서 _ 140~141쪽실험관찰 _ 66쪽 지진의피해를줄이려면어떤노력을해야할까요? 학습목표 1. 지진이발생했을때의대피방법을알고실제로대피할수있다. 수업의흐름 준비물 학습내용및활동 [1] 지진의피해를줄이기위한방법조사하기 수업을위한동기유발 지진의피해를줄이기위한방법을조사한다. [2] 지진대피훈련하기 실제로지진대피훈련을하여본다. 모둠 ( 개인 ): 지진의피해를줄이기위한방법조사, 지진대피훈련방법조사 지진발생한지역의사진을제시하고어떤피해를입었는지이야기한다. 인명피해 재산피해 자연피해등 [1] 지진의피해를줄이기위한방법조사하기 ❶ 지진의피해를줄이기위한방법을어떻게조사할지모둠별로의논한다. 조사방법, 조사기간, 조사내용, 역할분담등에대하여의논한다. ❷ 지진발생전, 지진발생중, 지진발생후로나누어조사한다. 지진의피해를줄이기위한국가와개인의노력, 지진에대비하여미리준비해두어야하는 것등을구분한다. ❸ 지진이발생하기전에해야할일에대하여이야기한다. 내진설계에의하여건물을짓는다. 무거운물건은아래쪽으로내려놓는다. 구급약품, 비상식량등을조사한다. 손전등이나라디오등을준비한다. ❹ 지진이발생했을때해야할일에대하여이야기한다. 집안에있을때 공공장소에서 등산이나여행중일때 ❺ 지진이발생한후해야할일에대하여이야기한다. 서로다친곳은없는지살펴본다. 휴대용라디오등으로방송을들으면서상황을살펴본다. [2] 지진대피훈련하기 ❶ 장소별로지진대피훈련하는방법을알아본다. 자료는기상청사이트 (http://www.kma.go.kr/) 의 지진센터 에서참조한다. ❷ 실제로지진대피훈련을한다. 평가문항 1 지진이발생할경우를대비하여준비할물건들을세가지이상쓰시오. ( 비상식량, 식수, 옷가지, 랜턴, 구급약품, 라디오등 ) 312 4. 화산과지진 313
자료실 [ 첨단과학 ] 1 분빠른지진경보 교과서 _ 142~143 쪽 1 내진설계란? 과학이야기활용방법 내진설계란일반적으로구조물의동적특성, 지진의특성및지반의특성을고려하여, 지진에안전한구조물을설계하는것을말한다. 금세기에들어서세계적으로대규모의지진활동이활발해지고있으며, 그에따른피해또한크게발생한다. 일반적으로우리나라는지진에대해안전지대로생각되어왔지만, 조선왕조실록, 삼국사기, 고려사 등역사문헌과 중국화북조선지진목록 (1987) 에나와있는지진피해기록을살펴보면, 적지않은횟수의강진이발생했음을알수있다. 이와같은역사속지진이나최근의계기지진의경향에비추어볼때, 인명과사회및경제시스템에큰피해를초래할수있는대규모의 지진이발생할가능성은항상존재한다고볼수있다. 구조물을포함한각종시설물들이강진에도안전하기위해서는내진설계기술이절대적으로필요하다. 선진국에서는내진설계기술이최근에급속하게발전하였으며, 또한다단계성능에기초한내진설계기술을도입하여, 대형구조물과시스템을강력한지진에도비교적안전하도록설계하고건설하는것이가능하게되었다. 지진피해의규모는지진에대한사회전반의준비태세와내진설계의중요성인식, 특히내진설계기술의수준및시공의정밀도에따라서큰차이가있음을지적해둔다. 자료 : 국립방재연구소 (www.nidp.go.kr) 지진경보를 1 분빨리했을경우학생들이 1 분동안할수있는일이무엇인지생각해보게한 2 지진관련누리집소개 다. 당황하여우왕좌왕하다가아무것도하지못한다면지진경보를빨리해도소용이없다. 따라서어떤일이발생했을때침착하게대처하려면그에대한훈련이필요함을알게한다. (1) www.nema.go.kr 소방방재청 누리집으로, 안전교육 / 자연재난길잡이에지진관련자료가있다. 심화정보 (1) 우리나라울릉도에설치된해일파고계 (2) exp.nema.go.kr 소방방재청의 사이버안전체험관 누리집으로, 분야별안전체험 에는 지진이란, 지진발생시행동요령, 상 초음파센서 수집장치 기온센서 황별행동요령과지진해일이란, 지진해일이왔을때의대처방법 에대한플래시자료가소개되어있다. 즐거운 안전체험 에는지진대처게임이소개되어있다. (3) www.nema.go.kr/safekids/index.html 소방방재청의 어린이안전나라 누리집으로, 알기쉬운재난이야기에지진이야기가플래시자료로소개되어있다. (2) 일본철도연구소 (RTRI) 의지진경보시스템 (UrEDAS, Urgent Earthquake Detection and Alarm System) 고속철도신칸센에설치되어운영하는지진경보시스템 314 4. 화산과지진 315