중심으로 내려간 것, 표면에 뜬 것
지구과학 2 · 서술형 평가지 · 권장 시간 25분 · 총 100점
안내 — 갓 뭉쳐진 뜨거운 원시 지구를 이루던 네 덩어리의 무게와 부피가 아래와 같습니다. ㉮ 금속 160g·20㎤, ㉯ 감람암 99g·30㎤, ㉰ 현무암 60g·20㎤, ㉱ 물 20g·20㎤. 이 덩어리들이 뜨겁게 녹아 자유롭게 오르내릴 때 어디에 자리 잡는지 직접 따져 봅니다. 예제: 원시 지구를 이룬 네 덩어리 (비교용: 네 덩어리의 값이 모두 같은 가상의 공)
1
활동 — 순서대로 해 보기
30점
- ①[칸 A]에 네 덩어리 ㉮~㉱의 (무게÷부피)를 각각 계산해 그 값을 적어 보세요.
- ②[칸 A]의 값이 큰 것부터 작은 것 순서로 덩어리 기호 ㉮~㉱를 [칸 B]에 늘어놓으세요.
- ③물질이 자유롭게 오르내릴 만큼 뜨겁게 녹은 공에서 값이 큰 덩어리는 어디로 모일지 한 낱말로 [칸 B] 옆에 적어 보세요.
- ④그 공을 중심에서 바깥쪽까지 잘랐을 때 차례로 만나는 덩어리 기호를 [칸 C]에 적어 보세요.
- ⑤관측 자료 — 실제로 잘라 본 어떤 공은 중심부의 1㎤당 무게가 크고 표면으로 갈수록 작았습니다. [칸 C]가 이와 맞으면 O, 아니면 X를 옆에 적으세요.
- ⑥네 덩어리의 (무게÷부피)가 모두 4.0으로 똑같다면 중심에서 바깥 순서를 정할 수 있는지 [칸 D]에 판단과 이유를 한 줄로 적어 보세요.
칸 B — 값이 큰 것부터 작은 것 순서(㉮~㉱ 기호)
2
해석 — 왜 그런지 내 생각 쓰기
40점
(1)[칸 C]에서 중심에 온 덩어리와 표면에 온 덩어리는 (무게÷부피) 값이 어떻게 달랐나요? 값과 자리 사이의 관계를 여러분의 말로 설명해 보세요. (15점)
✎ 값이 ___ 덩어리일수록 ___에 모였고, 값이 ___ 덩어리일수록 ___에 떴다. 왜냐하면 …
(2)㉮가 중심으로 간 것은 이 네 덩어리라서 생긴 우연일까요, 값이 큰 물질이면 어떤 경우에도 생기는 규칙일까요? 다른 물질 두 개를 직접 정해 (무게÷부피)를 비교한 결과와 함께 이유를 쓰세요. (15점)
✎ 나는 (우연 / 규칙) 쪽에 걸겠다. 내가 정한 두 물질 ___와 ___로 해 보니 …
(3)[칸 D]에서 네 값이 모두 같을 때는 중심·표면 순서를 정할 수 있었나요? [칸 C]와 무엇이 달랐고, 무엇 때문에 그 차이가 생겼을지 여러분의 생각을 쓰세요. (10점)
3
성찰 — 활동을 내 것으로 만들기
30점
(1) 순서 다시 짜기 — 이 활동을 처음 하는 친구에게 나라면 어떤 순서로 시킬지 쓰고, 왜 그 순서인지 한 문장으로 이유를 붙이세요. 지워도 되는 단계가 있다면 그것도 쓰세요. (15점)
(2) 이름 붙이기 — 오늘 한 일을 세 문장으로 정리한 뒤, 각 문장이 가리키는 것에 교과서에서 배운(또는 배울) 과학 용어를 짝지어 붙여 보세요. (덩어리가 자리 잡은 값의 이름, 자리가 나뉜 결과 지구가 이룬 구조의 이름 등) (15점)
평가 기준
| 활동 수행 (30점) | 네 값을 정확히 계산하고, 값 순서·중심에서 바깥 순서·관측 자료 대조를 지시대로 수행함 | 상 · 중 · 하 |
| 해석 (40점) | 값과 자리의 관계에 이유를 붙였고, 다른 물질을 직접 정해 확인한 근거와 대조 사례 해석이 있음 | 상 · 중 · 하 |
| 성찰 (30점) | 순서 재설계에 이유가 있고, 세 문장 각각에 알맞은 과학 용어를 짝지음 | 상 · 중 · 하 |
연습 문제
중심으로 내려간 것, 표면에 뜬 것 · 각 20점 · 총 100점
안내 — 1쪽에서 스스로 세운 원리를 이번에는 용어와 함께 반복 적용해 봅니다. 밀도 값은 g/㎤ 단위입니다.
1.원시 지구가 형성되는 과정에서 밀도가 큰 물질과 작은 물질은 각각 어디에 자리 잡는지 쓰고, 그 결과 지구가 어떤 구조를 이루게 되었는지 설명하시오.
2.다음 물질을 원시 지구에서 자리 잡는 순서대로 중심에서 바깥쪽으로 배열하시오. (밀도: 철 7.9, 감람암 3.3, 현무암 3.0, 물 1.0)
3.마그마 바다 상태가 물질이 밀도에 따라 나뉘는 데 왜 중요했는지, 만약 지구가 처음부터 끝까지 단단한 고체였다면 어떻게 되었을지와 함께 설명하시오.
4.뜨겁게 녹은 두 천체 (가)와 (나)가 있다. (가)는 구성 물질의 밀도가 제각각이고, (나)는 모든 물질의 밀도가 같다. 층상 구조가 뚜렷하게 나타나는 천체를 고르고 이유를 쓰시오.
5.원시 지구가 미행성 충돌로 점점 커지면서 표면 온도가 높아진 까닭을 충돌과 관련지어 설명하고, 이 열이 층상 구조 형성에 어떤 역할을 했는지 쓰시오.
정답
1. 밀도가 큰 물질(철·니켈 등 금속)은 중심으로 가라앉아 핵을, 밀도가 작은 물질(규산염 암석)은 위로 떠올라 맨틀·지각을 이룬다. 그 결과 밀도에 따라 층이 나뉜 층상 구조를 이룬다.
2. 철(7.9) → 감람암(3.3) → 현무암(3.0) → 물(1.0). 즉 중심부터 철·감람암·현무암·물 순으로 자리 잡는다.
3. 물질이 녹아 자유롭게 움직일 수 있는 마그마 바다 상태여야 밀도 큰 물질이 가라앉고 작은 물질이 떠올라 분리된다. 단단한 고체였다면 물질이 이동하지 못해 밀도에 따른 층상 구조가 형성되기 어렵다.
4. (가). 밀도 차이가 있어야 무거운 물질이 가라앉고 가벼운 물질이 떠올라 층이 나뉜다. (나)는 밀도가 모두 같아 가라앉거나 떠오르는 구분이 없어 층상 구조가 생기지 않는다.
5. 미행성이 충돌할 때 운동 에너지가 열로 바뀌어 표면 온도가 높아졌고(방사성 원소 붕괴열도 더해짐), 이 열로 지구가 녹아 마그마 바다를 이루면서 밀도에 따른 물질 분리로 층상 구조가 형성되었다.