지구의 구성 원소 – 중1과학

📘 대표유형 문제

다음 중 지구 전체를 구성하는 원소에 대한 설명으로 올바르지 않은 것은 무엇일까요?

1. 지구 전체에서 가장 많은 원소는 철이다.
2. 지구 전체에서 두 번째로 많은 원소는 산소이다.
3. 지각에서 가장 많은 원소는 산소이고, 두 번째는 규소이다.
4. 맨틀은 주로 산소, 규소, 마그네슘, 철 등으로 구성된다.
5. 지구 전체 구성에서 지각과 맨틀에 많은 산소와 규소의 비중이 가장 높다.

🔍 단계별 풀이

Step 1. 지구의 구조와 구성 원소 이해

지구는 크게 지각, 맨틀, 핵(외핵, 내핵)의 세 층으로 나눌 수 있습니다. 각 층은 밀도와 구성 원소에서 차이를 보입니다.
가장 바깥층인 지각은 비교적 가벼운 원소들로, 가장 안쪽인 핵은 무거운 원소들로 이루어져 있습니다.

Step 2. 지각의 주요 구성 원소 파악

지각은 지구의 가장 겉 부분으로, 우리 주변에서 볼 수 있는 암석과 흙 등을 이룹니다.
지각을 구성하는 원소 중 가장 많은 것은 **산소(O)**이며, 그 다음으로 **규소(Si)**가 많습니다.

이 두 원소는 지각의 약 75% 이상을 차지하며, 주로 규산염 광물의 형태로 존재합니다. 그 외 알루미늄(Al), 철(Fe), 칼슘(Ca) 등이 있습니다.

Step 3. 맨틀과 핵의 주요 구성 원소 파악

* **맨틀:** 지각 아래에 있는 맨틀은 주로 **산소(O), 규소(Si), 마그네슘(Mg), 철(Fe)** 등으로 이루어져 있습니다. 지각보다 철과 마그네슘의 함량이 높습니다.
* **핵:** 지구의 가장 안쪽에 있는 핵은 주로 무거운 원소인 **철(Fe)**과 **니켈(Ni)**로 구성되어 있습니다. 특히 철이 핵의 대부분을 차지합니다.

Step 4. 지구 전체의 주요 구성 원소 파악 (오답 찾기)

지구 전체를 통틀어 가장 많은 원소는 지구 부피의 대부분을 차지하는 핵에 포함된 **철(Fe)**입니다. 핵은 지구 질량의 약 3분의 1을 차지하므로, 핵의 주성분인 철이 지구 전체에서 가장 많은 원소가 됩니다.
두 번째로 많은 원소는 지각과 맨틀에 풍부한 **산소(O)**입니다.
따라서, “지구 전체 구성에서 지각과 맨틀에 많은 산소와 규소의 비중이 가장 높다.”는 설명은 틀렸습니다.
지각과 맨틀에는 산소와 규소가 많지만, 지구 전체 질량에서 가장 큰 비중을 차지하는 핵의 주성분인 철이 전체 1위를 차지합니다. 규소는 세 번째로 많은 원소입니다.

✅ 정답

정답: ⑤ 지구 전체에서 가장 많은 원소는 철이며, 두 번째는 산소입니다. 규소는 세 번째로 많습니다.

🧠 개념 정리 – 지구의 주요 구성 원소 비교

❌ 오개념 정리

• “지구 전체에서 산소가 가장 많다” ❌ → 산소는 지각과 맨틀에 많지만, 지구 전체 질량은 핵의 철이 가장 큰 비중을 차지한다.
• “지각에 철이 가장 많다” ❌ → 지각에는 산소와 규소가 가장 많으며, 철은 그 다음 순위이다.
• “대기에 가장 많은 질소가 지구 전체에도 많다” ❌ → 대기권과 지구 내부 구성은 완전히 다르다.

🌍 일상 속 사례로 더 알아보기

• 철: 우리 주변의 모든 금속 제품(자동차, 건축물)의 주성분. 지구의 핵을 이루는 주요 원소.
• 산소: 우리가 숨 쉬는 공기의 21%, 물의 89%를 차지하며, 지각 암석의 주요 구성 원소.
• 규소: 모래(이산화규소)의 주성분이며, 유리, 반도체 제조에 사용. 지각에서 산소 다음으로 많음.

🧪 실생활 문제

지구 표면의 암석에 가장 흔하게 발견되는 원소는 무엇일까?

• ① 철
• ② 산소 ✅
• ③ 질소
• ④ 탄소

✔️ 마무리 요약

지구는 크게 지각, 맨틀, 핵으로 나뉘며, 각 층마다 주요 구성 원소가 다릅니다.
특히 지구 전체에서 가장 많은 원소는 철이고, 지각에서 가장 많은 원소는 산소라는 점을 정확히 기억하는 것이 중요합니다.
이러한 개념은 지구 과학의 기본이 되며, 지구의 다양한 현상을 이해하는 데 큰 도움이 됩니다.
이번 문제를 통해 지구의 구성 원소에 대한 개념을 정확히 정리해보세요.
작은 의문 하나가 과학적인 시선을 갖는 계기가 됩니다!