어느 화성암에 반감기가 1억 년인 방사성 원소 X와, X가 붕괴해 생긴 자원소 Y가 1 : 7의 비율로 들어 있어요. 이 암석의 절대 연령은? (암석이 생길 때 Y는 없었다고 가정)
- 1처음 X의 양은 지금의 X와 Y를 더한 것이므로 1 + 7 = 8이에요.
- 2남은 X의 비율은 1/8 = (1/2)³이므로 반감기가 3번 지났어요.
- 3절대 연령 = 3 × 1억 년 = 3억 년
답약 3억 년이에요.
HIGH 3 / UNIT 10
지질 시대와 방사성 연대 측정
「지구시스템과학」 상대 연령과 반감기로 지층과 암석의 나이를 정합니다.
암석이 몇 년 전에 만들어졌는지 어떻게 숫자로 알 수 있을까요?
지질 시대와 방사성 연대 측정: 핵심 개념
고3 수준에 맞춰 이 단원에서 꼭 알아야 할 내용을 정리했어요.
- 01
상대 연령은 지층 누중·관입·부정합·동물군 천이의 법칙으로 지층과 지질 사건의 선후 관계를 정한 것이에요.
- 02
방사성 동위 원소는 일정한 비율로 붕괴하며, 처음 양의 절반이 붕괴하는 데 걸리는 반감기는 온도나 압력에 관계없이 일정해요.
- 03
모원소가 처음 양의 (1/2)ⁿ만큼 남아 있다면 반감기가 n번 지났으므로, 절대 연령은 n × 반감기예요.
- 04
탄소-14(반감기 약 5730년)는 수만 년 이내 생물 유해의 연대 측정에, 우라늄-238(약 45억 년)이나 칼륨-40(약 12.5억 년)은 오래된 화성암의 연대 측정에 알맞아요.
- 05
지질 시대는 생물계의 큰 변화를 기준으로 선캄브리아 시대·고생대·중생대·신생대로 나누며, 고생대 말(약 2억 5200만 년 전)과 중생대 말(약 6600만 년 전)에는 대멸종이 있었어요.
풀이 예제
유적에서 나온 숯의 탄소-14 비율이 살아 있는 나무의 25 %예요. 이 나무가 죽은 것은 약 몇 년 전일까요? (탄소-14의 반감기 약 5730년)
- 1생물이 죽으면 탄소-14를 더 이상 받아들이지 않으므로, 그때부터 탄소-14가 줄어들어요.
- 225 % = 1/4 = (1/2)²이므로 반감기가 2번 지났어요.
- 32 × 5730년 = 11460년
답약 1만 1500년 전(약 11460년 전)이에요.
중생대와 신생대의 경계(약 6600만 년 전) 지층에서 이리듐이 많은 얇은 점토층이 세계 곳곳에서 발견되어, 소행성 충돌이 공룡을 포함한 대멸종과 관련 있다는 증거가 되었어요.
- 반감기
- 방사성 동위 원소가 처음 양의 절반으로 줄어드는 데 걸리는 시간
- 절대 연령
- 방사성 동위 원소의 붕괴 등으로 구한, 암석이나 사건의 실제 나이
- 상대 연령
- 지층과 지질 사건의 앞뒤 순서만 나타낸 나이
- 표준 화석
- 생존 기간이 짧고 분포 지역이 넓어 지층의 시대를 알려 주는 화석
수학적 모형과 불확실성을 고려해 과학적 주장을 논증합니다.
논증하기검증하기한계 평가하기
지질 시대와 방사성 연대 측정, 직접 해 보세요.
배운 개념이 주변에서 실제로 맞는지 관찰하고, 핵심 용어로 설명해 보세요.
- STEP 1
지질 단면도에서 지층, 관입암, 부정합면이 만들어진 순서를 정한다.
- STEP 2
동전 100개를 흔들어 앞면이 나온 동전을 빼는 활동을 반복해 반감기 곡선을 그린다.
- STEP 3
모원소가 처음 양의 25 %만 남은 암석의 나이를 반감기가 두 번 지난 것으로 계산한다.
지질 시대와 방사성 연대 측정 학습 목표
이 사이트가 정한 단원별 학습 목표예요. 국가 교육과정의 공식 성취기준이 아니에요.
- 01
지층 누중·관입·부정합의 원리로 지층과 암석의 상대 연령을 정할 수 있다.
- 02
반감기를 이용해 암석의 절대 연령을 계산할 수 있다.
수치에서 패턴을 찾아보세요.
바꾼 조건: 지난 시간(반감기의 1·2·3·4배) · 측정한 값: 자원소 수 ÷ 모원소 수 (배)
| 지난 시간(반감기의 1·2·3·4배) | 자원소 수 ÷ 모원소 수 (배) |
|---|---|
| 조건 1 | 1 |
| 조건 2 | 3 |
| 조건 3 | 7 |
| 조건 4 | 15 |
자료를 근거로 내릴 수 있는 가장 타당한 결론은 무엇인가요?
지질 시대와 방사성 연대 측정: 개념을 적용해 보세요.
진행 중화성암에 반감기가 1억 년인 방사성 원소 X와 X가 붕괴해 생긴 자원소 Y가 1 : 3으로 들어 있어요. 이 암석의 절대 연령은? (생성 당시 Y는 없었다고 가정)
방사성 동위 원소의 반감기에 대한 설명으로 옳은 것은?
약 7000만 년 전 공룡 뼈 화석의 연대를 탄소-14로 직접 측정하기 어려운 까닭은?
퇴적층 A 위에 퇴적층 B가 쌓여 있고, 화성암 C가 A와 B를 모두 뚫고 들어왔어요. B 위에는 부정합면이 있고 그 위의 퇴적층 D는 C에 뚫리지 않았어요. 형성 순서로 옳은 것은?
표준 화석으로 가장 알맞은 생물의 조건은?
주장–증거–추론으로 설명하세요.
암석이 몇 년 전에 만들어졌는지 어떻게 숫자로 알 수 있을까요?
관련 핵심 단원에서 조건을 바꾸며 더 깊이 살펴보세요.
‘움직이는 지구’ 핵심 단원: 지구 내부 에너지와 판의 움직임이 지진·화산·산맥을 만드는 과정을 봅니다.
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