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Jun 02, 2023

돌은 왜 타지 않는 걸까요?

몬태나 대학교 지구과학 강사 Natalie Bursztyn

몬태나 대학교 지구과학 강사

Natalie Bursztyn은 이 기사의 혜택을 받을 수 있는 회사 또는 조직에서 일하거나 컨설팅하거나 주식을 소유하거나 자금을 지원받지 않으며 학술 임명 외에는 관련 제휴 관계를 공개하지 않았습니다.

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바위는 왜 타지 않는 걸까요? – 루크, 4세, 뉴햄프셔주 뉴마켓

많은 암석은 타지 않지만 일부는 타지 않습니다. 암석이 무엇으로 만들어졌는지에 따라 달라지며, 이는 암석이 어떻게 형성되었는지와도 관련이 있습니다.

화성암, 퇴적암, 변성암의 세 가지 주요 암석 유형이 있습니다. 이 암석은 모두 다른 특성을 지닌 광물로 만들어졌습니다. 일부는 열에 노출되면 마그마나 용암(매우 뜨거운 액체 암석)으로 녹아내립니다. 다른 것들은 불이 붙을 것입니다.

가열되면 타는 암석이 연소됩니다. 이는 암석 내의 원소가 공기 중의 산소와 반응하여 화염의 형태로 열과 빛을 생성한다는 것을 의미합니다.

황, 탄소, 수소 원소는 산소와 쉽게 반응합니다. 이러한 원소를 포함하는 암석은 가연성입니다. 내부에 이러한 요소가 없으면 충분한 열에 노출된 암석은 불이 붙는 대신 녹을 것입니다.

화성암은 지하의 마그마나 화산의 용암이 냉각되어 고체 물질로 결정화될 때 형성됩니다. 이 암석은 대부분 화씨 1,300도(섭씨 700도)에서 최대 2,400F(1,300C)의 온도에서 결정화되는 규산염 광물로 만들어집니다.

화성암에는 가연성 요소가 거의 또는 전혀 포함되어 있지 않습니다. 그리고 높은 온도에서 결정화되기 때문에 이를 다시 마그마로 다시 녹이는 것은 매우 어렵습니다. 이를 위해서는 도시에서 폐기물을 태우는 데 사용하는 일종의 첨단 소각장이 필요할 것입니다.

퇴적암은 매우 다른 형성 이야기를 가지고 있습니다. 이는 부서진 암석 조각, 광물, 때로는 식물이나 동물 물질, 그리고 찻주전자와 욕조에서 형성되는 석회질과 같이 물이 증발할 때 남겨진 결정체로부터 형성됩니다.

생명체에는 황, 탄소, 수소가 많이 포함되어 있습니다. 실제로 이것은 지구상 생명체의 6가지 필수 요소 중 3가지입니다. 약간의 유기물, 특히 죽은 식물도 가연성이므로 암석이 탈 수 있습니다.

마지막 암석 그룹은 변성암이라고 합니다. 왜냐하면 이 암석은 많은 열과 압력이 기존 암석을 녹이거나 태우지 않고 새로운 유형으로 변화시킬 때 형성되기 때문입니다. "변태"는 고대 그리스어에서 유래되었으며 "변형"을 의미합니다. 예를 들어, 부엌 조리대나 조각상에서 볼 수 있는 대리석은 지하 깊은 곳에서 강렬한 열과 압력을 받아 변형된 석회암에서 나온 것입니다.

화성암으로 형성된 변성암에는 가연성 요소(타는 요소)가 포함되어 있지 않지만 퇴적암으로 만들어진 변성암에는 그럴 수 있습니다. 한 가지 친숙한 예는 거의 전적으로 탄소로 만들어진 무연탄입니다. 아주 오래전 죽은 식물이 늪에 떨어져 모래나 진흙에 묻혀 결국 수억 년에 걸쳐 압축되어 석탄이 되면서 형성되었습니다.

전 세계에는 많은 석탄층이 있습니다. 때로는 석탄이 아직 땅 속에 있는 동안에도 불이 붙기도 합니다. 원인은 낙뢰와 같은 자연적일 수도 있고, 광산과 같은 인간 활동일 수도 있습니다.

과거 광산 도시였던 펜실베이니아주 센트렐리아에서는 탄층이 50년 넘게 불타고 있습니다. 아프리카의 짐바브웨와 인도의 Jharia를 포함하여 전 세계 곳곳에서 다른 활성 탄층 화재가 있습니다.

석탄을 만드는 데 필요한 것보다 더 큰 압력으로 탄소를 압축하면 결국 자연에서 발견되는 가장 단단한 광물인 다이아몬드를 얻게 됩니다. 1772년 프랑스의 화학자 앙투안 라부아지에는 돋보기로 다이아몬드를 태우면 다이아몬드가 연소될 수 있음을 증명했습니다.