3.주요 연구영역
1) 광물학
광물학이란 자연과학의 한 분과로서, 지구를 구성하고 있는 고체로서 무생물계의 기본 구성 물질단위인 광물에 관하여 연구하는 학문입니다.
즉, 광물학은 광물의 산출 상태, 결정구조, 물리화학적 특성, 성인, 활용 등에 대해 연구하는 학문이며, 무기화학(無機化學, inorganic chemistry), 고체물리학(固體物理學, solid state physics), 재료공학(材料工學, material engineering) 등과도 밀접히 관련되는 학문으로 매우 다양한 연구분야를 가집니다.
광물학은 인류생활의 터전인 대자연의 기본물질 단위인 동시에, 인류의 문화생활에 있어서 필수적인 원료 물질인 광물에 관하여 연구하는 학문이다. 따라서 광물학은 순수 학문적인 면에도 중요하지만, 다방면의 응용적 측면이 많아 더욱 중요합니다.
세부분야로서 결정학(結晶學, crystallography), 광물화학(鑛物化學, mineral chemistry), 광물물리학(鑛物物理學), 광물광학(鑛物光學), 광물생성학(鑛物生成學), 점토광물학(粘土鑛物學, clay mineralogy), 토양광물학(土壤鑛物學, soil mineralogy), 응용광물학(應用鑛物學, applied mineralogy), 산업광물학(産業鑛物學, industrial mineralogy), 환경광물학(環境鑛物學, environmental mineralogy), 보석광물학(寶石鑛物學), 생광물학(生鑛物學), 우주광물학(宇宙鑛物學), 해양광물학(海洋鑛物學), 열광물학(熱鑛物學), 분광광물학(分光鑛物學), 고에너지 광물학(高─鑛物學, high energy mineralogy), 의료광물학(醫療鑛物學), 약용광물학, 합성광물학(合成鑛物學, synthetic mineralogy), 광물공학(鑛物工學) 등으로 매우 광범위합니다.
2) 암석학
암석학은 암석의 화학 조성, 광물 조성, 조직과 구조 등과 같은 성질을 기술하고, 자연에서의 산출 상태 등을 조사하며, 그 자료를 근거로 암석의 생성 원인, 생성 과정, 생성 조건 등을 궁극적으로 규명하는 지질학의 한 분야를 말합니다.
예전에는 암석의 여러 성질을 조사하는 부문을 암석기재학(巖石記載學, petrography), 성인을 고찰하는 부문을 암석성인론(岩石成因論, petrogenesis)이라 하여 구별했으나, 최근에는 양자를 합하여 암석학이라고 합니다.
암석학은 초기에 화학분석법과 편광현미경의 발명과 함께 암석의 기재와 분류법이 발전되었고, 그 후 열역학적 상평형 연구, 고온 및 고압하의 실험암석학적 연구, 방사성 동위원소 분석 등으로 암석의 성인을 규명하는 측면으로 개척되어 왔습니다.
암석학은 대상 암석의 종류에 따라 크게 화성암석학(火成岩石學), 퇴적암석학(堆積岩石學, sedimentary petrology), 변성암석학(變性岩石學)의 연구 영역으로 나누어집니다.
3) 고생물학
고생물학은 지질 시대에 쌓인 퇴적물 중에 보존되어 있는 화석들을 근거로 하여 지질 시대의 고생물을 연구하는 학문입니다.
고생물학은 대상으로 하는 생물의 중류에 따라 동물을 대상으로 하는 고동물학(古動物學, paleozoology), 식물을 대상으로 하는 고식물학(古植物學, paleobotany), 미생물을 대상으로 하는 미고생물학(微古生物學, micropalaeontology) 등으로 구분합니다.
또는 주로 고생물과 그 식생 및 생활환경과의 상호관계를 연구대상으로 하는 고생태학(古生態學, paleoecology), 고생물의 지리적 분포상태를 연구대상으로 하는 고생물지리학(古生物地理學, paleobiography) 등의 분야도 포함됩니다.
고생물학은 지질학적 시간의 척도로 과거 지구상에 생존했던 생물의 분류, 생태, 역사, 진화를 규명하는 것을 목적으로 합니다.
따라서 고생물학의 연구는 지구상 생물의 진화를 해명하고, 지층을 대비하며, 지질 시대의 환경을 해석하는데 큰 공헌을 하고 있습니다.
4) 지구화학
지구화학이란 화학적 원리와 도구를 이용해 지구 내 다양한 시스템의 생성 및 변화 과정을 규명하는 지질학의 한 분야입니다.
지구화학을 통해 지질 연령을 측정하고, 마그마 방의 깊이 및 온도를 유추하고, 변성암의 생성 온도 및 압력을 규명하고, 지각이 언제 그리고 어떻게 생성됐는지를 연구합니다.
또한 지구화학은 대기의 형성 및 진화, 맨틀의 대류, 빙하기의 생성, 생명의 기원 등에 대해 중요한 실마리를 제공합니다.
광산, 석유 등의 지하 자원의 탐사에 지구화학적 탐사기법이 사용되고 있으며 금성, 화성, 목성 등의 행성 연구에 지구화학적 장비가 이용되고 있습니다.
최근에 지구화학은 산성비, 오존의 구멍, 온실효과, 지구 온난화, 지하수 및 토양 오염 등의 환경문제로 그 영역을 넓혀가고 있습니다.
지구화학의 세부분야에는 암석지구화학(岩石地球化學), 동위원소 지구화학(同位元素 地球化學), 우주화학(宇宙化學, cosmochemistry), 생지화학(生地化學, biogeochemistry), 유기지구화학(有機地球化學), 수질지구화학(水質地球化學), 토양화학(土壤化學), 지구화학탐사(地球化學探査, geochemical exploration) 등이 있습니다.
5) 지구물리학
지구물리학이란 물리학적 원리에 입각하여 지구와 이를 둘러싼 환경에 대해 정량적으로 연구하는 학문이라 할 수 있습니다.
협의의 지구물리학은 고체지구물리학(固體地球物理學)으로 지구표면으로부터 내핵까지의 지구 내부를 주된 연구대상으로 하며, 지진학(地震學, seismology), 중력 및 측지학(測地學, geodesy), 지구자기학(地球磁氣學) 및 고지구자기학(古地球磁氣學), 지열학(地熱學, geothermometry), 지구연대학(地球年代學, geochronology), 지구조학(地球照學, tectonics), 지구물리탐사학(地球物理探査學)을 포함합니다.
광의의 지구물리학은 고체지구물리학에 더하여 수문학(水文學, hydrology), 물리해양학(物理海洋學, pyhsical oceanography), 대기학(大氣學), 우주물리학(宇宙物理學, astrophysics) 그리고 화산학(火山學, vulcanology)을 포함하며, 물리학적 원리를 적용한다는 관점에서는 지질공학도 포함됩니다.
고체지구물리학은 연구 성격에 따라 지구 전체 또는 그 주요 부분을 연구하는 순수지구물리학(純粹地球物理學, pure geophysics)과 실용적이면서 흔히 경제적인 목적을 달성하기 위해 지각 및 지표 근처를 조사하는 학문인 응용지구물리학(applied geophysics, 應用地球物理學)으로 다시 구분 가능합니다.
6) 구조지질학
구조지질학은 지구의 역사를 연구하는 지질학의 한 분야로, 암석 내에 기록되어 있는 변형(變形, deformation)을 이해하고 궁극적으로 변형을 야기한 응력(應力, stress)을 규명하고자 하는 학문입니다.
이러한 응력이 지판과 지판 사이의 운동에 의한 것으로 해석될 때 지구조학(地球照學, tectonics)의 영역으로 확대될 수 있습니다.
구조지질학 연구는 지질구조를 파악함으로서 석유, 석탄 및 각종 광상의 분포와 산상 그리고 채산성의 평가에 유용한 자료를 제공할 수 있습니다.
또한 지진에 의한 단층 작용 연구와 같은 지질재해의 평가와, 지반암석의 단층, 절리 등의 구조를 조사함으로서 기초지반을 평가하여 토목시공에 응용할 수 있습니다.
7) 광상학
광상학은 광상(ore deposit)에 대한 학문으로 광상은 우리 인간이 필요로 하는 천연자원이 집중적으로 농집되어 있는 장소를 말합니다.
우리 인간에게 유용한 천연자원이 집중적으로 농집되는 일은 지구에 있어서 일반적인 모습이 아니고 매우 예외적인 일입니다.
광상학은 이러한 예외적인 사건이 왜 지구에 일어났는지를 연구하는 기초과학(基礎科學)의 성격을 띠지만 궁극적으로 인류에게 유용한 자원과 에너지를 제공하는 응용학문으로 요구 받고 있습니다.
광상학은 자원지질학(資源地質學, resource geology)과 그 개념이 거의 유사하지만 광상학이 자원지질학보다 좀 더 학문적인 성격을 띕니다.
8) 수리지질학
수리지질학이란 땅속의 물 특히 지하수를 연구하는 지질학의 한 분야로서, 지하수와 지질의 상호관련성 및 상호작용, 지하수의 유동 및 지하수 수질 등을 연구합니다.
좀 더 자세하게 설명하면, 수리지질학은 지하수의 함양, 저류, 유출에 대한 일련의 과정을 지배하고 있는 지층의 제반 물리적, 화학적 특성을 연구하는 학문으로서 지층 내부의 공극의 특성이나 수리적 특성, 대수층(帶水層)의 구조, 분포, 지하수의 화학적 성질을 중요한 연구대상으로 합니다.
수리지질학을 연구하거나 지하수를 개발하기 위해서는 우물을 굴착하여야 합니다.
9) 퇴적지질학
퇴적지질학이란 퇴적물(sediments)이나 퇴적암(sedimentary rocks)을 연구하는 지질학의 한 분야로, 기존의 암석이 풍화되고 이동되는 과정에서부터 퇴적암이 만들어지는 모든 과정을 다루는 학문분야입니다.
퇴적암의 형성은 지구의 역사와 함께 시작되었기 때문에 퇴적지질학은 시간적으로 현생의 퇴적물로부터 고기의 퇴적암까지 전 지질 시대를 포함한다고 할 수 있습니다.
세부분야로는 퇴적학(堆積學, sedimentology), 퇴적암석학(堆積岩石學, sedimentary petrology), 층서학 등이 있습니다.
퇴적학은 암석이 풍화, 침식되고 이동되어 퇴적되는 과정을 연구하는 분야로 주로 현생의 퇴적물을 다룹니다.
반면 퇴적암석학은 고화된 퇴적암을 대상으로 하며 퇴적암의 여러 가지 특징과 기원을 다루는 연구 분야입니다.
층서학은 퇴적물이나 퇴적암의 시공간적 분포를 다루는 분야입니다.
10) 환경광물학
환경지질학은 환경과학(環境科學, environmental science)의 한 분야로서 지속 가능한 사회를 유지하기 위하여 지질학적 지식을 어떻게 응용하고 활용하느냐를 연구하는 분야입니다.
또는 환경지질학이란 “인간의 물리적 환경의 점유와 개발에 의하여 발생된 문제점을 해결하기 위한 지질학적 원리와 지식을 응용하는 학문분야”이라도 할 수 있습니다.
환경지질학은 지구화학, 수리지질학, 광물학, 광상학, 토양학, 지형학 및 응용지질학 등을 포함한 지구시스템과학의 거의 모든 분야와 관련되는 학문입니다.
환경지질학은 응용지질학적 측면이 강합니다. 따라서 환경지질학은 토지 이용에 있어 갈등을 해소하는 데 도움이 될 수 있으며, 환경훼손을 최소화하고, 우리의 자연 환경과 변화된 환경의 유용성을 최대화하기 위해 지질학적인 정보를 이용하는 학문입니다.
11) 해양지질학
해양지질학은 해저의 지질을 대상으로 하는 지질학의 한 분야로서, 연안에서부터 대륙붕, 대륙사면을 거쳐 심해저를 대상으로 하며, 그곳의 해저지형, 퇴적물, 해저화산, 심부지층 등을 조사하고 연구합니다.
연구목적은 해저의 지질, 퇴적구조, 해저지형, 퇴적작용 등을 통하여 해양환경을 이해하고, 석유 및 광물 등의 자원을 탐사하고, 개발하는데 있습니다.
세부분야로 해저지형학(海底地形學, submarine geomorphology), 해양퇴적학(海洋堆積學), 해양지구화학(海洋地球化學), 해저층서학(海底層序學), 해저고생물학(海底古生物學), 해양광물학(海洋鑛物學), 해저구조지질학(海底構造地質學), 해양응용지질학(海洋應用地質學) 등으로 나눌 수도 있습니다.
12) 석유지질학
석유지질학이란 응용지질학의 한 분야로 석유의 생성부터 개발까지 석유에 대한 지질학적 측면을 다루는 학문분야입니다.
석유지질학의 학문영역은 원유를 생성시키는 유기물의 집적에서부터 원유의 생성과 이동, 원유가 모여 있을 수 있는 장소와 조건 등 지질학적 지식을 이용하여 석유의 탐사와 개발에 이용하는 다양한 내용을 포함합니다.
석유지질학자의 역할은 지질학적 지식을 바탕으로 원유의 부존 가능성을 평가하고 저류암의 존재유무, 집유장의 발달 범위 등을 판단한 후, 원유의 채굴을 담당하는 석유공학자가 석유개발에 대한 방향을 설정하도록 도와주는 것입니다.
13) 행성지질학
행성지질학은 지구에서의 지질학적 영구역역을 태양계로 확장하여 태양계의 기원과 진화, 행성시스템의 형성과 분화과정, 그리고 생명의 탄생과 진화 등에 대한 보다 근원적인 의문점들을 과학적으로 탐구하는 분야라고 할 수 있습니다.
달암석과 운석 등에 대한 광물학, 암석학, 지구화학 등의 분석학적 연구가 포함됩니다.
그리고 원격탐사 방법에 의한 탐사자료를 통하여 광물학, 암석학, 지구화학, 지구물리학, 구조지질학, 퇴적학, 지형학 등의 지질학적 연구가 이루어질 수 있습니다.
외계 천체를 대상으로 한 세부연구 분야로서 운석(우주)광물학(隕石鑛物學), 우주지구화학(宇宙地球化學) 등으로 나누어지기도 합니다.
14) 지질공학
지질공학이란 지질학적인 지식을 토목공학(土木工學, civil engineering)에 응용시키는 지질학의 한 분야로서 암석역학(岩盤力學), 토질역학(土質力學, soil mechanics), 지질공학적 부지조사, 사면 안정성 분석, 연약지반 개량공법 관한 분야를 포함합니다.
특히 지질공학은 지질학적 지식을 지반의 공학적 설계와 토목공학에 적용시키는 학문이며, 지질구조와 암석의 성질을 이용하여 토목공학의 기술과 이론을 뒷받침합니다.
또한 토목시공 계획과 관련된 지층의 특성을 밝히고 공학지질도 작성을 다루며, 토목시공에 영향을 미칠 수 있는 산사태, 지진과 같은 지질재해의 가능성을 평가합니다.
15) 층서학
층서학은 암석의 생성 순서를 밝히고 세계의 모든 암석을 서로 관련시켜 시간적으로 정리하는 학문이며, 이는 지구의 역사를 편찬하는 데 불가결한 지식을 제공합니다.
16) 지사학
지사학은 지질학의 연구로 얻어진 역사적인 사실을 종합하여 무생물계와 생물계의 역사를 편찬하는 지질학의 최종 목적이 되는 분야입니다.
17) 기타분야
지진 연구를 주로 하는 지진학, 화산을 주로 대상으로 하는 화산학, 실제로 산업이나 인류복지에 응용하는 응용지질학, 농업과 임업에 관련된 농림지질학, 토양을 연구하는 토양학, 지표면의 형상에 대한 지형학, 지질재해를 연구하는 지질재해학, 경제적인 측면의 연구인 경제지질학, 생물과 지질의 관계에 대한 생지질학, 지질공원과 같은 지질관광자원에 대한 관광지질학 등의 많은 분야가 있습니다.
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