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지구과학


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변경지대의 과학
비학문 병적 과학 · 쓰레기 과학 · 유사과학( 대체의학) · 반과학
1 대부분의 국가에서는 유사과학의 일종인 대체의학으로 분류하나, 한국, 중국, 북한, 대만 4개국에는 독립된 한의학부가 존재하여 의학사에 준하는 학위를 부여한다.
2 인문학과 사회과학에 걸쳐져 있다.
3 인문학을 확실하게 과학으로 분류하는 독일 같은 특수사례가 있으나 사회 전반 및 국제적으로 보편적인 경향성은 아니다. 대한민국의 교육법상으로 인문학은 '직관·체험·표현·이해·해석 등 인문학적 방법론을 수용하는 제반 학문'으로 정의하고 있으며,[1] 과학과 분리된 개념으로 다루고 있다.[2] 다만 근래에는 과학적 방법론이 연구에 쓰이는 사례도 종종 있다.
4 최근에는 사회과학적 연구도 계속되고 있다.

[1] 인문학 및 인문정신문화의 진흥에 관한 법률 제3조 2. "인문학"이란 인문에 관하여 탐구하는 학문으로서 언어학·문학·역사학·철학·종교학 등의 학문과 직관·체험·표현·이해·해석 등 인문학적 방법론을 수용하는 제반 학문 및 이에 기반을 둔 융복합 학문 등 관련 학문분야를 말한다. [2] 과학은 교육법상 과학수학정보 교육 진흥법의 관리하에 있다.
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자연과학의 일반적 분류
물상과학
Physical Science
생명과학
Life Science
물리학
Physics
화학
Chemistry
천문학
Astronomy
지구과학
Earth Science
생물학
Biology
지구과학의 일반적인 이미지

1. 개요2. 지구과학이라는 분류의 광범위함3. 하위 분과4. 지구를 연구하는 타 학문5. 국내 교육과정 관련
5.1. ··· 지리와의 연계성5.2. 천문학을 함께 다루는 특수한 관행5.3. 해외와의 차이점5.4. 과목 일람
5.4.1. 초·중등교육5.4.2. 고등교육
6. 수험과목으로서의 지구과학7. 각종 오해와 통념들8. 관련 문서

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1. 개요

/ Earth Science

지구를 구성하는 시스템(지권[1], 수권[2], 기권[3])을 연구하는 학문의 총칭. 세부적으로는 지질학, 해양학, 대기과학의 3가지 학문으로 구분된다. 연구를 함에 있어 물리학, 화학, 생물학 등의 지식이 많이 이용되며 다른 학문들과의 연관성도 아주 많은 편이지만, 그 중에서도 물리학과 가장 가까운 학문이다.

2. 지구과학이라는 분류의 광범위함

물리학이나 화학이 순수 과학적 성격이 강하다면, 지구과학은 상대적으로 '응용'적 성격이 강하다. 다만 응용(applied)이라는 단어는 보통 농학, 공학, 의학 등을 설명할 때 사용되기 때문에 응용적 성격이 강하다고 말하면 지구과학의 성격을 자칫 오해할 수가 있는데, 지구과학도 엄연히 자연과학이다. 여기서 말하는 응용이란 물리학, 화학, 생물학, 천문학 등의 지식을 이용하여 지구의 시스템을 이해한다는 뜻이다. 따라서 지구과학을 배우기 위해서는 먼저 물리학, 화학 등 다른 자연과학 지식을 어느 정도 알고 있어야 한다.

전통적인 자연과학의 분류법에 의하면 물리학, 화학, 천문학과 함께 물상 과학(Physical Science)[4]에 속한다. 또한 화학, 천문학, 생물학과 함께 현상과학으로 분류된다.[5] 현상과학의 의미에 대해서는 이 글을 참고. 한편 지구과학은 물리학, 화학, 생물학과 대비하여 종합과학이라고도 불린다.[6] 이에 대해 서울대 최무영 교수가 쉽게 설명한 글(아래 글)이 있다. #
자연을 편의상 물질(matter), 우주(universe), 생명(life)으로 나누어 볼까요. 일반적으로 모든 현상에는 그 현상을 일으키는 실체(substance)가 존재한다고 상정하는데 이를 자연과학에서는 물질이라 부릅니다. 이러한 생각을 물리주의(physicalism)라고 부를 수 있겠네요. 우주란 이러한 물질이 존재해서 다양한 자연현상이 일어나는 무대를 말하는데 엄밀한 의미에서 물질과 우주는 분리할 수 없고 합해서 물질세계를 이룹니다. 이러한 물질세계를 다루는 물리학(physics), 화학(chemistry), 천문학(astronomy) 따위를 물리과학(physical science)이라 부르지요.

여기서 생명현상은 워낙 특별해서 따로 떼어냈는데 이를 다루는 생명과학(life science)에는 생물학(biology)과 의학(medicine)[7]이 있습니다. 그러나 생명체도 물질로 구성되어 있다는 점에서 사실 생명도 물질세계의 일부라 할 수 있지요.

그리고 지질학(geology), 대기과학(atmospheric science), 해양학(oceanography) 등이 포함된 지구과학(earth science)은 기본과학이 아니고 물리학, 화학, 생물학 등을 응용한 종합과학이라 하겠습니다. 뒤에서 논의하겠지만 이러한 자연과학 중에서 물리학은 독특한 성격을 지니고 있습니다.

한편 수학(mathematics)은 자연현상을 탐구하는 것은 아니고 사고의 틀 자체를 연구하지요. 과학에서는 언어의 역할을 한다고 할 수 있겠습니다.
지구과학은 매우 다양한 연구 방법과 대상을 포괄하기에, 보통 세부 분류는 '연구 대상', 또는 '연구 방법'에 따라 구분하고 있다. 예컨대 화산을 연구하고자 할 때, 방법이 무엇이 됐건 그 연구대상이 화산이라면 그것은 화산학의 일종으로 묶일 수 있다. 한편 비록 같은 화산을 연구하지만 어떤 학자는 지진계를 설치해 화산의 활동을 감시하기도 하고, 어떤 학자는 용암 시료를 채취해 성분을 연구하기도 하고, 또 어떤 학자는 화산이 가진 피해 규모와 예측을 공부할 것이다. 그렇다면 세 학자는 각각 지구물리학[8], 지구화학, 자연 재해[9]의 일환으로 화산을 연구를 한다 말할 수 있다. 요컨대 지구과학이라는 용어는 워낙 넓고 다양한 연구 분야를 포함하는 총체적인 용어이자 학문의 대분류이기 때문에, 사실 이 분야 전체를 관통하는 성질을 말하기는 쉽지 않다. 보다 자세한 특징은 각 하위 분과 학문의 항목을 살피는 것이 더 도움이 된다.

노벨상의 과학 부문에 물리, 화학, 생물학은 들어가 있고, 천문학은 물리학상을 통해 수상할 가능성이 있는데, 지구과학은 포함되어 있지 않다. 때문에, 지질학의 세부 분야인 지구물리학, 지구화학 그리고 기상학의 세부 분야인 대기역학, 대기화학, 해양학의 세부 분야인 해양물리학 분야 등의 업적으로 물리학상이나 화학상을 수상하게 된다. 실제로 대기화학자로서 오존층 파괴 메커니즘을 확인한 파울 크뤼천 등이 1995년 노벨화학상을, 행성과학자로서 외계행성을 발견한 미셸 마요르와 디디에 쿠엘로가 2019년 노벨물리학상을, 기상학자로서 기후모델을 연구하고 지구온난화 예측 모델을 개발한 마나베 슈쿠로 클라우스 하셀만이 2021년 노벨물리학상을 수상한 바 있다.

3. 하위 분과

모든 학문이 그렇듯이, 기술되는 분과가 명백한 경계를 구축하는 것은 아니며, 각각의 '극단'을 기술하는 것이다. 이러한 분과를 상정하는 것은 전통에 따르는 임의적인 것 혹은 행정상의 편의에 따른 것임에 유의하라.[10]

4. 지구를 연구하는 타 학문

타 학문들 중에도 지구의 시스템을 연구하는 것들이 있다. 아래와 같다.

5. 국내 교육과정 관련

5.1. ··· 지리와의 연계성

기초과학 중에서도 응용학문적 측면이 강하여 물리학, 화학, 생물에서 파생시키거나 아예 흡수통합화하여 가르치는 것도 가능하다(실제 세계 보편화된 방식).

예컨대, 물리학에서 단열과정을 배운 뒤에 기압과 구름의 형성 과정을 언급할 수도 있고, 해파는 파동과 연계되며, 중력 이상은 단진자와 연계된다. 또 수압경도력, 기압경도력, 지각평형설, 전향력 등은 각각 압력, 밀도, 각속도 등과 연계된다. 하물며 천문학 파트는 말할 것도 없다. 화학에서는 화학Ⅰ 수준을 익힌 뒤에 광물이나 광상을 언급할 수 있고, 분자 구조와 연계하여 규산염 물질의 Si/O의 결합 비를 언급할 수도 있다. 생물학의 경우, 남세균류와 삼엽충 등을 거론할 수도 있다. 그리고 이렇게 하여 남은 내용들은 대부분 지리학이랑 연관되는데, 한반도의 지질 관련해서는 아예 고등학교 사회과의 한국지리와 상당히 겹친다. 육괴, 습곡대, 분지, 자원 관련은 아예 ctrl+c, v라고 봐도 무방하다.

위와 같은 측면 때문에 물리학 1, 2, 화학 1, 2, 생명과학 1, 2를 모두 합쳐서 물리학, 화학, 생물학을 '일반선택군'으로, 지구과학 1, 2를 지구과학과 천문학으로 나누어 '심화선택군'으로 편성하려는 시도가 있었으나 지구과학교육과 측의 큰 반발로 무마되었다.[12]

5.2. 천문학을 함께 다루는 특수한 관행

천문학을 지구과학의 한 분야로 오해하는 경우가 많은데, 천문학은 지구 밖을 연구하기 때문에 지구과학과 별개로 보는게 일반적이다. 오히려 천문학을 배우면 배울수록 지구과학보다 물리학과 더 비슷하다는 사실을 알 수 있다.

이러한 분류화 양상을 보이는 건 대한민국과 일본, 딱 두 나라뿐이다. 그리하여 최근 들어서는 기존 관행을 엎고 2022 개정 교육과정 관련 토론회(영상 참조)에서도 지금의 지구과학의 명칭을 ‘지구과학·천문학’으로 바꿔야 합리적인 게 아니냐는 잡음이 흘러나왔다. 이에 지구과학교육과의 한 교수는 덧붙여 실제로 타국에서는 지구과학을 '지구우주과학'이라는 교과로 가르친다고 하였고, 이 교수의 말로는 천문학 교과 측이 물리학 교과 측에 러브콜을 보냈으나 퇴짜를 맞아서, 지금의 지구과학과 상생하는 형태에 이르렀다고 한다.

2022 개정 교육과정에서는 '행성우주과학'과 '지구시스템과학'이라는 천문학과 지구과학의 별개 과목이 존재하긴 하나, 어쨌든 행성우주과학의 천문학 과목도 지구과학의 분과에 속하는 건 여전하므로(아예 분과된 것이라고 보기는 어렵기 때문에) 일각에선 단순히 교과서만 두 개로 쪼개는 걸 떠나서 아예 행정상으로도 분과를 시도해야 한다는 입장을 보이고 있다. 실제로 일반선택과목인 '지구과학'에서는 천문학 내용을 여전히 다루고 있다.

그래도 행성 연구에 한해서는 천문학과 지구과학이 함께 연구하는 편이고, 대한민국 중등교육 과정에서 천문학을 지구과학 교과에 통합해서 가르치고 있다보니 같은 분야로 널리 인식되고 있다.

5.3. 해외와의 차이점

보통 세계적으로는 이 학문을 대학 과정에서 배우며, 중고등학생에게 물화생에 고루 스며든 지구과학적 파트를 아예 독립 과목으로 승격시킨 후 물리학, 화학, 생물학과 동등한 카테고리로 놓고[13] 가르치는 나라는 일본 대한민국 말고는 없다.[14] 이 탓에 '지구과학'과 '물화생'의 교과동등성 논쟁은 실제로 학계에서도 많이 꼬인 어그로가 맞다. 최후반부 참고

캐나다 미국에서는 'AP 환경과학'에서 해당 내용을 배운다. 중국, 홍콩, 싱가포르, 유럽 등에서도 '지리'[15] 혹은 '물, 화, 생'의 실생활 파트에서 연계하여 다루거나 아예 입시에서 다루지 않는다.

한편 북한에서는 '지리' 과목에서 지구과학 내용을 배운다.

5.4. 과목 일람

5.4.1. 초·중등교육

5.4.2. 고등교육

아래 문서로.

6. 수험과목으로서의 지구과학


7. 각종 오해와 통념들

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8. 관련 문서



[1] 지질학의 연구 대상 [2] 해양학의 연구 대상 [3] 대기과학의 연구 대상 [4] 물상 과학은 다른 말로 물리 과학이라고도 한다. (물리 과학과 물리학은 다르다.) [5] 반면 물리학은 이론과학으로 분류된다. [6] 응용과학과 햇갈리지 말자. 지구과학 역시 엄밀한 순수과학이자 자연과학이다. [7] 의학은 생명과학에는 속하지만, 자연과학에는 속하지 않는다 [8] 특히 지진 모니터링(seismic monitoring) 분야라 말한다. [9] Natural hazard는 자연 재해의 피해 규모, 양상 및 예측을 연구하는 하나의 분야이다. [10] 실제 종사자들은 크게 신경조차 쓰지 않는다. [11] 암석학, 지구물리학 [12] 2009 개정 교육과정 때는 아예 기술가정과로 편입시키려고 하기도 하였다. [13] 다만 지구과학이 물리학, 화학, 생물학보다 덜 중요하다는 뜻은 절대 아니다. 이는 지구과학이 종합과학적 특성을 가져 물리학, 화학, 생물학적 기본지식을 필요로 하기 때문이다. [14] 대만은 지구과학 과목이 있지만, 입시에서의 중요도가 물리, 화학, 생물보다 떨어진다. [15] 실제 중국 대륙의 고등학생에게 대만 지구과학 참고서의 목차를 보여주자 이 내용이 지리가 아니냐는 답이 돌아왔다. 프랑스에는 '생명 및 지구과학'이란 과목에서 생물과 지구과학을 통합하여 가르친다. [천문학] 대한민국 초등교육 중등교육 과정에서는 천문학을 지구과학 교과에 포함시켜서 가르친다. 따라서, 순수 학문적으로만 접근하면 천문학이지만, 초·중등교육에서 가르치는 천문학은 교육과정상 지구과학 교과에 포함된다. 그렇다고해서, 천문학과 지구과학이 같은 학문인 것은 절대 아니다. [천문학] [천문학] [천문학] [천문학] [21] Anticyclonic tornado라고 부르며 전체 토네이도에서 약 2%의 비율을 차지한다. 예시, 미국 중부에서 촬영된 영상이다. [22] 지구 곡률의 영향을 볼 수 있을 정도로(최소 수백km 이상) 멀어져야 한다. [23] 아예 '태풍 태'라고 하기도 한다. [24] 문제는 과거에 재난영화 "트위스터" 를 모 방송사가 우리말 더빙했을 때, 모든 "토네이도" 대사를 전부 "태풍"으로 발번역했다는 점이다. [25] 등록차량 대수는 지금의 1/3이지만 서울 등 대도시 중심부의 통행차량은 지금과 큰 차이 없었다. 차량의 증가와 도시의 광역화가 비슷하게 가는 탓이다. [26] 이 때문에 서울 올림픽에 지장이 있다고 본 정부에서 80년대 중반부터 무연 휘발유 사용으로 강제했다. 경유의 경우도 점점 저유황 경유로 발전. 단, 당시의 디젤엔진 기술이 낮은 탓에 심한 매연을 뿜는 경유차량이 대다수였기 때문에 대기오염이 심할 수 밖에 없었다. 이 점은 euro 기준의 적용으로 2000년대 이후 점차 오염원이 낮아졌다.

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