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지구과학올림피아드는 2003년에 처음 시행돼 올해로 6회째를 맞았다. 2007년에는 많은 사람의 관심 속에 제1회 국제 지구과학올림피아드가 국내에서 처음 열리기도 했다.
다른 부문에 비해 응시인원이 많은 편은 아니지만 2005년 966명, 2006년 1451명, 2007년 2050명으로 그 수가 꾸준히 증가하는 추세이며 2007년에는 천문 부문보다 응시율이 더 높았다.
학교장 또는 영재교육원장 추천이 있으면 응시가 가능하고 추천인원 제한이 없다. 일반적으로 올림피아드는 중학생은 중등부, 고등학생은 고등부로 나눠 통합 학년 문제로 출제된다. 그러나 지구과학올림피아드는 고등부를 일반고부와 과학고부로 이원화해 진행한다.
중등부는 은상, 고등부는 동상 이상 수상자 중 각각 상위 20명이 겨울학교에서 약 2주간 교육을 받는다. 올림피아드 성적과 겨울학교 성적, 위원회 평가를 합산한 점수를 평가해 겨울학교 입소자 중 3~4명이 국가 대표로 최종 선발된다.
지구과학올림피아드 대비전략
지구과학올림피아드는 두 차례 시험을 본다. 1차는 중학교 심화과정에 해당하는 필기시험으로 평가 시간은 90분이다. 1차 시험에 통과한 사람에 한해 1박 2일 동안 2차 시험이 진행되며 지구과학 현상의 관찰, 관측, 조사에 대한 탐구 수행 능력을 평가한다.
주요 출제영역은 지질, 대기, 해양, 천문이며 지구의 특성을 나타내는 그래프, 표, 도식 자료를 분석하는 문제의 비중이 높다. 2005년부터 2007년까지 주요 영역별 출제 문항수와 출제비율을 분석하면 지질 40%, 천문 30%, 대기 20%, 해양 5~10%다.
2007년 1차 시험에는 주관식 14문항, 객관식 5문항 등 총 19문항이 출제됐다. 이 중 지질 영역은 8문항 중 6문항이, 대기 영역과 해양 영역 각각 3문항이 모두 그림이나 그래프를 해석해 문제를 해결하는 유형이었다. 중학교 과정에서 해결할 수 없는 고등학교 과정 이상의 문제들도 출제됐다. 다른 해와 달리 천문단원 문제가 어렵지 않게 나왔다.
2차 시험은 1박 2일 동안 화석과 습곡지형을 조사하고 천문대에서 별자리를 관찰한 뒤 수행 평가로 11개 문항의 주관식 문제를 푸는 형식이었다. 1차 시험에 비해 쉬운 편이었으며 어려운 문제의 배점도 상대적으로 작았다.
지구과학올림피아드를 효과적으로 대비하기 위해서는 먼저 기출문제를 분석해야 한다. 자주 출제되는 영역을 파악하고 문제 유형을 익힌 다음 중요한 부분에 비중을 두고 공부한다.
지질학, 대기학, 해양학, 천문학 등 중학교 교육과정에 나와 있는 지구과학 분야를 고등학교 교육과정과 연계해 공부하는 편이 좋다. 중등부 시험은 중등과 고등 교과과정에서 골고루 출제되므로 지구과학 I, Ⅱ에 있는 개념을 머릿속에 잘 정리해 둬야 한다. 특히 천문은 물리와 결합돼 출제되기도 하므로 물리 내용 중 역학과 관련된 부분은 꼭 알아둬야 한다. 최근에는 심화된 문제가 출제되고 있으므로 ‘지구과학개론서’을 꼼꼼히 읽어 두면 좋다.
최근 그래프나 그림을 해석하는 문제의 출제비율이 높아지고 있다. 평소 문제를 풀 때 그래프나 그림을 정확히 이해하고 넘어가는 공부습관이 필요하다. 중학교 교과서뿐만 아니라 고등학교 지구과학 I, Ⅱ교과서나 참고도서에 있는 그래프, 그림, 도표를 다양한 각도로 해석해보고 관련 문제를 꾸준히 풀어보면서 문제 해결 능력을 키워야 한다.
※영역별 기출문제는 다음과 같다.
1. 그림 (가)는 지구 내부에 지진파가 전파되는 경로를 보여준다.
1) 그림 (가)처럼 지진이 발생했을 때, 각거리(지구 중심에서 진앙과 관측소 사이의 각도)와 지표면에 도달하는 지진파의 시간과의 관계를 그림 (나) 그래프에 그리시오.
2) 지진파가 지구 내부로 들어가면서 전파될 때 아래로 휘어져서 전달되는 이유는?
2. 다음 표는 대서양 해저의 시추 자료를 분석해 얻은 해양지각 암석의 연령을 나타낸 것이다.
이에 대한 해석으로 옳은 것 2개를 고르시오.
① 대서양의 해저 면적은 점차 좁아졌다.
② 대서양 해저의 평균 이동속도는 약 2cm/년이다.
③ 중앙 해령에서 멀어질수록 암석의 연령은 증가한다.
④ 중앙 해령에서 멀어질수록 해저 이동속도는 증가한다.
⑤ 해저 퇴적물의 두께는 H에서 가장 얇다.
3. 왼쪽 그림은 태풍이 오기 전 수온의 연직 분포를 나타낸 것이다. 여름철 태풍이 오기 전과 직후의 해양 표층의 온도 변화를 살펴보면 저위도보다 중위도의 수온이 훨씬 더 많이 떨어진다. 중위도에서 수온 변화가 심한 이유에 대한 설명으로 옳은 것은?
① 저위도보다 중위도에서 비가 더 많이 내리기 때문이다.
② 저위도에서는 기온이 높아 바다를 빨리 가열할 수 있기 때문이다.
③ 바람의 세기는 표층수온이 높은 저위도에서 태풍이 발생한 직후에 가장 강하다.
④ 중위도 여름철 해양의 표층수온은 겨울철보다 높아 태풍의 강한 바람으로도 쉽게 혼합되지 않는다.
⑤ 중위도 여름철에는 해양의 계절약층이 뚜렷하고 태풍의 바람이 강해 같은 세기의 태풍에 대해 저위도보다 수온을 더 많이 떨어뜨린다.
4. 지표면 부근에 있는 어느 공기덩어리의 온도가 25℃이고 이슬점은 17℃이다. 이 공기가 강제 상승해 고도 2km에 도달했다.
1) 공기가 상승할 때 구름을 형성하는 고도는 몇 m인가? (단 불포화공기는 1km 상승할 때마다 온도는 10℃ 감소하고 이슬점은 2℃ 감소한다. 또 포화공기는 1km 상승할 때마다 온도가 6℃ 감소한다.)
2) 다음 표는 기온과 포화 수증기량의 관계를 나타낸 것이다.
2km 고도에 도달했을 때 공기 중의 포화 수증기량은 대략 몇 g/m3인가? (단 2km까지 도달하는 동안 비는 내리지 않았고 포화 수증기량 값은 소수점 둘째 자리에서 반올림한다.)
5. 기후 변화의 천문학적인 원인 중 하나는 지구 자전축의 기울기 변화이다. 지구의 적도면과 공전 궤도면은 현재는 23.5°를 이루지만 약 4만1000년을 주기로 경사가 21.75°~24.25° 범위에서 변한다. 지구 자전축의 기울기가 21.5°로 작아질 때 북반구 중위도 지방의 연교차와 하짓날, 동짓날 태양의 남중고도 변화를 현재와 비교해 바르게 설명한 것은? (단 북위 30°를 기준으로 하고 이 기간 동안 공전궤도의 모양 변화는 없다고 가정한다.)
연교차 하짓날 남중고도 동짓날 남중고도
① 감소한다 감소한다 증가한다
② 감소한다 증가한다 감소한다
③ 변화없다 감소한다 감소한다
④ 증가한다 증가한다 감소한다
⑤ 증가한다 감소한다 증가한다
6. 그림은 어떤 태풍의 진로를 나타낸 것이다.
1) 태풍이 저위도에서 고위도로 이동하는 동안 진로가 바뀌는 이유를 설명하시오.
2) 태풍이 B→C로 이동할 때 서울 지방에서 풍향의 변화를 옳게 나타낸 것은?
① 동풍 → 남동풍 ② 북서풍 → 남서풍
③ 북동풍 → 남동풍 ④ 남서풍 → 남동풍
⑤ 북동풍 → 북서풍
7. 태양과 같은 별들은 거대한 성운에서 탄생하는 것으로 알려져 있다. 성운 전체 질량의 50%가 항성을 만드는데 이용된다고 가정할 때, 지름이 10pc이고 밀도가 1.6 ×10-17kg/m3인 구형의 성운에서 태양과 같은 질량의 별이 몇 개쯤 태어날 것인지 계산하시오. (단 태양의 질량은 2×1030kg이고 1pc은 3×1013km이다.)
8. 반지름이 0.1광년인 거대한 성운이 100만 년 주기로 자전을 한다고 가정하자. 이 성운이 중력수축을 해 40AU 크기로 뭉쳐진다면 자전주기는 몇 년일까?
9. 그림 (가)와 (나)는 두 도시에서 지표 위 밀폐된 가상적인 공기기둥을 나타낸다. 기둥 안의 점은 공기 분자를 나타낸다. 그림 (가)에서 도시 1, 도시 2의 지면 기압은 같다. 시간이 지난 뒤 그림 (나)의 도시 1 상공의 공기는 냉각된 반면 도시 2 상공의 공기는 가열됐다.
다음 설명 중 옳지 않은 것을 고르시오.
① 그림 (가), (나)에서 도시 1, 도시 2의 공기기둥 무게는 모두 같다.
② 그림 (가), (나)에서 도시 1, 도시 2의 공기기둥 속 공기 분자 수는 모두 같다.
③ 그림 (나)에서 공기기둥의 높이에 따른 기압 감소율은 도시 1이 더 크다.
④ 그림 (나)에서 도시 1의 공기기둥의 밀도가 도시 2보다 더 크다.
⑤ 그림 (나)에서 높이 h지점의 기압은 도시 1이 도시 2보다 높다.
주요 출제영역은 지질, 천문, 대기, 해양이며 지구의 특성을 나타내는 그래프, 표, 도식 자료를 분석하는 문제의 비중이 높다.
다른 부문에 비해 응시인원이 많은 편은 아니지만 2005년 966명, 2006년 1451명, 2007년 2050명으로 그 수가 꾸준히 증가하는 추세이며 2007년에는 천문 부문보다 응시율이 더 높았다.
학교장 또는 영재교육원장 추천이 있으면 응시가 가능하고 추천인원 제한이 없다. 일반적으로 올림피아드는 중학생은 중등부, 고등학생은 고등부로 나눠 통합 학년 문제로 출제된다. 그러나 지구과학올림피아드는 고등부를 일반고부와 과학고부로 이원화해 진행한다.
중등부는 은상, 고등부는 동상 이상 수상자 중 각각 상위 20명이 겨울학교에서 약 2주간 교육을 받는다. 올림피아드 성적과 겨울학교 성적, 위원회 평가를 합산한 점수를 평가해 겨울학교 입소자 중 3~4명이 국가 대표로 최종 선발된다.
지구과학올림피아드 대비전략
지구과학올림피아드는 두 차례 시험을 본다. 1차는 중학교 심화과정에 해당하는 필기시험으로 평가 시간은 90분이다. 1차 시험에 통과한 사람에 한해 1박 2일 동안 2차 시험이 진행되며 지구과학 현상의 관찰, 관측, 조사에 대한 탐구 수행 능력을 평가한다.
주요 출제영역은 지질, 대기, 해양, 천문이며 지구의 특성을 나타내는 그래프, 표, 도식 자료를 분석하는 문제의 비중이 높다. 2005년부터 2007년까지 주요 영역별 출제 문항수와 출제비율을 분석하면 지질 40%, 천문 30%, 대기 20%, 해양 5~10%다.
2007년 1차 시험에는 주관식 14문항, 객관식 5문항 등 총 19문항이 출제됐다. 이 중 지질 영역은 8문항 중 6문항이, 대기 영역과 해양 영역 각각 3문항이 모두 그림이나 그래프를 해석해 문제를 해결하는 유형이었다. 중학교 과정에서 해결할 수 없는 고등학교 과정 이상의 문제들도 출제됐다. 다른 해와 달리 천문단원 문제가 어렵지 않게 나왔다.
2차 시험은 1박 2일 동안 화석과 습곡지형을 조사하고 천문대에서 별자리를 관찰한 뒤 수행 평가로 11개 문항의 주관식 문제를 푸는 형식이었다. 1차 시험에 비해 쉬운 편이었으며 어려운 문제의 배점도 상대적으로 작았다.
지구과학올림피아드를 효과적으로 대비하기 위해서는 먼저 기출문제를 분석해야 한다. 자주 출제되는 영역을 파악하고 문제 유형을 익힌 다음 중요한 부분에 비중을 두고 공부한다.
지질학, 대기학, 해양학, 천문학 등 중학교 교육과정에 나와 있는 지구과학 분야를 고등학교 교육과정과 연계해 공부하는 편이 좋다. 중등부 시험은 중등과 고등 교과과정에서 골고루 출제되므로 지구과학 I, Ⅱ에 있는 개념을 머릿속에 잘 정리해 둬야 한다. 특히 천문은 물리와 결합돼 출제되기도 하므로 물리 내용 중 역학과 관련된 부분은 꼭 알아둬야 한다. 최근에는 심화된 문제가 출제되고 있으므로 ‘지구과학개론서’을 꼼꼼히 읽어 두면 좋다.
최근 그래프나 그림을 해석하는 문제의 출제비율이 높아지고 있다. 평소 문제를 풀 때 그래프나 그림을 정확히 이해하고 넘어가는 공부습관이 필요하다. 중학교 교과서뿐만 아니라 고등학교 지구과학 I, Ⅱ교과서나 참고도서에 있는 그래프, 그림, 도표를 다양한 각도로 해석해보고 관련 문제를 꾸준히 풀어보면서 문제 해결 능력을 키워야 한다.
※영역별 기출문제는 다음과 같다.
1. 그림 (가)는 지구 내부에 지진파가 전파되는 경로를 보여준다.1) 그림 (가)처럼 지진이 발생했을 때, 각거리(지구 중심에서 진앙과 관측소 사이의 각도)와 지표면에 도달하는 지진파의 시간과의 관계를 그림 (나) 그래프에 그리시오.
2) 지진파가 지구 내부로 들어가면서 전파될 때 아래로 휘어져서 전달되는 이유는?
2. 다음 표는 대서양 해저의 시추 자료를 분석해 얻은 해양지각 암석의 연령을 나타낸 것이다.
이에 대한 해석으로 옳은 것 2개를 고르시오.
① 대서양의 해저 면적은 점차 좁아졌다.
② 대서양 해저의 평균 이동속도는 약 2cm/년이다.
③ 중앙 해령에서 멀어질수록 암석의 연령은 증가한다.
④ 중앙 해령에서 멀어질수록 해저 이동속도는 증가한다.
⑤ 해저 퇴적물의 두께는 H에서 가장 얇다.
3. 왼쪽 그림은 태풍이 오기 전 수온의 연직 분포를 나타낸 것이다. 여름철 태풍이 오기 전과 직후의 해양 표층의 온도 변화를 살펴보면 저위도보다 중위도의 수온이 훨씬 더 많이 떨어진다. 중위도에서 수온 변화가 심한 이유에 대한 설명으로 옳은 것은?① 저위도보다 중위도에서 비가 더 많이 내리기 때문이다.
② 저위도에서는 기온이 높아 바다를 빨리 가열할 수 있기 때문이다.
③ 바람의 세기는 표층수온이 높은 저위도에서 태풍이 발생한 직후에 가장 강하다.
④ 중위도 여름철 해양의 표층수온은 겨울철보다 높아 태풍의 강한 바람으로도 쉽게 혼합되지 않는다.
⑤ 중위도 여름철에는 해양의 계절약층이 뚜렷하고 태풍의 바람이 강해 같은 세기의 태풍에 대해 저위도보다 수온을 더 많이 떨어뜨린다.
4. 지표면 부근에 있는 어느 공기덩어리의 온도가 25℃이고 이슬점은 17℃이다. 이 공기가 강제 상승해 고도 2km에 도달했다.
1) 공기가 상승할 때 구름을 형성하는 고도는 몇 m인가? (단 불포화공기는 1km 상승할 때마다 온도는 10℃ 감소하고 이슬점은 2℃ 감소한다. 또 포화공기는 1km 상승할 때마다 온도가 6℃ 감소한다.)
2) 다음 표는 기온과 포화 수증기량의 관계를 나타낸 것이다.
2km 고도에 도달했을 때 공기 중의 포화 수증기량은 대략 몇 g/m3인가? (단 2km까지 도달하는 동안 비는 내리지 않았고 포화 수증기량 값은 소수점 둘째 자리에서 반올림한다.)
5. 기후 변화의 천문학적인 원인 중 하나는 지구 자전축의 기울기 변화이다. 지구의 적도면과 공전 궤도면은 현재는 23.5°를 이루지만 약 4만1000년을 주기로 경사가 21.75°~24.25° 범위에서 변한다. 지구 자전축의 기울기가 21.5°로 작아질 때 북반구 중위도 지방의 연교차와 하짓날, 동짓날 태양의 남중고도 변화를 현재와 비교해 바르게 설명한 것은? (단 북위 30°를 기준으로 하고 이 기간 동안 공전궤도의 모양 변화는 없다고 가정한다.)
연교차 하짓날 남중고도 동짓날 남중고도
① 감소한다 감소한다 증가한다
② 감소한다 증가한다 감소한다
③ 변화없다 감소한다 감소한다
④ 증가한다 증가한다 감소한다
⑤ 증가한다 감소한다 증가한다
6. 그림은 어떤 태풍의 진로를 나타낸 것이다.
1) 태풍이 저위도에서 고위도로 이동하는 동안 진로가 바뀌는 이유를 설명하시오.
2) 태풍이 B→C로 이동할 때 서울 지방에서 풍향의 변화를 옳게 나타낸 것은?
① 동풍 → 남동풍 ② 북서풍 → 남서풍
③ 북동풍 → 남동풍 ④ 남서풍 → 남동풍
⑤ 북동풍 → 북서풍
7. 태양과 같은 별들은 거대한 성운에서 탄생하는 것으로 알려져 있다. 성운 전체 질량의 50%가 항성을 만드는데 이용된다고 가정할 때, 지름이 10pc이고 밀도가 1.6 ×10-17kg/m3인 구형의 성운에서 태양과 같은 질량의 별이 몇 개쯤 태어날 것인지 계산하시오. (단 태양의 질량은 2×1030kg이고 1pc은 3×1013km이다.)
8. 반지름이 0.1광년인 거대한 성운이 100만 년 주기로 자전을 한다고 가정하자. 이 성운이 중력수축을 해 40AU 크기로 뭉쳐진다면 자전주기는 몇 년일까?
9. 그림 (가)와 (나)는 두 도시에서 지표 위 밀폐된 가상적인 공기기둥을 나타낸다. 기둥 안의 점은 공기 분자를 나타낸다. 그림 (가)에서 도시 1, 도시 2의 지면 기압은 같다. 시간이 지난 뒤 그림 (나)의 도시 1 상공의 공기는 냉각된 반면 도시 2 상공의 공기는 가열됐다.다음 설명 중 옳지 않은 것을 고르시오.
① 그림 (가), (나)에서 도시 1, 도시 2의 공기기둥 무게는 모두 같다.
② 그림 (가), (나)에서 도시 1, 도시 2의 공기기둥 속 공기 분자 수는 모두 같다.
③ 그림 (나)에서 공기기둥의 높이에 따른 기압 감소율은 도시 1이 더 크다.
④ 그림 (나)에서 도시 1의 공기기둥의 밀도가 도시 2보다 더 크다.
⑤ 그림 (나)에서 높이 h지점의 기압은 도시 1이 도시 2보다 높다.
주요 출제영역은 지질, 천문, 대기, 해양이며 지구의 특성을 나타내는 그래프, 표, 도식 자료를 분석하는 문제의 비중이 높다.
