
지구 101 · 명왕누대·시생누대 학생용 탐구 과제 지구의 나이는 46억 년 — 그걸 어떻게 알아냈나 지구의 나이는 지구 암석으로 잰 것이 아니다. 운석에 담긴 납 동위원소가 답을 줬다. 한 청년의 측정이 지구의 나이를 확정하고, 덤으로 세상에서 납을 몰아낸 이야기. 학년 · 반 이름 날짜 학습 목표 간접 측정 설계 — 직접 잴 수 없는 것을 재는 우회로 찾기 전제 점검 — 답이 틀렸을 때 계산이 아니라 가정을 의심하기 측정 신뢰성 — 오차·오염·교차 검증의 의미 연구의 파급 — 기초 연구가 예상 밖의 곳에 닿는 경로 Ⅰ단원 학습 내용 정리 GUIDING QUESTION · 오늘의 질문 지구에서 가장 오래된 암석은 약 40억 년입니다. 그런데 우리는 지구가 45억 년이라고 말합니다. 지구에 없는 5억 년은 어디서 온 숫자일까요? 45억 4천만 년 현재 확정된 지구 나이 ±5천만 년 오차 범위 (약 1%) 1953년 이 값이 확정된 해 44.7억 년 우라늄-238의 반감기 암석이 기억을 지운다 방사성 시계가 작동하는 원리 켈빈 경이 틀린 이유 납을 쫓다가 세상을 바꾼 사람 Ⅱ평가 문항 1서술형 배점 켈빈은 계산을 정확히 하고도 틀렸습니다. 그의 실패에서 배울 점은 무엇일까요? 오늘날 우리가 하는 계산 중에도 "아직 발견되지 않은 무언가"가 빠져 있을 수 있다면, 그 가능성을 어떻게 다뤄야 할까요? 2서술형 배점 패터슨은 측정값이 자꾸 달라지자 시료가 아니라 실험실을 의심했습니다. 보통은 "실험을 잘못했나" 하고 다시 하기 마련입니다. 그가 다른 결론에 도달할 수 있었던 이유는 무엇이었을까요? 3서술형 배점 지구 나이 45억 4천만 년의 오차는 약 5천만 년입니다. 숫자만 보면 엄청나게 큰 오차 같습니다. 그런데 왜 과학자들은 이 값을 정밀하다고 할까요? 상대 오차를 직접 계산해 보고 판단해 보세요. 4객관식 정답 지구의 나이를 지구 암석이 아니라 운석으로 측정한 이유는? ①지구 암석에는 우라늄이 없기 때문 ②판구조 운동으로 초기 지각이 재순환되어 남아 있지 않기 때문 ③운석이 지구보다 오래됐기 때문 ④지구 암석은 방사성 붕괴가 일어나지 않기 때문 5객관식 정답 우라늄-납 연대측정에서 두 개의 붕괴 계열(U-238→Pb-206, U-235→Pb-207)을 함께 쓰는 이유는? ①측정 시간을 줄이기 위해 ②속도가 다른 두 시계가 같은 답을 주는지 교차 검증하기 위해 ③우라늄이 두 종류뿐이기 때문 ④납의 양이 부족하기 때문 6객관식 정답 켈빈 경의 지구 나이 계산이 실제보다 훨씬 짧게 나온 이유는? ①계산에 산술 오류가 있었기 때문 ②지구 내부의 방사성 붕괴열을 몰랐기 때문 ③지구의 크기를 잘못 알았기 때문 ④태양의 나이를 기준으로 삼았기 때문 7객관식 정답 납-206과 납-207의 '비율'을 재는 방식이 유리한 이유는? ①납이 우라늄보다 흔하기 때문 ②둘 다 납이라 화학적으로 같이 움직여, 우라늄이 빠져나가도 비율이 유지되기 때문 ③납은 방사성이 아니기 때문 ④측정 장비가 납에만 반응하기 때문 8객관식 정답 클레어 패터슨이 측정값의 불일치를 추적한 끝에 발견한 것은? ①운석이 위조품이었다 ②실험실과 대기 자체가 납으로 오염돼 있었다 ③우라늄의 반감기가 잘못 알려져 있었다 ④운석마다 나이가 완전히 달랐다 9객관식 정답 현재 확정된 지구의 나이와 오차로 옳은 것은? ①약 45억 4천만 년, 오차 약 1% ②약 40억 년, 오차 약 10% ③약 44억 년, 오차 약 5% ④약 50억 년, 오차 약 2%

지구 101 · 명왕누대·시생누대 학생용 탐구 과제

지구의 나이는 46억 년 — 그걸 어떻게 알아냈나

지구의 나이는 지구 암석으로 잰 것이 아니다. 운석에 담긴 납 동위원소가 답을 줬다. 한 청년의 측정이 지구의 나이를 확정하고, 덤으로 세상에서 납을 몰아낸 이야기.

학년 · 반

이름

날짜

학습 목표

간접 측정 설계 — 직접 잴 수 없는 것을 재는 우회로 찾기
전제 점검 — 답이 틀렸을 때 계산이 아니라 가정을 의심하기
측정 신뢰성 — 오차·오염·교차 검증의 의미
연구의 파급 — 기초 연구가 예상 밖의 곳에 닿는 경로

Ⅰ단원 학습 내용 정리

GUIDING QUESTION · 오늘의 질문

지구에서 가장 오래된 암석은 약 40억 년입니다. 그런데 우리는 지구가 45억 년이라고 말합니다. 지구에 없는 5억 년은 어디서 온 숫자일까요?

45억 4천만

년 현재 확정된 지구 나이

±5천만 년

오차 범위 (약 1%)

1953년

이 값이 확정된 해

44.7억 년

우라늄-238의 반감기

암석이 기억을 지운다
방사성 시계가 작동하는 원리
켈빈 경이 틀린 이유
납을 쫓다가 세상을 바꾼 사람

Ⅱ평가 문항

1서술형 배점

켈빈은 계산을 정확히 하고도 틀렸습니다. 그의 실패에서 배울 점은 무엇일까요? 오늘날 우리가 하는 계산 중에도 "아직 발견되지 않은 무언가"가 빠져 있을 수 있다면, 그 가능성을 어떻게 다뤄야 할까요?

2서술형 배점

패터슨은 측정값이 자꾸 달라지자 시료가 아니라 실험실을 의심했습니다. 보통은 "실험을 잘못했나" 하고 다시 하기 마련입니다. 그가 다른 결론에 도달할 수 있었던 이유는 무엇이었을까요?

3서술형 배점

지구 나이 45억 4천만 년의 오차는 약 5천만 년입니다. 숫자만 보면 엄청나게 큰 오차 같습니다. 그런데 왜 과학자들은 이 값을 정밀하다고 할까요? 상대 오차를 직접 계산해 보고 판단해 보세요.

4객관식 정답

지구의 나이를 지구 암석이 아니라 운석으로 측정한 이유는?

①지구 암석에는 우라늄이 없기 때문
②판구조 운동으로 초기 지각이 재순환되어 남아 있지 않기 때문
③운석이 지구보다 오래됐기 때문
④지구 암석은 방사성 붕괴가 일어나지 않기 때문

5객관식 정답

우라늄-납 연대측정에서 두 개의 붕괴 계열(U-238→Pb-206, U-235→Pb-207)을 함께 쓰는 이유는?

①측정 시간을 줄이기 위해
②속도가 다른 두 시계가 같은 답을 주는지 교차 검증하기 위해
③우라늄이 두 종류뿐이기 때문
④납의 양이 부족하기 때문

6객관식 정답

켈빈 경의 지구 나이 계산이 실제보다 훨씬 짧게 나온 이유는?

①계산에 산술 오류가 있었기 때문
②지구 내부의 방사성 붕괴열을 몰랐기 때문
③지구의 크기를 잘못 알았기 때문
④태양의 나이를 기준으로 삼았기 때문

7객관식 정답

납-206과 납-207의 '비율'을 재는 방식이 유리한 이유는?

①납이 우라늄보다 흔하기 때문
②둘 다 납이라 화학적으로 같이 움직여, 우라늄이 빠져나가도 비율이 유지되기 때문
③납은 방사성이 아니기 때문
④측정 장비가 납에만 반응하기 때문

8객관식 정답

클레어 패터슨이 측정값의 불일치를 추적한 끝에 발견한 것은?

①운석이 위조품이었다
②실험실과 대기 자체가 납으로 오염돼 있었다
③우라늄의 반감기가 잘못 알려져 있었다
④운석마다 나이가 완전히 달랐다

9객관식 정답

현재 확정된 지구의 나이와 오차로 옳은 것은?

①약 45억 4천만 년, 오차 약 1%
②약 40억 년, 오차 약 10%
③약 44억 년, 오차 약 5%
④약 50억 년, 오차 약 2%

지구 101 · 명왕누대·시생누대 교사용 별지 · 정답과 해설

지구의 나이는 46억 년 — 그걸 어떻게 알아냈나

A객관식 정답과 해설

4번정답 ② 판구조 운동으로 초기 지각이 재순환되어 남아 있지 않기 때문

지구는 자기 나이의 증거를 스스로 지웁니다. 운석은 지질 활동이 없어 태양계 형성 당시 상태를 그대로 보존하고 있습니다.

5번정답 ② 속도가 다른 두 시계가 같은 답을 주는지 교차 검증하기 위해

하나만 쓰면 초기 조건을 잘못 가정해도 알아챌 수 없습니다. 반감기가 크게 다른 두 시계가 일치하면 그 값을 신뢰할 근거가 됩니다.

6번정답 ② 지구 내부의 방사성 붕괴열을 몰랐기 때문

그는 지구가 식기만 한다고 가정했지만, 내부에서는 방사성 붕괴가 계속 열을 공급하고 있었습니다. 방사능은 1896년에야 발견됩니다.

7번정답 ② 둘 다 납이라 화학적으로 같이 움직여, 우라늄이 빠져나가도 비율이 유지되기 때문

우라늄은 물에 녹아 씻겨 나갈 수 있어 시계가 어긋납니다. 같은 원소의 동위원소비는 그런 이동에 영향받지 않습니다.

8번정답 ② 실험실과 대기 자체가 납으로 오염돼 있었다

그는 시료가 아니라 환경을 의심했고, 초청정 실험실을 만들어 정확한 값을 얻었습니다. 이 발견은 훗날 유연휘발유 규제로 이어집니다.

9번정답 ① 약 45억 4천만 년, 오차 약 1%

1953년 패터슨의 값에서 거의 변하지 않았습니다. 5천만 년이라는 오차는 절대값으로는 크지만 45억 년에 대해서는 약 1%에 불과합니다.

B교육과정 연계

과목·영역	이 과제와의 연결	성취기준
통합과학1 — 시간과 공간의 측정	다양한 규모의 측정 사례. 45억 년이라는 극단적 시간 규모를 어떻게 재는가	[10통과1-01-01]
통합과학1 — 측정과 어림	측정 표준과 오차의 의미. 실험실 오염이 측정을 어떻게 망치는지, 패터슨의 초청정 실험실이 왜 필요했는지	[10통과1-01-03]
지구과학 — 절대 연령	방사성 동위원소를 이용한 절대 연령 측정. 성취기준이 직접 다루는 내용의 원형 사례	[12지구02-01]
지구시스템과학 — 지구시스템의 형성	지구 탄생 시점의 확정. 이후 모든 지질시대 논의의 기준점	[12지시01-01]

C수업 활용 안내

이렇게 쓰면 좋습니다 Ⅰ은 예습·정리용입니다. 웹 레슨을 읽고 채우게 하면 20분 안팎이 걸립니다. 서술형 문항은 정답이 하나가 아닌 열린 질문이라 모둠 토론이나 서술형 평가에 적합합니다. 객관식은 웹에서 즉시 채점되므로, 지면으로 푼 뒤 이 별지로 확인시켜도 됩니다.

이용 범위 학교·학원 수업에서 인쇄해 배부하시는 것은 자유입니다. 출처 표시도 필요 없습니다. 그 밖의 활용은 사이트의 이용약관을 확인해 주세요.

웹 레슨 https://101scenes.com/ko/earth/001-age-of-earth/