[理知논술]자연계 대입 실전 논술

  • 입력 2007년 1월 9일 03시 00분


《2008학년도부터 자연계도 통합교과형 논술을 치르는 대학이 늘어난다. 하지만 자연계 학생들은 인문계 학생들에 해 논술을 더욱 어렵게 느낀다. 더구나 아직 어떤 형식으로 문제가 출제될지도 모르는 형편이다. 주요 대학의 자연계 논술 예시문항 유형에 맞춰 만들어진 자연계 통합교과형 논술 실전 문제와 풀이 과정을 격주로 소개한다.》

주요 대학 논술 예시문항 유형에 맞춘 실전문제 및 풀이

[제시문1] 산업혁명(1806년 기준) 이후 이산화탄소(CO₂)의 대기 중 농도는 연평균 0.5%씩 증가하였으며, 이에 따라 지구의 평균온도는 0.01∼0.03도씩 상승하였다. 이러한 현상이 계속되면 미래에는 이산화탄소의 대기 중 농도가 증가하여 지구 평균기온이 상승할 것으로 예측된다. 만약, 산업발전의 가속화로 인하여 대기 중에 이산화탄소의 농도가 산업혁명시기(CO₂의 농도 280ppm)보다 3배 증가하면 빙하기를 유발할 수 있을 것으로 예측된다.

[제시문2] 지구의 온난화 현상이 지속되면 어느 날 급격한 기온상승 시기를 맞게 되며 그럴 경우 남북극의 빙하가 녹아내려 지구의 상당 부분이 바닷물에 잠기게 된다. 북극의 얼음산이 쪼개져 거대한 얼음덩이가 되고 이것이 대서양을 덮으면서 떠내려 오면 우선 멕시코 만류가 흐르지 않게 된다. 멕시코만류는 멕시코만에서 시작되는 난류로 유럽의 혹심한 겨울을 막아주는 역할을 하는데 이 해류가 정지되면 유럽의 기온은 급격히 떨어진다. 유럽이 얼어붙으면서 지구는 급격히 식게 되고 빙하기에 돌입하게 된다.

[제시문3] 후진국이 경제 성장을 이룩해 가는 과정에서 초기에는 잘사는 사람과 못사는 사람들의 소득 격차가 커질 수 있다. 한 나라가 아무리 높은 경제성장을 이룩했다 하더라도 이와 같이 경제 성장의 과실이 국민들에게 고루 분배되지 못하고 특정 계층이나 소수의 사람들에게 독점된다면 그런 성장은 별 의의가 없을 것이다. [고등학교 경제교과서]

유럽의 신자유주의 모델 국가인 영국의 경우에는 교육체계나 사회복지체계의 수준이 거의 개발도상국 수준에 육박하고 있다. 영국 아동 세 명 중 한 명은 가난 속에 시달리고 있으며, 16세 미만의 어린이들 150만 명이 노동현장으로 달려가야 한다. 유럽 대륙에서는 18세 청소년의 80% 이상이 직업교육을 받고 있지만, 영국에서는 그 수가 50%도 채 안 된다. 동시에 글자도 읽을 줄 모르거나 계산도 못하는 어린이가 매우 빠른 속도로 늘고 있다. 21세기의 젊은이 중 5분의 1이 단순한 암산도 못하며, 7분의 1은 읽기나 쓰기를 할 줄 모르는 것으로 나타났다.[한스 페터 마르틴, 하랄트 슈만 ‘세계화의 덫’]

[논제 1] <제시문 1>에 제시된 자료를 근거로 빙하기가 도래될 것으로 예측되는 연도를 추정하시오.

지구온난화를 방지하기 위하여 세계기상기구는 현재부터 매년 일정한 양의 화석연료 사용을 <제시문1>의 자료에 기초하여 억제한다. 이 경우 산업화로 인한 자연발생적인 CO₂ 농도의 증가와 세계기상기구의 화석연료 일정량감소의 상관관계를 고려하여 현재부터 20년 후의 CO₂ 농도를 산업혁명 기준 2배로 줄이기 위한 방안을 제시하시오.

(단, log3=0.4771, log1.005=0.0021, log2.63=0.42, log1.12=0.042를 활용하시오.)

[논제 2] <제시문2>의 빙하기를 유발하고 지속시키는 메커니즘을 자료<1>, 자료<2>에 근거하여 설명하시오.

[논제 3] <제시문 3>이 나타내는 사회 경제적 현상을 <제시문 2>에 나타난 메커니즘으로 분석하였을 때, 두 제시문의 비교 과정을 통해 어떠한 결과가 발생할 것인지 예측하고 그 결과에 대한 대응 방안을 논술하시오.

■ 출제 의도

자료를 통해 빙하기 도래 메커니즘을 도출할 수 있는 능력과 자연현상의 메커니즘을 사회현상에 적용하는 영역전이의 능력이 있는지 파악하고자 이 문제를 출제하였다.

1. 주어진 자료를 근거로 등비수열을 이용하여 식을 구성하고 구성한 식을 풀 수 있는 능력이 있는지를 확인한다. 또한, 일정하게 줄여나가는 농도를 이용하여 n년 후의 농도 변화의 식을 구성하고, 20년 후의 농도가 산업혁명 기준 2배가 되도록 설정하여 일정하게 줄여 나가는 농도를 주어진 자료에 의해 계산해 낼 수 있는지를 평가하고자 하는 의도에서 출제하였다.

2. <자료1>로부터 해수의 연직 순환에 의한 전 지구적 에너지 분배 과정과 빙하의 융해가 해수의 연직 순환에 영향을 가해 에너지 분배를 단절시킬 수 있음을 파악하는지 확인한다. <자료2>로부터 기온 하강이 눈과 얼음 양의 증가로 인한 반사율(알베도) 증가와 양성피드백(positive feedback) 관계를 형성함을 유추할 수 있는지 확인한다.

3. <논제 2>의 풀이에서 파악한 메커니즘을 사회현상에 적용한다. 즉, 영역전이를 통한 해석능력을 갖추고 있는지 평가하는 문제다. 에너지와 부의 분배, 저위도·고위도와 빈익빈부익부 등을 연관시켜 이해하는지 파악하고, 이에 해당하는 교과 내용을 연결시킬 수 있는지 파악한다. (부의 편중으로 인하여 문제가 발생한 사례는 동학농민운동, 프랑스혁명, 태평천국의 난 등 교과서에도 여러 가지가 나온다.)

■ 예시답안

1. (1) 산업혁명 시점(1806년)의 이산화탄소 농도는 280ppm이고 매년 이산화탄소 농도가 0.5%씩 증가하고 있다.

이산화탄소 농도가 증가하여 3배가 되는 해를 n이라 하고 구하여 보면 다음과 같다.

280(1.005)ⁿ=280 · 3, (1.005)ⁿ=3

양변에 로그를 취하면

nlog1.005=log3이고

주어진 값을 이용하여 계산하면 약 n=227이고, 2033년도쯤 빙하기가 도래할 것으로 예측된다.

(2) 이산화탄소의 농도가 매년 0.5%씩 일정하게 증가하므로 2006년 현재 시점에서의 이산화탄소의 농도를 a라 하고 a를 구하면 280(1.005)²00이므로 x=(1.005)²00 라 하고 양변에 로그를 취하여 이 값을 구하면 logx=200log1.005=200·0.0021=0.42이고 x=2.63이다.

따라서, a=280·2.63=736.4이다.

또한, 매년 일정하게 줄여나가는 이산화탄소의 농도를 b라 하면 n년 후의 이산화탄소의 농도는 다음과 같다.

1년 후 : (a-b)1.005

2년 후 : 『(a-b)×1.005-b』×1.005

3년 후 : 『『(a-b)×1.005-b』×1.005-b』1.005

임을 알 수 있다.

또한 현재의 이산화탄소의 농도에서 앞으로 20년 후에 이산화탄소의 농도를 산업혁명 기준 2배로 만들기 위해서는

여기에서 1.005²0을 로그를 이용하여 구하고 a의 값을 대입하고 b에 대하여 정리하면

b는 농도이므로 즉, b=11에 해당하는 양만큼의 화석연료 사용을 줄이도록 세계기상기구는 대책을 마련해야 한다.

2. 정상적인 경우 극지방에서는 차가운 물이 침강하여 심층수를 이루어 적도지방으로 이동하고, 적도지방에서는 따듯한 물이 표층 순환을 이루어 극지방으로 이동한다. 그 결과 적도 지방과 극지방 사이의 열 교환이 이루어져 지구 전체로 에너지를 분배시키는 역할을 한다. 그런데 지구 온난화에 따른 기온 상승으로 극지방의 빙하가 녹으면 해수의 염분도가 감소하게 되고 염분도가 감소하면 해수의 밀도가 작아지게 되어 극지방에서 해수가 침강하지 못하게 된다. 따라서 심층수의 순환이 멈추게 되고 이에 따라 심층수의 순환과 연결된 멕시코 만류와 같은 표층순환도 멈추게 된다. 해수의 순환은 저위도의 남는 에너지를 에너지가 부족한 고위도로 전달시켜 주는데 이러한 해수의 순환이 차단되면 위도에 따른 에너지 교환이 원활하지 못하게 되며 지구 전체로 에너지를 분배하는 기능이 정지되어 저위도 지방은 기온이 더 올라가고 고위도 지방은 기온이 더 내려갈것이다.

고위도 지방의 기온이 더 내려가면 눈과 얼음의 양이 증가하게 되고 지표면에서의 태양복사에너지의 반사율을 증가시키게 된다. 이로 인해 지구가 흡수하는 전체 태양복사 에너지량이 감소하게 되어 온실효과의 기온 상승효과에도 불구하고 지구의 평균기온을 떨어뜨린다. 지구 전체의 평균기온이 내려가면 눈과 얼음의 양이 더 증가하고 그 결과 반사율이 더 증가하여 기온이 더 내려가는 방향으로 포지티브 피드백 현상이 일어나게 되어 지구 전체는 빙하기로 접어들게 된다. 다시 기온이 올라가기 위해서는 반사율이 감소해야 하는데 반사율이 감소하기 위해서는 얼음과 눈이 녹을 정도로 기온이 올라가야만 한다. 따라서 어떤 계기로 기온이 먼저 올라가든지, 혹은 눈과 얼음이 녹는 현상이 발생하든지 하기 전까지는 빙하기의 상태가 지속된다.

3. 사회가 통합성을 가지면서 안정적으로 유지되려면, 부가 사회의 각 계층에 적절히 분배될 필요가 있다. 동서고금을 막론하고 부의 지나친 편중은 사회혼란과 동요, 해체의 직접적인 원인이다. 따라서 신자유주의 정책의 폐단으로 부의 편중이 발생하고 이에 따라 심각한 여러 문제가 발생하면 국가가 개입하는 것이 좋다. 국가의 적절한 개입은 사회 전체의 몰락을 방지한다. 신자유주의 정책은 빈부격차를 완화시키기보다는 강화시키는 경향이 있다. 빈익빈부익부 현상이 강화되면 사회가 혼란해지고 이러면 시장도 제 역할을 하기 힘들어진다. 그러므로 시장이 존속하기 위해서라도 국가 개입이 필요할 수 있다. 사회의 전체 네트워크가 무너지면, 예컨대 국가가 무너지면 부자나 가난한 자는 모두 평화와 안녕을 유지할 수 없다. 부자는 자신의 부를 지키기도 힘들어진다. 그러므로 부의 지나친 편중으로 사회 전체의 균형과 존립이 위협받을 때에는 국가가 적절히 개입하여 파국을 막는 것이 바람직할 것이다. 에너지의 적절한 분배가 필요하듯이, 사회에서는 부의 적절한 분배가 좋을 것이다.

조현 최강통론 과학논술 강사

김영규 최강통론 과학논술 강사

서원 최강통론 과학논술 강사

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