지구가 `자력(磁力)`를 잃고 있다.





By Molly Bentley

In San Francisco

과학자들은 지구의 자기장이 언젠가 사라질 것을 알고 있었다.

마치 크립토나이트에 맥을 못추는 `수퍼맨`처럼, 그 강도가 꾸준히 그리고 미스테리하게 감퇴하였다. 몇몇 인공위성에는 이미 그 효과가 나타나고 있다. 불확실한 점은 약해진 자기장이 완전히 붕괴하고, 남쪽과 북쪽의 자극이 반대로 뒤집히는가의 여부이다. 그리되면 북극을 가리키는 나침반이 남극을 가리키게 된다.

이것은 `일어나는가`의 문제가 아니라 `언제`의 문제라고 샌프란시스코에서 `미국 지구물리학 연합`이 주최한 최근 모임에 관련된 주제의 최신 연구를 발표한 과학자들이 말했다. 그러나 양극의 반전 행태가 변덕스러워 그 `시기`는 맞추기 어렵다.

원시 지구의 기록과 2,000년 전에 시작된 현재의 감쇠를 측정하는 것에 대한 연구를 하는 프랑스 파리 소재 지구물리학 협회의 Yves Gallet은 "반전은 백만년 범위내에서 4번 혹은 5번 일어나는데 우리는 수백만년 동안 자극이 바뀌지 않는 시기에 있었다 ."라고 말했다.

뒤집어 지는가, 바뀌는가

관찰이 시작된 지난 세기 이전부터,  과학자들은 10% 감소를 측정했다. 현재 이런 감소로 1,500 ~ 2,000년이 지나면 사라질 수 있다. 자기장의 특정 취약점은 남대서양 브라질 해안에서 발견되었다. 여기는 지구의 핵이 보이는 이상한 행동으로 인해 자기장의 `dip(일시적으로 감소했다가 갑자기 증가하는 현상)`이 유발되며 다른 곳보다 30% 더 약하다.

갑자기 증가한 방사선은 인공위성들과 그것을 통과하는 우주 비행선에 갑작스런 전자적 결함을 일으킨다. 심지어 허블 망원경도 영향을 받는다. 자기의 반전은 항상 그런 건 아니지만 약해진 자기장이 전제가 된다고 Gallet박사는 말했다. 하바드 물리학자 Jeremy Bloxham은 "언젠가 아마도 지금으로부터 10,000년 후, 자기의 양극은 다시 감쇠하게 되어 반전을 일으킬 것이다."라고 했다.

해저의 흔적

● 녹은 바위가 올라와 넓게 퍼지고 냉각되면서, 자기를 띤 광석들에 자기장의 방향이 새겨진다.

● 백만년 이상, 해저의 바위들은 자극 반전의 표시가 남아 있다.

● 자극의 반전이 완전히 일어나는데는 아마도 10,000년이 소요될 것이다.

● 최근의 반전은 대략 780,000년 전에 일어났다.

이 주제는 최근 지구의 핵이 미스테리하게 회전을 멈추고, 사실상 전자기장이 소멸된 지구의 상태를 그린 `Core`라는 헐리웃 영화의 소재로 채택되었다. 영화는 엉터리지만, 과학자들은 지구의 자기장이 지구 내부 깊숙한 곳의 활동으로 생긴다는 것은 맞다고 BBC News Online에 전해왔다.

철의 기록

내부에 있는 고체 핵의 열은 외부 핵의 철과 니켈이 녹은 혼합물을 요동치게 해서 자기장을 발생시킨다. 핵이 어떻게 움직이는지 정확히는 알 수 없지만, 과학자들은 전기적인 유동체의 흐름과 모든 자기장 선들이 어떻게 지구 외부와 상호 작용을 하여 영향을 주는지에 대해 대략적으로 이해를 하고 있다.

"만약 핵 내부로 들어가 우주 탐사 장비들이 이루어낸 것만큼 여러 가지 측정을 한다면, 그것은 어마어마한 업적이 될 것이다." Jeremy Bloxham, 하바드

존스 홉킨스 대학의 지구 물리학 교수 Peter L. Olson은 핵의 내부에 있는 자기장 선들에 대해 `스파게티의 꼬임`이라고 얘기 했다. 그 선들이 서로 굽이치고 휘어지며, 꼬이면서 비틀리는 상호 작용에 따라 자기장이 강화되거나 약화된다. "어떻게 꼬이고 비틀리는 가에 달려있어 도움이 되거나 해가 되기도 한다."는게 그의 주장이다. 가장 최근에 이러한 비틀림으로 인하여 양극이 반전된 것은 780,000년 전이었다.

용암 흐름과 해저 침전물에 관한 연구를 통해 과학자들은 과거의 자기장 형태를 재현했다. 예를 들면, 용암 속의 철은 식으며 굳어지는 용암에 갇히면서 예전 자기장의 방향성을 띄게 된다. Gallet박사에 따르면 그린랜드로부터 흘러나온 용암을 연구한 결과 가장 오래된 반전은 16,000,000년  전이었다. 반전이 일어나는 사이의 시간은 천년에서부터 백만년까지 다양하다.

지구적인 빛의 쑈

그럼 지구의 자극은 이제 뒤집히는가? Bloxham박사는 "그렇지는 않아~. 반전은 희귀한 사건이다."라고 지적했다. 공상과학 영화와는 달리 지구의 생명들은 위협받지 않을 것이다. 비록 갑자기 증가한 방사선에 인공위성들과 일부 비행기들이 노출된다 하더라도 역시 사람들을 보호하고 그것을 막아주기에 충분한 일련의 자기장이 있을 것이고, 자기장이 현재 `dip` 상태인 자극에서 관찰된 것보다 더 심한 방사선은 확실히 없다.

그러나 얼마간의 기이한 `재조정`은 일어날 수 있다. 지구의 양 자극이 다시 자리잡기에 앞서 혼란의 시기에 `다중 자극`이 생성될 수 있다. 지구 자기장의 붕괴는 또한 극 지방에서 `오로라` 활동의 막대한 증가를 가져오게 된다. 아름다운 빛의 향연은 태양 입자들이 지구 자기장의 선들을 따라 대기의 안쪽으로 내려오며 발생한다.

반전은 점진적으로 일어나므로 그러한 효과는 오랜 시간동안 지속될 것이다. 그러면 새들이나 거북이, 벌들과 같이 이동을 위해 지구 자기장을 이용하는 동물들은 방향을 찾기위한 시간을 버는 셈이다. Bloxham박사는 "그 동물들은 자기장이 반전되는 기간에 여러 세대를 거칠 수 있고, 적응하기 위해 새로운 행동 양식을 배우게 된다."고 했다.

지구 대기와 우주

보호막이 없어 약하다고 여겨지는 오존층에 강력한 태양의 양자가 오지 않는 한 반전의 효과는 무시할 수 있다고, US 우주국 Goddard 비행 센타의 대기 물리학자 Charles H. Jackman이 태양 섬광을 수반할 수 있는 고 에너지 방사를 지적하며 말했다.

지구로 오는 전하 입자들은 질소 분자들을 떨어뜨리는데 이 원자들은 질소 산화물 형태로 오존을 뚫으며 통과한다. 이것은 항상 일어나는 거지만 자기적 반전이나 자기장의 감소 시기에 증가할 수 있다. 그러나 학자들은 남태평양의 오존층 감소에서 별다른 변화를 보지 못했다고 한다.

Jackman박사에 따르면 어떤 경우에도, 오존층은 극심한 태양의 충격으로부터 빨리 회복할 수 있고, 2~3년 안에 원상태로 복귀할 수 있다. 이것은 오존층을 파괴시키는 `인공 냉매용제`와 관련된 것이 아니다. "인공 냉매용제는 질소 산화물의 작용과 그와 관련된 물질들에 비하면 더욱 긴 시간이 남아 있다."고 주장했다.

그러나 이 모든 시나리오들은 확정되지 않은 미래이다. 지구의 내부는 오랫동안 탐험되지 않은 채로 남아 있다. 공상과학에서나 인류와 그들의 장비가 섭씨 5,500도의 핵에서 살아남을 수 있다. "만약 핵 내부로 들어가 우주 탐사 장비들이 이루어낸 것만큼 여러 가지 측정을 한다면, 그것은 어마어마한 업적이 될 것이다. 헐리웃은 할 수 있지만, 우리는 할 수 없다."라고 Bloxhame박사가 말했다.

원문 - http://www.bbc.co.uk

by 케찹만땅 | 2009/05/21 13:30 | 신비로운 우주와 과학 | 트랙백 | 덧글(1)

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Commented by 소나무 at 2009/05/21 17:05
지자기역전현상이 일어나기전에 인류가 멸망하지나 않을까 생각됩니다.
글 잘 보고갑니다. ^^
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