지구의 자기장

지구의 자기장이 생기는 이유는 아직 분명히 밝혀지지 않고 있습니다.지구의 자기장이 생기기는 이유를 뒷받침 해주는 가설이 있는데 그 중 하나의 가설이 다이나모 이론입니다.다이나모는 말 그대로 발전기라는 뜻입니다. 발전기같이 자기장 속에서 도체가 움직이면 전류가 발생 합니다.발생한 전류에 의해 다시 자기장이 생기게됩니다. 지구에서 발전기 역할을 하는 부분은 바로 외핵입니다.지구의 외핵은 전도성이 큰 철과 니켈로 이뤄진 유체이기 때문에 핵 내부의 위아래 온도와 밀도 차이에 의한 대류운동 등으로 쉽게 움직일 수 있습니다.이런 유체 운동으로 외핵 물질이 이동하면 원래 있던 자기장의 영향을 받아 유도전류가 형성되고 이 전류가 다시 자기장을 만들게 됩니다. 다이나모 이론을 간단히 말씀드리면 전도성이 크고 유체 상태인 외햇이 자전하면서 지구 자기장이 생성된다는 내용입니다.지구의 자기장은 태양으로 부터 오는 방사선 등을 막아주는 방어막 역할을 합니다.그리고 우주 공간의 안좋은 날씨로부터 지구를 보호해주고 폭발한 별이나 붕괸된 블랙홀에서 오는 유해전파를 차단해주며 자외선과 방사선을 포함한 태양풍으로부터 지구를 지켜주는 역할을 합니다.그 외에도 완전히 밝혀지지 않은 잠재적 기능들이 지구 생태계의 안전을 보장해 주고 있습니다.하지만 최근 자기장의 힘이 급격히 줄어들고 있음이 밝혀졌습니다. 그 원인중 하나는 화와이의 화산섬에서 밝혀졌습니다.화산이 폭발한 후 용암이 식는 과정에서 용암 속에 포함된 자성 물질은 나침반의 바늘 역할을 하게 됩니다.그 결과 화산암 속에는 당시 자기장의 세기 뿐 아니라 자기장의 방향까지도 기록이 됩니다.과학자들의 조사결과 최근 형성된 화산암은 자성의 방향이 북쪽을 향하고 있었지만 더 오래된 암석 샘플에서는 자성의 방향이 완전히 뒤바뀌었다는 사실을 변견하였습니다.78만년전 분출된 이 화와이의 용암은 북쪽에서 나와서 남쪽으로 향하는 가지장속에서 굳은 것으로 보였습니다.이는 어느 순간 지구 전체의 자기장이 180도 회전을 햇다는 의미입니다.그 결과 자기장의 흐름이 북에서 남으로 바뀌었음을 말해주는 것입니다.더 오래된 샘플들을 조사하며 학자들은 이러한 자기장 역전이 한번으로 그친 것이 아니라 평균 20만년에 한번 꼴로 주기로 일어났을을 알아냈습니다.지구자기 역전이 이처럼 과거에 여러번 일어 났다면 미래에도 얼마든 일어날 수 있다는 의미입니다.

지난 200년 간 자기장은 전세계적으로 평균 약 9%의 자기장 강도가 약해지고 있다고 합니다.자계 강도가 감소된 넓은 지역이 아프리카와 남미 사이에 발달해 있습니다.이곳이 바로 남대서양 변칙으로 알려진 약화 지역입니다. 1970년 부터 2020년까지 이 지역의 최소 자기장 강도는 약 24000 나노테슬라에서 22000 나노테슬라로 떨어졌고 동시에 이상현상의 면적은 증가하여 연간 약 20KM의 속도로 서쪽으로 이동했습니다.지난 5년동안 남아메리카의 남서쪽에서 자기장이 약화된 두번째 지점이 드러났습니다.이는 남대서양 변칙이 두개로 분열 될 수 잇다는 것을 보여주었습니다.월래 최소 강도의 중심부는 남아메리카의 중앙부 위에 형겅돼 있고 새롭게 나타난 자기장이 약화된 지점은 남서아프리카에서 맴돌며 동쪽에서 나타났습니다.지구 자기장은 종종 자전축으로부터 약 11도 기울어진 지구 중심에 있는 강력한 쌍극자 막대자석으로 시각화되곤 합니다.그러나 남대서양 변칙 지역의 성장은 자기장을 생성하는 과정이 훨씬 더 복잡하는 것을 보여줍니다.단순한 쌍극자 모델로는 최근 성장한 두번째 지점에 대해 설명할 수 없습니다.과학자들은 이 이상현상을 더 잘 이해하기 위해 ESA의 스원위성군의 데이터를 이용하고 있습니다.스원위성군은 지구 자기장을 구성하는 서로 다른 자기 신호를 식별하고 정밀하게 측정하도록 설계됐습니다. 독일지질학 연구소의 위르겐 마츠카는 남대서양 뱐칙의 동쪽에 나타난 최소치의 자기장 강도를 보이는 지점은 지난 10년간 발생했으며 최근 몇년동안 활발하게 성장하고 있다며 우리는 남대서양 변칙 지역을 조사하기 위해 스웜 위성군을 궤도에 올려 놓은 건 다행스런 일이라며 이제 과제는 이러한 변화를 일으키는 지구의 핵 속 과정을 이해하는 것이다 라고 설명하였습니다.