지구 자기장은 변하고 있다

과학자들은 지구 자기장이 역전하는 이유를 오랫동안 찾아왔다. 지구 내부의 흐름에 대한 최근의 연구는 이러한 역전에 대한 흥미로운 실마리를 제공한다.
글 | Gary A. Glatzmaier, Peter Olson















우리들 대부분은 나침반이 북쪽을 향한다는 사실을 당연하게 생각한다. 수천 년 동안 뱃사람들은 지구의 자기장에 의존해서 항해해 왔다. 새나 다른 자기에 민감한 동물들은 훨씬 더 오랫동안 그래 왔다. 놀랍게도 지구의 자극(磁極)은 항상 현재의 방향이었던 것은 아니다.
지구 자기장이 예전에 어느 방향이었는지 기록된 광물을 보면 지구의 45억 년의 역사 동안 지구 자기장의 남북이 수백 번은 뒤바뀌었다는 것을 알 수 있다. 하지만 약 78만 년 동안은 역전이 일어나지 않았고, 이는 평균 주기인 25만 년에 비해 매우 긴 시간이다. 게다가, 1830년대에 처음 측정되었을 때보다 지구 자기장은 10% 정도 약해졌다. 이는 에너지원을 잃었을 때 자연히 감소하는 속도보다 20배 정도 빠른 것이다. 또 다른 역전이 다가오고 있는 것일까?

지구물리학자들은 오래 전부터 자기장의 흐름이 지구 중심에 기인한 것이라는 사실을 알고 있었다. 태양계의 다른 천체들처럼, 우리 지구 또한 내부의 dynamo에 의해 자기장이 형성된다. 원리적으로는, 지구의 dynamo는 움직여서 얻는 운동 에너지로부터 전기장과 자기장을 만들어내는 발전기처럼 작동한다. 발전기에서는 회전하는 코일이 움직이고, 별이나 행성에서는 .....