내년 초 태양 활동 극대화…"열차 사고 가능성"

영국 랭커스대

태양 대기층에서 강한 태양풍이 일어나고 있는 모습. 위키미디어 제공.

태양의 활동이 활발해지는 시기인 ‘극대기’에 태양 대기에서 자기장이 우주공간으로 강하게 방출되는 현상을 ‘태양 폭풍’이라고 한다. 주기적으로 발생하는 태양 폭풍이 열차 사고를 일으킬 가능성이 있다는 우려의 목소리가 나왔다. 

짐 와일드 영국 랭커스대 물리학과 교수 연구팀은 11일 국제학술지 ‘스페이스 웨더’에 태양 폭풍이 자기 교란을 유발해 열차 사고를 일으킬 수 있다는 컴퓨터 모델링 연구결과를 발표했다. 

연구팀은 태양 폭풍이 지구에 자기 교란을 일으키면 ‘지자기 유도 전류(GIC)’가 발생하고 이로 인해 열차 사고가 발생할 수 있다고 분석했다. GIC는 우주의 날씨 변화로 지구의 자기장이 급격히 변화해 지구 표면에 전류가 유도되는 현상이다. GIC가 형성되면 송전망과 배전망에 문제가 발생할 수 있다. 

영국에는 5만 개 이상의 열차 궤도 회로가 존재한다. 궤도 회로는 철도 회로나 건널목 경보기 등을 제어하는 전기 회로다. 연구팀은 GIC가 케이블로 전력을 공급받는 선로의 궤도 회로에 어떠한 영향을 미치는지 파악하기 위해 웨스트 코스트 간선의 프레스턴-랭커스터 구간과 글래스고-에든버러 노선 두 경로를 대상으로 모델링을 진행했다. GIC가 어떻게 철도 신호에 오작동을 일으키는지 살펴본 것이다. 

모델링 결과, 궤도 회로에 결함을 일으킬 수 있는 우주 날씨에 영향을 주는 이벤트가 영국 기준으로 수십 년에 한 번씩 발생할 것이라는 추정 결과가 나왔다. 10~20년 빈도로 지자기 폭풍에 의해 선로 고장이 발생할 수 있다는 분석이다.

연구팀은 “수십 년에 한 번씩 일어나는 극심한 우주 날씨는 철도에 심각한 신호 오작동을 일으킬 가능성이 있다”며 “이는 명백히 안전에 영향을 미친다”고 말했다. 

우주 날씨는 실질적으로 지구에 중대한 영향을 미쳐왔다. 1989년 캐나다 퀘벡주, 2003년 스웨덴 말뫼시에서는 우주 날씨 변화로 수백 만 명에게 피해를 끼치는 정전이 발생했다. 1859년에는 태양 폭발로 지자기 폭풍이 발생해 전 세계 전신선이 방해를 받았다. 일부 지역에서는 책을 읽을 수 있을 만큼 밝은 오로라가 발생한 것으로 전해지고, 전신 시스템이 마비되거나 전기 충격의 피해를 입은 사람들도 발생했다. 

연구팀은 “우주 날씨가 미칠 영향을 심각하게 받아들일 필요가 있다”며 “발생 빈도는 낮지만 이를 무시하는 것은 최선의 방법이 아니다”라고 설명했다. 

이어 “우주 날씨의 위험성에 대한 이해도가 높아진 만큼 위험을 줄이는 방법을 고려할 필요가 있다”며 “우주 일기예보를 통해 극단적인 우주 날씨 변화가 있을 땐 철도 운행을 제한하는 결정 등을 내릴 수 있다”고 말했다. 가까운 미래로는 2024~2027년 강력한 극대기로 지구에 영향을 미칠 수 있는 태양 폭풍이 발생할 것으로 예측돼, 적극적인 대비가 필요한 상황이다. 

[문세영 기자 moon09@donga.com]