“지구 내핵, 2010년에 회전 방향 바꿨다… 70년 주기로 반복”

네이처 지구과학 게재 논문
외핵 반동, 맨틀 중력 영향에
내핵 회전은 ‘가다 서다’ 반복
“지구 표면에는 큰 영향 없다”

지구 내부를 표현한 그래픽. 바깥쪽부터 지각, 맨틀, 외핵, 내핵. /어도비스톡

지구 맨 안쪽에 있는 내핵이 지난 2009~2011년 사이 한 번 멈춘 뒤 회전 방향을 바꿨다는 분석이 나왔다. 액체상태인 외핵과 고체상태인 내핵은 서로 반대방향으로 회전하며 지구 자전 속도와 하루 길이에 영향을 준다.

송 샤오동 중국 베이징대 지구우주과학부 교수 연구팀은 23일(현지 시각) 이러한 내용의 연구결과를 국제학술지 ‘네이처 지구과학’에 발표했다.

연구팀은 지난 1995년부터 2021년까지 발생한 지진을 분석해 2009년쯤 내핵 회전이 한 번 멈췄다는 것을 확인했다. 내핵은 지표면에서 5000㎞ 아래에 있어 그 모습을 눈으로 확인할 수 없다. 그러나 지진파 움직임을 분석하면 내핵의 회전 여부와 방향을 간접적으로 알 수 있다는 설명이다.

송 교수는 “전 세계 곳곳에서 발생한 지진파를 분석해 내핵 회전에 변화가 있다는 걸 감지했다”며 “특정 지역이 아니라 지구라는 행성 자체에서 벌어지는 현상이라는 것”이라고 말했다.

지구는 바깥쪽부터 지각, 맨틀, 외핵, 내핵으로 구성돼있다. 지구가 서쪽에서 동쪽으로 자전하면서 지구 자기장은 매일 서쪽으로 약 0.2도씩 이동한다. 그 영향으로 액체인 외핵은 동쪽에서 서쪽으로 회전하고, 이러한 외핵의 반동을 받은 내핵은 서쪽에서 동쪽으로 회전한다는 게 기존 연구 내용이었다.

연구팀은 내핵이 맨틀의 영향을 받아 회전을 멈추기도 한다고 주장했다. 맨틀에서 나오는 강력한 중력장이 내핵을 붙잡는 효과를 내면서 내핵 회전 속도가 점점 느려지다가 완전히 멈춘다는 것이다. 이후 내핵은 외핵의 반동을 받아 다시 회전하다가 맨틀 중력장 때문에 멈추기를 반복한다.

논문에 따르면 이러한 내핵의 회전·정지 주기는 약 70년이며 중간에 회전 방향을 바꾸기도 한다. 송 교수는 “내핵이 1970년대 초 한 번 멈춘 뒤 다시 회전하다가, 2009년쯤 방향을 바꿔 동쪽에서 서쪽으로 돌기 시작했다”며 “2040년에 이 회전이 멈추면 서쪽에서 동쪽으로 회전하는 주기가 다시 시작될 것”이라고 말했다.

이러한 회전·정지 주기가 지구 표면에 미칠 영향은 크지 않을 것으로 분석된다. 논문 공동저자인 양 이 베이징대 지구우주과학부 교수는 “지구 자기장에 변화가 있을 수 있지만 감지하기 어려운 수준일 것”이라며 “통상 하루의 길이는 6년마다 1밀리초(1000분의 1초)씩 늘거나 줄어드는데 이 또한 큰 변화 없을 것으로 보인다”고 말했다.

다만 지구 내핵이 움직이는 걸 물리적으로 관측할 수는 없기 때문에 논문의 주장을 사실로 밝히려면 훨씬 더 많은 데이터가 필요하다는 의견도 나온다. 미국 서던캘리포니아대(USC) 존 비데일 지구과학부 교수는 뉴욕타임스 인터뷰에서 “지구 내·외핵이 회전이 아닌 진동을 하고 있다거나, 아예 멈춰있다는 주장도 있다”며 “확실한 사실을 알기 위해서는 시간이 더 필요하다”고 말했다. 양 교수도 “더 많은 지진이 발생해 데이터가 쌓이기를 기다려야 한다”고 말했다.

참고자료

Nature Geoscience, DOI: https://doi.org/10.1038/s41561-022-01112-z

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