2029년엔 ‘24시간+1초’…사는 게 어떻게 달라지나 보니 [사이언스라운지]

[사진=픽사베이]

연일 심각해지는 기후변화가 이번엔 지구의 ‘시간’에도 영향을 미칠 것이란 연구결과가 나왔다. 지구 온난화로 시간의 기준이 되는 지구 자전속도에 변화가 생긴 탓이다. 2029년께에는 전 세계 시간이 1초 가량 빨라질 것이란 전망이 나온다.

덩컨 애그뉴 미국 샌디에이고 캘리포니아대 스크립스해양학연구소 명예교수 연구팀은 27일(현지시간) 이 같은 연구결과를 국제학술지 ‘네이처’에 발표했다. 애그뉴 명예교수는 “지구 온난화로 그린란드와 남극 대륙의 얼음이 녹으며 지구의 자전 속도가 기존에 과학자들이 예측했던 것보다 느려지고 있다”며 “이는 시간 측정에 변수로 작용하게 될 것”이라고 설명했다.

국제 표준시간의 기준은 협정세계시(UTC)다. 세슘 동위원소가 91억9263만1770회 진동하는데 걸리는 시간을 1초로 삼는 ‘원자시’를 기반으로 지구 자전을 24시로 치는 ‘천문시’로 보완한 것이다.

이 때문에 지구 자전속도에 변화가 생기면 UTC도 영향을 받는다. 이럴 때 원자시를 천문시에 맞추기 위해 1초를 더하거나 빼는게 윤초다. 지구 자전속도가 원자시가 정의한 하루보다 더 빠르면 UTC에서 1초를 빼고, 속도가 더 느려지면 1초를 더한다.

윤초는 1972년 처음 도입된 이래 27차례 시행됐다. 이는 모두 1초를 더하는 사례였다. 지구의 자전속도가 느려졌다는 것을 시사한다.

빨라진 지구 자전속도, 인간이 늦췄다

그런데 최근 지구 자전속도가 빨라지고 있는 것으로 분석된다. 과학자들은 지구 외핵과 내핵 움직임이 영향을 주는 것으로 추정 중이다. 지구 내부 구조는 지각와 맨틀, 핵으로 나뉜다. 핵은 외핵과 내핵으로 구분된다. 외핵은 액체 상태의 금속, 내핵은 철과 니켈로 구성된 고체다. 외핵과 내핵은 서로 반대 방향으로 회전하는 것으로 분석된다. 외핵은 동에서 서쪽으로, 내핵은 서에서 동쪽으로 돈다.

샤오동 송 중국 베이징대 지구우주과학부 교수 연구팀이 지난해 1월 국제학술지 ‘네이처 지구과학’에 발표한 연구에 따르면 내핵의 회전이 2009~2011년 사이 멈췄다. 내핵의 회전에 주기가 있다는 분석이다. 대략 70년 주기로 내핵의 회전이 멈췄다 다시 시작되며 회전 가속도가 붙는다는 것이다.

지구 자전속도가 빨라지면서 과학자들은 2026년에 역사상 처음으로 UTC에서 1초를 빼는 사례가 발생할 것으로 분석했다. 그러나 애그뉴 명예교수팀의 이번 연구는 이런 분석을 뒤집었다. 지금 추세라면 2029년 UTC에서 1초를 뺄 것으로 예측했다. 빠르게 돌던 지구의 자전속도를 지구온난화가 늦췄다는 것이다.

연구팀의 분석은 이렇다. 지구 온난화로 그린란드와 남극 대륙 등에 있던 수km 두께의 얼음들이 녹았고, 녹은 물들이 적도로 이동했다. 적도로 이동한 물들은 지구를 더 구형으로 만들었고, 자전 속도를 늦췄다는 분석이다. 애그뉴 명예교수는 “피겨 선수가 팔을 모았을 때보다 펼쳤을 때 회전속도가 더 느려지듯, 극지방에 몰려있던 얼음의 질량이 양 옆으로 퍼지며 지구의 자전 속도가 느려졌다”며 “인간이 지구 자전에 변화를 일으켰다는 사실은 놀라운 일”이라고 말했다.

온난화로 지하수 고갈...지구 자전에 영향 더 커져

지구 온난화가 지구 자전속도에 미칠 영향은 더 커질 전망이다. 지구 자전속도는 지하수에도 영향을 받는다. 지구 온난화로 전 세계 지하수가 빠르게 고갈되고 있어서다.

스콧 야세코 미국 산타바바라 캘리포니아대 환경과학과 교수 연구팀은 지난 1월 국제학술지 ‘네이처’에 지하수가 세계 곳곳에서 빠르게 고갈되고 있다는 연구결과를 발표했다. 연구팀이 전 세계 40개국의 대수층(지하수를 머금은 지층) 1700여곳을 분석한 결과, 약 71%에서 2000년보다 2022년 대수층 수위가 낮아졌다. 36%는 수위가 연간 10cm 줄고 있었다. 수위가 연간 50cm 이상 급격히 낮아지는 곳도 12%나 됐다. 지역으로 보면 미국 북서부와 칠레, 중동이 지하수가 빠르게 줄어드는 곳으로 분석됐다.

연구팀은 “지구 온난화로 가뭄이 길어지는 극한 기후 현상이 일어나며 지하수도 함께 줄어든 탓이 있는 것으로 보인다”며 “지구 온난화가 심화되며 이런 현상은 더욱 가속화될 것”이라고 밝혔다.

실제 지하수 부족으로 지구 자전속도와 밀접하게 관련이 있는 자전축이 이동했다는 분석도 있다. 서기원 서울대 지구과학교육과 교수 연구팀은 지난해 6월 국제 학술지 ‘지구물리학 연구 레터스‘에 인류가 1993∼2010년 지하수 약 2조1500t을 퍼 올려 지구 자전축이 동쪽으로 80cm 가량 기울어졌다는 분석을 내놨다.