[유레카] 너무 더워서 천천히 도는 지구

지구 자전은 우리 일상에 리듬을 준다. 지구가 스스로 한 바퀴 도는 동안 밤낮이 바뀌고, 우리는 이에 맞춰 아침에 일어나 하루를 시작하고 저녁이 되면 다시 잠자리에 든다.

하루가 24시간인 건 상식이지만, 지구 자전주기는 사실 이보다 짧은 약 23시간56분이다. 지구가 자전하면서 동시에 공전을 하기 때문에, 해를 기준으로 하루는 지구가 4분 더 자전해야 완성된다.

지구 자전 속도는 우리 상식과 달리 늘 일정하지 않다. 물론 많이 바뀌어야 하루 1천분의 몇초 수준이어서 우리가 체감하긴 어렵지만, 현대문명의 기반인 정밀 컴퓨팅이나 지피에스(GPS)엔 치명적인 문제를 일으킬 수 있다.

현재 자전 속도 변화로 하루의 길이가 달라지는 문제는 윤초 도입으로 해결하고 있다. 달력에 윤달이나 윤일을 보태 지구와 달의 공전주기 차이 문제를 해결하는 것과 같은 방식이다. 윤달이나 윤일과 다른 점은 윤초의 경우 지구 자전 속도 변화가 불규칙해 어떤 규칙성도 없다는 것이다.

그때그때 지구 자전 속도 변화를 측정해 하루 0.9초 차이를 넘어서면 윤초 도입이 이뤄진다. 그렇게 해서 윤초는 1972년 ‘협정 세계시’(UTC)가 도입된 이래 지금까지 27차례 도입됐고, 가장 최근의 윤초 도입은 2016년 12월31일이라고 한다.

자전 속도 변화에 영향을 주는 요인으로는 우선 달의 조석력이 꼽힌다. 달의 인력은 지구 위 바닷물을 끌어당겨 지구의 자전 속도에 제동을 거는 구실을 한다. 지구 내부 깊숙한 곳에 자리잡은 핵과 맨틀 등의 움직임도 영향을 끼친다. 특히 액체 핵의 순환이 느려지거나 빨라지면 운동량 보전을 위해 지구 지각의 회전 속도도 바뀔 수 있다.

그런데 최근엔 기후변화 요인도 거론된다. 지구 온난화로 극지방은 얼음이 녹아 납작해지는 반면, 적도 근처 바다는 얼음이 녹아 흘러든 물로 상대적으로 볼록해진다. 이런 형태 변화가 자전 속도를 늦춘다는 것이다. 마치 피겨스케이팅 선수가 회전할 때 두 손을 모으면 빨리 돌고, 두 손을 벌리면 느려지는 것과 같은 이치다.

지난주 미국국립과학원회보(PNAS)에 발표된 논문에선 지난 20세기 지구 자전 속도는 하루 0.3~1밀리초 느려졌는데, 지난 20년 사이엔 1.33밀리초로 더 많이 느려졌다는 결과를 내놓았다. 1밀리초는 1천분의 1초다. 기후변화로 해수면이 높아진 결과라고 한다. 기후변화의 미친 존재감이라고나 해야 할까.

박병수 국제부 선임기자 suh@hani.co.kr