"단단한 지구 내핵, 표면 변형돼 흐르고 있다"

지구 내부의 맨틀(mantle)과 외핵(outer core), 내핵(inner core)을 묘사한 그림. USC Graphic/Edward Sotelo 제공

단단한 고체로 알려진 지구 내핵의 바깥 영역이 흘러 움직이고 있다는 연구결과가 나왔다. 

존 비데일 미국 서던캘리포니아대 지구과학과 교수팀은 지진파 분석을 통해 지구 내핵과 외핵의 경계에서 내핵 바깥쪽 일부분이 변형돼 움직이고 있다는 분석을 내놨다. 연구결과는 10일(현지시간) 국제학술지 '네이처 지구과학'에 공개됐다.

단단한 고체 금속으로 구성됐다고 추정된 지구 내핵은 액체 금속인 외핵으로 둘러싸여 자전하고 있으며 지구 자기장을 유지하는 데에도 중요한 역할을 하는 것으로 알려졌다.

선행 연구에 따르면 지구 내핵은 2010년경 거의 정지상태에 가까울 정도로 자전 속도가 줄었다가 반대 방향으로 느리게 회전하고 있다. 이어 70년을 주기로 내핵의 회전이 멈췄다가 다시 시작되기를 반복한다는 이론이 제시되는 등 내핵의 정확한 자전 속도 변화에 대한 후속 연구가 진행 중이다.

연구팀은 내핵의 자전 속도를 파악하기 위해 2010년 전후에 발생한 지진 168건의 지진파 데이터를 조사하던 중 특이한 데이터를 발견했다. 내핵을 통과한 지진파 특성은 일관적이었지만 내핵을 스치기만 한 지진파의 파형만 변화 양상이 매우 달랐기 때문이다.

특이 데이터를 분석한 결과 연구팀은 내핵의 모양이 시간에 따라 달라지기 때문이라는 결론을 냈다. 외핵과 맞닿은 내핵의 표면부에서는 모양 변화가 일어나 흐르고 있다는 것이다.

내핵 모양 변화의 원인은 하부 맨틀의 밀도 변화나 내핵을 둘러싼 액체 외핵의 대류로 발생하는 저항력 때문일 가능성이 제일 높은 것으로 제시됐다. 

이번 연구결과는 지구 내핵에 숨겨진 새로운 역학관계를 밝힐 기회로 평가된다. 연구팀은 "추가 연구를 통해 내핵 자전 속도 감소 현상이나 지구의 열·자기장에 대한 이해를 높일 수 있을 것"이라고 밝혔다.

<참고 자료>
- doi.org/10.1038/s41561-025-01642-2

[이병구 기자 2bottle9@donga.com]