+ <과학> `지구핵에 새로운 층 있다`

<과학> "지구핵에 새로운 층 있다"

2010/12/10

[ 그래픽 사진은 별도자료 ]

(서울=연합뉴스) 지구 자기장의 비밀을 이해하는 단서가 될 수 있는 지구핵의 새로운 층이 발견됐다고 MSNBC 뉴스가 보도했다.

영국 브리스톨 대학과 일본 규슈대학 연구진은 지구핵의 맨 바깥층에서 산소와 황 등 가벼운 원소가 밀집해 있는 새로운 구조의 존재를 확인했다고 네이처지에 발표했다.

지구핵의 주성분은 철이며 지름 약 2천400㎞의 고체형 내핵을 두께 약 2천240㎞의 액체형 외핵이 둘러싸고 있는 형태이지만 산소와 황 등 보다 가벼운 원소도 소량 섞여 있는 것으로 알려져 있다.

과학자들은 내핵이 오랜 시간에 걸쳐 결정화하는 과정에서 가벼운 원소들이 밀려 나왔을 것이며 이것들이 액체형 외핵을 뚫고 바깥 쪽으로 이동했을 것으로 생각해 왔다.

이번 연구를 발표한 학자들은 "지구핵 구조가 연구대상이 된 후로 이런 구조가 있을 것이란 징후는 줄곧 있었으며 우리는 이것을 연구한 것"이라고 설명했다.

이들은 지구핵 연구를 위해 핵의 바깥층을 뚫고 나오는 지진파를 관찰했다. 이들 지진파는 남아메리카와 태평양 남서부의 지진에서 나와 일본과 북유럽 지진계에 기록된 것이다.

이런 지진파가 각기 깊이가 다른 지역의 외핵을 뚫고 이동하는 속도를 보고 연구진은 외핵 성분이 시종 일정하지는 않으며 약 300㎞ 두께의 최상층부는 특이한 구조로 돼 있고 경계부와 가장 가까운 영역은 최고 5%가 경량 원소의 무게로 이루어져 있을 것으로 추정했다.

연구진은 새로 발견된 영역을 `새로운 층'이라고 직접 부르지는 않았지만 "다른 이들이 그럴 수도 있을 것"이라면서 이를 대기권의 새로운 층에 비유했다.

이들은 "성층권을 생각해보자. 이것을 층이라고 말할수 있을까? 여기에는 경계가 없고 오로지 고도에 따라 달라지는 온도차가 있을 뿐"이라면서 "지구핵의 윗 부분에도 역시 경계는 없고 지진파 속도가 줄어들다가 핵의 표면을 향할수록 속도가 약간 높아 지는 것 뿐"이라고 설명했다.

연구진은 이를 통해 지구 자기장과 관련된 수수께끼를 푸는데 도움이 될 수 있을 것이라고 말했다.

30억년 동안이나 활동하고 있는 자기장의 동력원이 무엇인지는 학자들의 오랜 숙제였는데 연구진은 이 새로운 층의 발견으로 가장 타당성있는 해결책을 찾았다고 보고 있다.

즉 내핵에서 나온 경량원소가 이른바 `중력 잠재에너지'를 자유롭게 해 준다는 것이다. 가벼운 액체가 위로 상승하면서 에너지를 밀어 내려 핵 내부의 금속 흐름을 움직이게 하고 이 흐름이 다시 자기장을 움직이게 만든다는 것이다.

연구진은 "이는 우리가 관찰한 지진파 속도 양상과 꼭 들어맞는다"고 말했다.

연구진은 앞으로 일어날 지진을 보면 이 외핵 최외곽 구조를 더욱 잘 알 수 있게 될 것이라면서 "중국과 인도, 미국 등지에 구축된 새로운 지진 네트워크가 보다 큰 규모의 자료를 제공할 것"이라고 기대를 표시했다.

youngnim@yna.co.kr

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