지구 내 핵에서 발생하던 "이상한 회전"이 중단?

지구는 상부 지각이나 맨틀 아래 직경 약 7000km의 핵을 가지고 있으며, 액체 외핵이 지하 2900km~5100km, 고체 내핵이 지하 5100km~6400km에 위치하고 있는 것으로 생각되어지고, 이 내핵은 "지구의 다른 부분보다 빠른 속도로 독자적으로 회전하고 있다"고 생각되지만, 새로 발표된 논문에서는, 지난 10년간 내핵의 기묘한 회전이 정지된 것으로 보고되었다.

 


덴마크의 지진학자 잉게 레만은 1936년, 지구 내부의 지진파 전파 속도가 5100km 부근에서 급격히 변화하고 있음을 발견하고, 지구의 핵이 외핵과 내핵의 두 층으로 나뉘어져 있음을 밝혀냈는데, 지구의 가장 중심에 있는 내핵은 달만큼 크기가 크며, 극히 높은 압력 아래 96%가 고체로서의 철로 이루어져, 온도는 6000도 이상으로 태양의 표면 온도와 맞먹는 것으로 알려져 있다.

1996년에, 당시 일리노이 대학의 연구자였던 Xiaodong Song 씨와 컬럼비아 대학의 Paul Richards 씨는, "지구의 내핵은 맨틀보다 빠른 속도로 회전하고 있다"는 논문을 발표, 이 연구결과는, 특정 지역에서 발생한 지진파가 수천 km 떨어진 관측지점에 도달하는 시간의 변화에 대해, 1960년대 이후의 데이터를 분석한 결과에 근거한 것으로, 내핵이 움직이지 않았다면, 지진파의 이동 속도는 변하지 않았을 것이지만, 1960년대~1990년대에 걸쳐 지진파의 이동 시간이 변화했음을 Song씨 등은 발견.

 


이후 연구에서는, 내핵이 맨틀에 비해, 지구 1바퀴 360도에 대해 연간 10분의 1도 정도 빠르게 회전하는 것으로 나타났지만, 모든 연구자가 내핵은 맨틀보다 빠르게 회전한다는 설에 동의하는 것은 아니고, 다른 연구에서는, 내핵의 회전은 항상적인 현상이 아니라 일시적인 것이라고 시사하고 있으며, 내핵의 고속 회전은 존재하지 않으며, 지진파의 변화는 내핵 표면의 물리적 변화에 의해 야기된 것이라는 논문도 발표되었다.



또, 2022년 발표된 논문에서는, 1969~1971년 미국 핵실험에서 생성된 지진파 데이터를 통해, 지구 내 핵은 이 시기에 "역회전"했거나, 맨틀보다 천천히 회전한 것으로 보고되었는데, 이 논문에서는, 1971년 이후에야 내핵의 회전 속도가 높아지기 시작했다고 주장하고 있다.

그리고 새롭게, 베이징대 지구물리학 교수가 된 Song씨와 연구자 Yi Yang씨는, 1995년~2021년에 걸쳐 관측된 지진파 데이터를 분석한 결과, 2009년경부터 지진파 이동 시간에 변화가 나타나지 않음을 발견.

 


지진파의 이동 시간에 변화가 보이지 않게 되었다는 것은, 내핵이 맨틀에 대해 고속으로 회전하지 않게 되어 같은 속도로 회전하게 되었다는 것을 시사하는데, 비슷한 결과는 지구상의 여러 지점에서 관측되고 있기 때문에, Song씨 등은 이것이 행성 전체의 현상이지 내핵 표면의 국소적 변화는 아니라고 주장하고 있다.

데이터로부터는 내핵의 회전 속도가 느려졌을 뿐만 아니라, 역회전하는 과정에 있을 가능성도 시사하고 있는데, Song 씨 등은 "내핵의 자전이 최근 10년간 거의 정지됐고, 1970년대 초 이래의 전기를 맞아 수십 년 주기의 반환을 겪고 있을 가능성을 시사하는 놀라운 관측 결과가 나왔다"며, 내핵 회전이 약 70년간의 주기성을 보이는 하루 길이나 자기장 변화와 관련이 있을 가능성이 있다고 주장.