기본 콘텐츠로 건너뛰기

지구 자기 역전은 100 년 안에도 일어날 수 있다 ?




"옛날에는 나침판의 N 극이 북쪽을 가르켰던 시절이 있었다" 라고 후손들에게 말하는 시기가 올지도 모릅니다. 왜냐하면 지구 자기는 갑자기 방향을 180 도 바꾸는 현상이 일어나기 때문입니다. 지구 자기 역전 현상은 100 만년에 1-5 회 정도 발생하는데, 그 원인에 대해서는 지구 내부의 자기 다이나모 이론으로 설명하고 있습니다. 현재 지구 자기장이 약화되는 현상이 관측되고 있어서 일부 연구자들은 향후 수천년 이내로 지구 자기가 역전될 지도 모른다고 생각하고 있습니다.  


 UC 버클리 대학이 이끄는 미국, 이탈리아, 프랑스의 다국적 연구팀은 가장 최근에 있었던 지구 자기 역전 이벤트인 Matuyama-Brunhes 역전 이벤트가 100 년 이내라는 생각보다 짧은 시간에 발생했다는 연구 결과를 Geophysical Journal International 에 발표했습니다.  


 UC 버클리 대학의 폴 레네 교수 (Paul Renne, director of the Berkeley Geochronology Center and a UC Berkeley professor) 와 대학원생인 코트니 스프레인 (UC Berkeley graduate student Courtney Sprain) 은 여러 동료들과 함께 이탈리아 로마 동쪽의 아펜니노 산맥 (Apennine Mountains) 에 있는 술모나 분지 (Sulmona basin) 의 고대 호수에 침전된 퇴적층을 연구했습니다.  


 이 퇴적층을 연구한 이탈리아의 레오나르도 사그노티 (Leonardo Sagnotti of Rome's National Institute of Geophysics and Volcanology) 와 그의 동료들은 이 퇴적층에 주변 화산에서 주기적으로 분출한 화산재가 섞여 있으며 이 화산이 폭발했을 때의 자기 방향에 따라 자기장을 미약하게 기록하고 있다는 것을 밝혀냈습니다.  


 이들은 UC 버클리의 연구자들과 함께 아르곤 연대 측정으로 이 화산재의 연대를 매우 정확하게 측정해서 이제까지 없던 정밀도로 그 연대를 복원했습니다. 그 결과 78 만년전의 Matuyama-Brunhes 역전 이벤트가 매우 짧은 시간동안 일어났다는 사실이 드러났습니다. 



(Matuyama-Brunhes 역전 이벤트 중 '자북극' 의 변화.   실제 역전 이벤트 자체는 불과 100 년 이내의 짧은 시간에 발생했음.  The ‘north pole’ — that is, the direction of magnetic north — was reversed a million years ago. This map shows how, starting about 789,000 years ago, the north pole wandered around Antarctica for several thousand years before flipping 786,000 years ago to the orientation we know today, with the pole somewhere in the Arctic. Credit: University of California - Berkeley )


 이 시기 동안 현재의 자북극 (magnetic north pole, 자기장이 가르키는 북극, 즉 N 이 가리키는 방향) 은 남쪽에 위치했다가 78 만 6100 년에서 78 만 6000 년 사이 급격히 현재의 위치 (즉 북극권) 으로 이동했습니다. 이는 실제 자기 역전이 100 년보다 더 짧을 가능성을 시사하는 것입니다. 어쩌면 한 사람의 인생 동안 자기장이 뒤집히는 일도 가능할 지 모릅니다. "내가 젊었을 때는 자북극이 진짜 북쪽이었다" 등의 이야기도 가능하다는 것이죠. 


 그런데 이와 같은 급격한 자기 역전 현상은 또 다른 측면에서 흥미로운 이야기입니다. 자기 역전 현상이 일어날 때 지구의 자기장의 힘은 약해진다고 생각되고 있습니다. 지구 자기장은 태양에서 오는 강력한 에너지 입자의 흐름인 태양풍과 전리 방사선을 막는 역할도 같이 하고 있습니다. 


 만약 자기장이 사라진다면 지구 표면에 사는 동식물들은 적지 않은 영향을 받을 수 밖에 없습니다. 그런데 이 이벤트가 매우 짧은 시간안에 발생한다면 생각보다 영향이 적을 수도 있죠. 실제로 자기 역전은 꽤 여러차례 발생했지만 이 자기 역전과 관련해서 대량 멸종의 증거는 이제까지 발견된 적이 없었습니다. 따라서 실제로 자기장 약화가 지표면의 생물체에 미치는 영향은 제한적이라는 추론이 가능합니다. 


 다만 이번 연구 결과가 옳다고 해도 한 번의 이벤트를 분석한 것이기 때문에 과연 평균적으로 자기 역전 이벤트가 아주 짧게 일어나는지는 아직 모릅니다. 이 부분에 대해서 향후 연구가 계속되어야 하겠지만 과연 지구 자기 역전 현상이 얼마나 신속하게 일어날 수 있을지는 매우 흥미로운 이야기 입니다. 


 그리고 마지막 자기 역전이 일어난지 78 만년이나 되었고 이제 자기 역전이 가까운 미래 (다만 지질학적으로 말하면 수천년 후나 수만년 후도 가까운 미래임) 에 발생할 지도 모른다고 생각하면 더 관심이 가는 이야기 입니다. 


 참고 

  

    

댓글

이 블로그의 인기 게시물

세상에서 가장 큰 벌

( Wallace's giant bee, the largest known bee species in the world, is four times larger than a European honeybee(Credit: Clay Bolt) ) (Photographer Clay Bolt snaps some of the first-ever shots of Wallace's giant bee in the wild(Credit: Simon Robson)  월리스의 거대 벌 (Wallace’s giant bee)로 알려진 Megachile pluto는 매우 거대한 인도네시아 벌로 세상에서 가장 거대한 말벌과도 경쟁할 수 있는 크기를 지니고 있습니다. 암컷의 경우 몸길이 3.8cm, 날개너비 6.35cm으로 알려진 벌 가운데 가장 거대하지만 수컷의 경우 이보다 작아서 몸길이가 2.3cm 정도입니다. 아무튼 일반 꿀벌의 4배가 넘는 몸길이를 지닌 거대 벌이라고 할 수 있습니다.   메가칠레는 1981년 몇 개의 표본이 발견된 이후 지금까지 추가 발견이 되지 않아 멸종되었다고 보는 과학자들도 있었습니다. 2018년에 eBay에 표본이 나왔지만, 언제 잡힌 것인지는 알 수 없었습니다. 사실 이 벌은 1858년 처음 발견된 이후 1981년에야 다시 발견되었을 만큼 찾기 어려운 희귀종입니다. 그런데 시드니 대학과 국제 야생 동물 보호 협회 (Global Wildlife Conservation)의 연구팀이 오랜 수색 끝에 2019년 인도네시아의 오지에서 메가칠레 암컷을 야생 상태에서 발견하는데 성공했습니다.   메가칠레 암컷은 특이하게도 살아있는 흰개미 둥지가 있는 나무에 둥지를 만들고 살아갑니다. 이들의 거대한 턱은 나무의 수지를 모아 둥지를 짓는데 유리합니다. 하지만 워낙 희귀종이라 이들의 생태에 대해서는 거의 알려진 바가 없습니다.  (동영상)...

몸에 철이 많으면 조기 사망 위험도가 높다?

 철분은 인체에 반드시 필요한 미량 원소입니다. 헤모글로빈에 필수적인 물질이기 때문에 철분 부족은 흔히 빈혈을 부르며 반대로 피를 자꾸 잃는 경우에는 철분 부족 현상이 발생합니다. 하지만 철분 수치가 높다는 것은 반드시 좋은 의미는 아닙니다. 모든 일에는 적당한 수준이 있게 마련이고 철 역시 너무 많으면 여러 가지 질병을 일으킬 수 있습니다. 철 대사에 문제가 생겨 철이 과다하게 축적되는 혈색소증 ( haemochromatosis ) 같은 드문 경우가 아니라도 과도한 철분 섭취나 수혈로 인한 철분 과잉은 건강에 문제를 일으킬 수 있습니다. 하지만 높은 철 농도가 수명에 미치는 영향에 대해서는 잘 알려지지 않았습니다.   하버드 대학의 이야스 다글라스( Iyas Daghlas )와 임페리얼 칼리지 런던의 데펜더 길 ( Dipender Gill )은 체내 철 함유량에 영향을 미치는 유전적 변이와 수명의 관계를 조사했습니다. 연구팀은 48972명의 유전 정보와 혈중 철분 농도, 그리고 기대 수명의 60/90%에서 생존 확률을 조사했습니다. 그 결과 유전자로 예측한 혈중 철분 농도가 증가할수록 오래 생존할 가능성이 낮은 것으로 나타났습니다. 이것이 유전자 자체 때문인지 아니면 높은 혈중/체내 철 농도 때문인지는 명확하지 않지만, 높은 혈중 철 농도가 꼭 좋은 뜻이 아니라는 것을 시사하는 결과입니다.   연구팀은 이 데이터를 근거로 건강한 사람이 영양제나 종합 비타민제를 통해 과도한 철분을 섭취할 이유는 없다고 주장했습니다. 어쩌면 높은 철 농도가 조기 사망 위험도를 높일지도 모르기 때문입니다. 그러나 임산부나 빈혈 환자 등 진짜 철분이 필요한 사람들까지 철분 섭취를 꺼릴 필요가 없다는 점도 강조했습니다. 연구 내용은 정상보다 높은 혈중 철농도가 오래 유지되는 경우를 가정한 것으로 본래 철분 부족이 있는 사람을 대상으로 한 것이 아니기 때문입니다. 낮은 철분 농도와 빈혈이 건강에 미치는 악영향은 이미 잘 알려져 있기 때문에 철...

인슐린 주사 일주일에 한 번만 맞아도 된다?

   당뇨병은 관리가 까다로운 만성 질병 중 하나입니다. 특히 인슐린 주사가 필요한 경우에는 더 관리가 어렵습니다. 하루에 주사를 몇 번씩 맞아야 하면 찌르는 것도 고통이고 실수로 건너뛰거나 용량을 실수하는 경우도 드물지 않습니다. 특히 고령 환자의 경우 더 위험할 수 있습니다. 이런 문제를 극복하기 위해 여러 제약 회사들이 새로운 투여 방법과 인슐린 제제를 내놓고 있습니다.   최근 2상 임상 시험을 마친 노보 노디스크 ( Novo Nordisk )의 인슐린 아이코덱 ( icodec )은 일주일에 한 번 투여하는 장시간 인슐린 제제입니다. 아이코덱은 효소에 의해 분해되는 것을 막는 변형 인슐린 분자로 혈액에서 알부민과 결합해 서서히 분리되기 때문에 한 번 주사로도 일주일이나 효과를 유지할 수 있습니다.   하지만 이렇게 장시간 작용하는 인슐린 제제의 경우 환자의 식사나 운동 같은 상황 변화에 인슐린 농도가 적절하게 유지되지 않을 가능성이 있습니다. 이번 2상 임상시험에서는 247명의 당뇨 환자를 두 그룹으로 나눈 후 실험군은 일주일에 한 번씩 아이코덱을 투여받고 매일 위약을 투여받았습니다. 그리고 대조군은 반대로 일주일에 한 번씩 위약을 투여받고 하루에 한 번씩 장시간 인슐린 제제인 란투스 (Lantus, glargine) 100U을 투여받았습니다.   26주에 걸친 임상 실험 결과 하루에 한 번 란투스를 투여받은 그룹이나 일주일에 한 번 아이코덱을 투여받은 그룹에서 특별한 합병증 차이를 발견할 수 없었습니다. 혈당 조절의 지표인 당화 혈색소 (HbA1c) 농도 역시 아이코덱 그룹에서 1.33% 감소한 반면 란투스 그룹에서 1.15% 정도 감소해서 큰 차이는 없었습니다. 그렇다면 하루에 한 번 투여하는 대신 일주일에 한 번 투여하는 것이 더 편리하고 실수로 두 번 투여하거나 건너 뛸 위험성이 적을 것입니다. 이 연구 결과는 뉴잉글랜드 저널 오브 메디슨 ( New England Journal...