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2018년 9월 25일 화요일

20세기 지구의 자전축이 흔들린 이유는?



(The light blue line indicates the direction of the tilt of the Earth's axis over the 20th century. The pink line represents the total influence of the three main factors: Greenland ice loss (blue), glacial rebound (orange) and mantle convection (red)(Credit: NASA/ JPL-Caltech ))


 지구 자전축은 23.5도 정도 기울어져 있는데, 이 상태에서 25800년 정도를 주기로 회전을 하는 세차 운동을 합니다. 그런데 세차운동과 별도로 기울기 역시 여러 가지 힘에 의해 조금씩 변한다는 사실이 알려져 있습니다. 사실 지구 자전축 기울기는 달이라는 큰 위성의 중력으로 인해 어느 정도 안정화되 있어 화성처럼 위성이 작고 크기도 작은 행성에 비해 변화가 덜한 편입니다. 그래도 끊임없이 변화한다는 점은 분명합니다.


 자전축 기울기를 변화시키는 힘은 물론 달이나 다른 행성, 그리고 태양의 중력이 가장 중요한 요소이지만, 지구 내부의 요소 역시 기울기에 영향을 미칩니다. 예를 들어 마지막 빙하기 이후 본래 눌려있었던 대륙 지각의 융기는 현재까지 계속되고 있는데, 이로 인해 물질 분포가 바뀌면서 지구 기울기가 변화하는 것입니다. 이는 회전하는 팽이의 무게 중심이 이동하면서 기울기가 약간 바뀌는 것과 마찬가지 현상입니다.


 앞서 연구에 의하면 지구 자전축의 기울기는 매년 10cm 정도 변해서 1900-2000년 사이 10m 정도 이동했습니다. 나사의 과학자들은 관측 데이터의 통계학적 분석을 통해 지각의 융기가 관찰된 이동의 1/3 정도밖에 설명하지 못한다는 사실을 밝혀냈습니다. 수렌드라 아드히카리(Surendra Adhikari)를 비롯한 연구자들은 다른 원인 두 가지를 제시했는데, 하나는 20세기 지구 기온 상승에 의한 빙하 질량 소실과 지구 내부의 맨틀의 대류입니다.


 20세기에 걸쳐 그린란드 빙하는 대략 75000기가톤의 질량을 잃은 것으로 추산되며 이로 인해 그린란드에 있던 질량이 바다로 흘러가 질량 분포가 미세하게 변했습니다. 그리고 맨틀 대류는 항상 일어나는 일입니다. 이런 변화들이 지구 자전축의 변화를 더 크게 일으킨 것으로 추정됩니다.


 앞으로 빙하 질량이 더 줄어들면 더 크게 흔들릴 가능성이 있는 셈이지만, 그래도 그 부분은 크게 걱정할 필요가 없는 것이 지구 크기를 생각하면 일년에 10cm나 20cm 모두 큰 의미는 없기 때문입니다. 다만 장기간에 걸쳐 지구 자전축 변화가 누적되면 먼 미래에는 기후에 영향을 줄 수 있을 것 같습니다.


 참고


  




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