[스크랩] 현대 과학은 지구의 극이동을 어떻게 보고 있는가?

 

 

 

 

 

현대 과학은 지구의 극이동을 어떻게 보고 있는가?

‘지구에 주기적으로 빙하 시대를 오게 하는 근본 원인은 무엇인가?

 

 

또 지구 자기장의 변동 원인은 무엇인가?’

현대과학은 아직 이런 의문에 만족스런 해답을 내리지 못한다.

때로는 한 학자의 가설이 다른 학자의 견해와 상충될 때도 있다.

하지만 많은 학자들은 지구적 차원의 기후변화나 자기장의 변화를 몰고 오는 근본원인을 지구 극이동에 두고 있다.

과거의 지구환경의 변화기록을 담고 있는 해저 및 지상의 암석층, 꽃가루, 남극빙하 등에서 수집되는 데이타들이

한결같이 극이동의 흔적을 나타내고 있기 때문이다.

오늘날 지구 극이동을 부정하는 학자는 사실상 없다고 해도 과언이 아니다.

하지만 극이동의 구체적인 실상, 즉 언제 어떤 방식으로 지구의 극이 이동하는가를 명확히 예측해 낼 수 있는

극이동의 법칙을 찾아낸 과학자 역시 아직은 단 한 명도 없다.

이것이 지구 극이동 연구에 관한 한, 21세기 과학의 현주소이며 한계이다.

# 지구 자전축의 변동
달과 태양은 주기적으로 지구의 적도면 위 아래를 넘나든다. 이 때문에 지구에 작용하는 달이나 태양의 인력이

주기적으로 변하고, 이는 지구 자전축의 흔들림을 유발한다. 이를 장동(章動, nutation)이라 한다.

이 변화는 매우 복잡하게 나타나나 그 주된 파동은 9″정도의 진폭으로 18.6년의 주기를 가지고 운동한다.
또한 지구 자전축은 14개월 주기로 북극점 주위를 시계바늘과 반대방향으로 지그재그식으로 움직이는데,

이를 챤드라 요동이라 한다.
이 장동과 챤드라 요동은 매우 미세하고 점진적이기 때문에 일상생활을 영위하는 인간의 안위에 큰 영향을

미치지 않는다.

그러나 지구적 차원의 기후변화의 원인이 되며 지구 생명계의 생존방식에 결정적 영향을 끼치는 지구 극점의

댄싱(Dancing)운동이 있다.
현재까지 장주기의 기후변화인 빙하기의 도래와 연관되어 지구 극이동을 설명하는 학설로 가장 각광받고 있는 이론은

밀란코비치(Milankovich) 학설이다. 이 이론에 따르면 과학자들은 지구에 거시적 기후 변화를 몰고 오는 결정적 원인을,

첫째는 약 41,000년을 주기로 하는 지구 자전축 경사의 변동, 둘째는 타원에서 원형으로 원형에서 다시 타원으로 바뀌는

지구 공전궤도의 10만년 주기변화, 셋째는 25,920년 주기의 지구의 세차운동으로 꼽고 있다.
밀란코비치의 이론에 의하면 이 세가지 요소 중 어느 한가지의 효과만으로도 소빙하기를 가져오기 충분한데,

만약 이 세 가지 효과가 중첩되면 지구의 대부분은 얼음으로 덮이게 될 가능성이 농후하다는 것이다.

이에 대해 간단히 살펴본다.

잘 알려져 있는 것처럼, 현재 지구의 자전축은 황도(공전 궤도면)의 수직면을 기준으로 동쪽으로 약 23.5도 기울어져 있다.

이렇게 지구가 기울어진 채 태양 주위를 타원형으로 공전하고 있기 때문에, 여름에는 북반구가 태양을 향하고 겨울에는

남반구가 태양을 향하게 된다. 때문에 지구상에는 1년 4계절의 변화가 생겨나는 것이다.
그런데 밀란코비치를 비롯한 과학자들은 황도의 수직면에 대한 지구 자전축의 경사각이 주기적으로 변한다는 가설을

제기하고 있다. 그 변화주기는 대략 41,000년이며, 지구 자전축의 경사각은 황도의 수직면에 대해 22도에서 24.5도 사이를

유지하며 변한다고 한다. 현재는 앞서 말한 것처럼 경사각이 약 23.5도이다. 이 각도의 변화에 따라 지구에 입사되는

태양에너지는 현격하게 달라지고, 이에 따라 지구의 기후 또한 달라진다는 것이다.

# 약 10만년 주기의 지구 공전궤도의 변화
또 과학자들은 약 10만년을 주기로 지구의 공전궤도가 원형에서 타원으로, 타원에서 다시 원형으로 변한다고

주장하고 있다. 이에 따라 지구에 입사되는 태양에너지는 약 30% 정도 차이가 생긴다고 한다.

이심률이 최대가 되는 시기, 즉 지구의 공전궤도가 가장 찌그러진 타원 모양을 하고 있을 때는 지구와 태양의 거리가

최대가 되어 지구에서의 겨울은 한달 이상 길어지고 아마도 수 천년 동안은 통상적인 경우와 비교하여 추워진다고 한다.

지구 공전궤도의 주기적 변화에 따라 태양과 지구와의 평균거리가 계절에 따라 달라지는데, 이론적으로 계산한 이 주기는

꽃가루 분석이나 남극의 빙상코어 분석을 통해 확인된 빙하기 주기와 비교적 잘 일치한다고 알려져 있다.

# 약 25,920년 주기의 지구의 세차 운동
세차운동은 팽이가 쓰러질 무렵 머리를 흔드는 현상을 연상하면 쉽게 이해된다. 팽이는 돌고 있는데 그 중심에 작용하는

중력은 밑으로 작용하여 결국은 팽이가 쓰러지도록 한다. 그리하여 본래의 회전운동에 또 하나의 회전 운동이 합쳐지고,

두 회전 벡터를 합치면 새로운 방향의 회전 벡터가 생긴다. 그 결과 자전축이 계속해서 방향을 바꾸면서 수직선을 축으로

하는 원뿔을 그리게 되는 것이다.
약 2,200년 전에 그리이스의 힙파르쿠스(Hipparchus, 190∼125 B.C.)는 자신이 관측한 별의 위치와 그 이전 사람이

관측한 위치를 비교해 보고 모든 별들의 황경이 1년에 50˝만큼 증가하는 것을 발견하였다.

자전축은 황도면의 수직인 황도 북극에 대하여 23.5도의 각도를 유지하며 서서히 회전하게 된다.
따라서, 황도상에 있는 춘분점과 추분점이 이동하게 되며, 모든 별의 적경과 적위값이 변하게 된다.

이때 춘분점은 황도상에서 매년 서쪽으로 50˝씩 옮겨가게 된다. 이로 계산하면 세차운동의 주기는 25,920년이 된다.
그런데 재미있는 것은 이 세차운동에 따라 지축이 가르키는 항성이 주기적으로 달라진다는 사실이다.

이것은 다른 말로 하면, 북반구 사람들이 방향설정의 표준으로 삼는 북극성 자체가 변화하는 것을 의미하는 것이다.

그리스 사람들이 ‘스텔라 마리스(바다의 별)’라 부르던 별이 있다.

바다에서 항해하는데 꼭 필요한 별, 곧 북극성(polaris)의 별칭을 이렇게 불렀다.

그러나 이 북극성이라고 해서 영원불변하는 것이 아니라, 시대에 따라 북극성도 변한다.

북극성은 하늘의 북극에서 약간 떨어져 있기 때문에 실제로는 작은 원을 그리면서 이동하고 있다.

좀 더 긴 시간을 두고 북극성에 주목하면 재미있는 일이 벌어진다.

바로 위에서 얘기한 ‘세차운동’때문에 지축이 가리키는 별의 위치가 변하고, 이에 따라 하늘의 북극도 변하고 북극성의

역할을 하는 별도 바뀌게 된다.
현재의 북극성이 ‘북극성’이 된 것은 불과 2000여년 전의 일이다.

5000년 전의 이집트 시대에 ‘북극성’은 용자리에 있었다. 4등성으로서 눈에 잘 띄지도 않는데, ‘투밴(용이라는 뜻)’이라는

훌륭한 이름이 붙은 이 별이 이집트 시대의 ‘북극성’이다. 오늘날의 북극성은 하늘의 북극에서 약 1도 가량 떨어져 있다.

이 별도 앞으로 서서히 하늘의 북극에서 멀어지게 될 것이다.

만약 과거와 같은 비율로 지구의 세차운동이 지속된다면, 12,000년 후에는 거문고 자리의 베가성이 새로운 ‘북극성’이

되는 것이다.

# 지자기의 변화와 자극의 이동
지구상의 어느 한 지점에 자침을 놓으면, 자침은 남북방향을 가리킨다.

이것은 잘 알다시피 지구 내부와 지구 주변에 자장(magnetic field)이 형성되어 있어, 마치 지구가 거대한 자석처럼

작용하기 때문이다.
이 지구 내부에서 뻗어나오는 자력선은 암석으로 되어 있는 지각을 뚫고 나와 지표에 다다른다.

지구 자신이 자기를 띠고 있으므로 이것을 일컬어 지자기라 한다.
그런데 지자기 역시 일정불변한 것이 아니라 주기적으로 혹은 불규칙하게 변한다.

 

지자기를 연구하는 학자들은 지자기의 불가사의를 세가지로 꼽고 있다.

그 첫째는 지자기의 강도가 균일하지 않고 제로에 가까운 때도 있었다는 점이다. 둘째는 자극이 이동한다는 것이다.

그리고 세 번째로 들 수 있는 것은 자극(磁極)이 역전(逆轉)한다는 것이다.

과거 8,000만년 동안 대체로 170회 이상 자극이 역전되었거나 혹은 어떤 이유에 의해 자장의 반전(反轉)이 일어난 것으로

알려져 있다. 이러한 데이타는 화산 폭발과 더불어 분출된 용암이 굳어지며 생성된 퇴적암을 분석하면 얻어진다.

이 퇴적암 속에는 그 당시의 지구 자기장과 극점의 방향이 기록되어 있다고 한다.
18∼19세기에 걸쳐 영국의 지질학자들은 주로 인도와 아프리카에서 많은 암석을 채취하였다.

그런데 이 암석 속에 기록되어 있는 과거의 지구자기장의 흔적이 그 암석의 채집 장소의 지구 자기장 방향과 다르다는

것을 발견하였다.
J.M.하웃드와 S.C.R.마린은 『네이쳐』지(1976년 2월 12일)에서 다음 번 자극의 역전은 기원 2030년경에 일어날 것이라고

예측한 바 있다. 자극이 이동하는데 소요되는 시간에 관해서는 거의 알려진 바가 없는데, 이론상으로는 자력이 제로가 된

시점에서 일순간에 일어나는 것으로 생각되고 있다.
독일의 지구물리학자 베게너(A.Wegener, 1880∼1930)는 1912년에 ‘대륙 이동설’을 발표하여 학회에서 큰 반응을

불러일으켰지만 그 당시에는 그 진위에 대해 아무런 결론을 내리지 못하였다.

그러나 오래된 암석에 남아 있는 지구 자기장의 기록의 수수께끼로 인해 대륙 이동설은 다시 주목을 받게 되었다.

# 지구 내핵의 운동
최근에는 지구 내핵의 독립적인 회전운동이 처음으로 밝혀져 화제가 되고 있다.

1990년대 후반에 컬럼비아 대학의 지구관측소에서는 지구의 내핵이 지구와 같은 방향으로 자전하고 있으며 그 속도는

지구 자전 속도보다 약 0.67초 더 빠르다고 주장했다. 내핵은 지난 100년간 지구 표면보다 90도 정도 더 돌아간 상태이며

300년 뒤에는 지구표면과 정확히 일치하게 될 것이라고 한다. 지질연구자들은 이번 발견이 판구조의 변화,

지구 자기장의 형성과 주기적인 역전현상 등을 이해하는데 커다란 도움을 줄 것으로 기대하고 있다.

(News+ 96.8.29일자 보도기사 참고)

# 극이동에 대한 다양한 견해들
앞서 언급한 것처럼 극이동에 대해서는 여러 학설이 분분한 실정이다.
미국 스프링필드 대학의 찰스 해프굿 교수는 『극의 통로』라는 책에서 극이동은 적어도 200회 이상 있었으며

하루나 이틀사이에 급격히 일어나는 것이 아니고, 대체로 수천년의 세월에 걸쳐서 진행되는 것이라고 주장하고 있다.

반면에 유태계의 러시아 사람인 벨리코프스키는 지구가 지축의 이동과 지각의 변동이라는 두 가지를 모두 경험했다고

"충돌하는 우주"에서 말하고 있으며, 그 정황증거로서 주로 고문서, 고대의 천체도, 고대신화와 전설 등의 문헌을 꼽고 있다.

특이하게도 그는 지구의 양극을 이동시키거나 지축을 움직이게 할 수 있는 것은 지구 밖의 우주물체인 작은 혹성이나

혜성의 영향 이외에는 생각할 수 없다고 주장하고 있다.

물리학자인 피터 워로는 벨리코프스키와는 아주 다른 연구를 거듭했음에도 불구하고 벨리코프스키와 거의 일치된 결론을

내렸다. 그는 자장변동의 현상을 어린이의 장난감인 물구나무서기 말의 그림을 제시, 자장 그 자체의 운동이 아니라 지리적

변동의 개념으로 해설하고 있다. 극역전의 속도에 대해서는 수일간 혹은 하루사이에도 일어날 수 있으며, 바다나 큰 호수,

대기에 미치는 영향도 크기 때문에 육지도 압력을 받게 되지만 전체적으로는 지구의 멸망에 이어질 만한 격변은 되지

않는다고 기술하고 있다.

또 2000년 새해 벽두에 미국 디스커버리 홈페이지(www.discovery.com/news)에 흥미로운 내용이 소개된 바 있다.

해저화산을 연구하는 두 명의 과학자인 텍사스 A&M 대학의 윌리암 사거와 코퍼는 약 8천4백만년 전에, 어떤 이유에 의해

지구의 무게분포가 바뀜으로써 지구가 약간 굴렀다가 천천히 평상시의 상태로 돌아왔다고 말했다.

당시 지구는 균형을 잃은 공처럼 움직였으며 따라서 극점이 움직이고 지금의 워싱턴 D.C. 는 열대지방이었음을 보여주는

증거를 수집하였다는 것이다.

이상에서 간단히 살펴본 바와 같이, 지구 극이동에 대한 연구는 아직 과학계의 미개척분야로 남아 있다.

지구 내핵의 이동, 지각의 이동, 자전축의 변동, 자극의 변동 등 여러 측면에서 분석적 접근을 통해 극이동의 신비에

다가서고 있지만 아직 그 실체를 명확히 밝혀내지는 못하고 있는 것이다.
하지만 주기적으로 지구의 극과 공전궤도가 변하며, 이것이 지구의 환경질서를 뒤바꾸는 결정적 요인이 된다는 것을

밝혀낸 것 하나만으로도 현대과학이 거둔 큰 성과라 할 수 있다.

 

 

출처 : 성공최면심리 행복한 마음여행

글쓴이 : 마음코치 원글보기

메모 :