과학자들은 지진 데이터 분석을 기반으로 하루의 길이에 영향을 미치는 6년의 초과 및 하위 회전 주기를 결정합니다.
지구의 구조는 내핵을 중심으로 외핵, 하부맨틀, 상부맨틀, 지각, 대기가 있는 층으로 나뉜다. 내핵은 태양 표면과 거의 같은 온도인 약 5400°C의 온도로 행성의 가장 뜨거운 부분입니다!
주로 철과 니켈의 합금으로 구성되어 있는 것으로 생각되며, 내핵은 반경 1220km 정도의 단단한 공이 대부분이다. 행성보다 약간 더 빠르게 자전하는데, 이를 초회전이라고 합니다.
서던캘리포니아대학(USC)의 과학자들은 지구의 내핵이 진동하고 있다는 증거를 발견했는데, 이는 지구가 지구 표면보다 더 빠른 속도로 끊임없이 회전하고 있다는 이전에 받아들여진 모델과 모순됩니다.
2022년 6월 10일 사이언스 어드밴스(Science Advances) 저널에 발표된 그들의 연구에 따르면 지진 데이터 분석에 따르면 내핵이 1969년부터 1974년까지 6년 동안 방향을 바꿨습니다.
과학자들은 내부 코어 운동 모델이 지난 수십 년 동안 지속적으로 변동하는 것으로 나타난 낮 길이의 변화도 설명한다고 말합니다.
이 연구의 공동 저자인 John E. Vidale은 사람들이 20년 동안 주장해 왔던 것처럼 지구의 표면이 내핵에 비해 상대적으로 이동하고 있다는 것을 우리의 결과를 통해 보여줍니다. 그러나 우리의 최근 관측에 따르면 내핵은 1969년에서 1971년 사이에 약간 더 천천히 회전한 다음 1971년에서 1974년까지 다른 방향으로 움직였습니다. 우리는 또한 하루의 길이가 예상대로 밀렸다가 옅어졌다는 사실에 주목합니다.”
내핵에 대한 이해는 지난 30년 동안 크게 확장되었습니다. 내부 핵(명왕성 크기의 뜨겁고 조밀한 단단한 철 덩어리)은 수십 년 동안 움직이거나 변화하는 것으로 나타났습니다.
핵심은 직접 관찰할 수 없기 때문에 연구자들은 패턴, 속도, 움직임과 변화의 원인을 설명하기 위해 간접 측정을 사용하는 데 어려움을 겪고 있습니다.
1996년 연구에서 과학자들은 내핵이 행성의 나머지 부분보다 빠르게 회전하고 있다고 제안했습니다(초회전이라고도 함). 이후의 발견은 내부 코어가 더 느린 속도에도 불구하고 초고속으로 회전하고 있다는 생각을 강화했습니다.
LASA(Large Aperture Seismic Array)의 데이터를 사용하여 연구원 Wei Wang과 John Vidale은 내부 코어가 이전에 생각했던 것보다 더 느리게 회전하고 있음을 발견했습니다. 즉, 연간 약 0.1도입니다. 이 연구는 Vidale이 개발한 새로운 빔포밍 기술을 사용하여 Novaya Zemlya의 북극 군도에서 1971-74년 소련의 지하 핵 실험으로 생성된 파도를 분석했습니다.
새로운 결과는 과학자들이 1969년 밀로우(Milrow)와 1971년 칸니킨(Kannikin)이라는 알래스카 군도 끝의 암치트카 섬(Amchitka Island)에서 한 쌍의 초기 원자 실험에 동일한 방법론을 적용했을 때 얻어졌습니다. 핵폭발로 인한 압축파동을 측정함으로써 과학자들은 내핵이 방향을 바꾸며 연간 최소 10분의 1도 회전한다는 사실을 발견했습니다.
이번 연구는 직접 지진 관측을 통해 잘 알려진 6년 간의 흔들림이 확인된 것은 이번이 처음이다.
내부 핵이 진동한다는 아이디어는 존재하는 모델이었지만 과학계는 그 생존 가능성에 대해 분열되었다고 John Vidale은 말합니다. 우리는 이전의 한 쌍의 원자 테스트에서 동일한 방향과 회전 속도를 볼 것으로 예상했지만 그 반대를 보았습니다. 우리는 그것이 다른 방향으로 움직이고 있다는 사실에 매우 놀랐습니다.
이번 연구는 내핵이 하루의 길이(6년 동안 ±0.2초)의 변화와 지자기장의 변화에 따라 변동한다는 제안을 확인했으며, 이는 진폭과 위상 모두 이론과 일치합니다. John Vidale은 그 결과가 연구 커뮤니티에서 제기한 많은 질문에 대한 설득력 있는 이론을 제공한다고 말합니다.
내핵은 고정되어 있지 않습니다. 우리 발 아래에서 움직이며 6년마다 몇 킬로미터씩 앞뒤로 움직이는 것처럼 보입니다. 우리가 대답하려고 했던 질문 중 하나는 내부 코어가 점진적으로 움직이고 있습니까 아니면 장기적으로 다른 모든 것에 비해 기본적으로 잠겨 있습니까? 우리는 내핵이 어떻게 형성되고 시간이 지남에 따라 어떻게 움직이는지 이해하려고 노력합니다. 이것은 이 과정을 더 잘 이해하는 데 중요한 단계입니다.
이번 연구는 사이언스 어드밴스(Science Advances) 저널에 게재됐다.
2022-06-12 07:05:13
작가: Vitalii Babkin