지구 내핵에서 화산활동이나 산사태가 일어나고 있다?!

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USC study reveals the inner core is undergoing structural transformation.

University of Southern California 연구에 따르면 내핵이 구조적 변화를 겪고 있는 것으로 나타났습니다.

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사진출처) USC YouTube 영상 중에서 캡쳐

 

지구 중심 부근의 구조적 변화를 감지한 USC(University of Southern California) 과학자들의 새로운 연구에 따르면 지구 내부 핵의 표면이 변화하고 있다고 합니다. 이 내용은 네이처 지오사이언스(Nature Geoscience) 학술지에 지난 2월 10일 월요일 발표된 논문으로 지구의 내핵은 회전하고, 성장하며, 가끔은 빨라지거나 느려지고, 모양도 변할 가능성이 있다고 합니다.

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내부 핵의 변화는 오랫동안 과학자들 사이에서 논쟁의 대상이 되어 왔습니다. 그러나 대부분의 연구는 지구의 자전을 평가하는 데 집중되어 왔습니다. USC 도른시프 문학, 예술 및 과학 대학(Dornsife College of Letters, Arts and Sciences)의 지구과학 학장 겸 연구 책임자인 존 비데일(John Vidale) 교수는 "연구자들이 지구 내핵의 물리적 특성을 정의하려고 하지 않았다”라고 말합니다.

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비데일 교수는 “우리가 발견한 것은 지구 내핵의 가까운 표면이 구조적 변화를 겪고 있다는 증거입니다.”라고 합니다. 지형 활동이 하루 동안 미세하게 변화한 것을 포함하여 내핵의 회전 변화에서 지형 활동의 역할을 확인하고 내핵의 지속적인 감속과도 관련이 있을 수 있다고 합니다.

사진출처) USC Today

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지구 내핵의 재정의

지구 표면에서 5,000km 아래에 위치한 내핵은 고온의 액체로 이루어져 있으며, 외핵 안에 중력에 의해 고정되어 있습니다. 지금까지 내핵은 규칙적인 구형으로 인식되고 있었습니다.

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USC 과학자들의 초기 목표는 내핵의 감속 속도를 더 자세히 파악하는 것이었습니다. “하지만 수십 년 동안의 지진파를 분석하던 중 한 지진파 데이터 세트가 신기하게도 다른 데이터보다 눈에 띄었습니다."라고 비데일 교수는 이야기 합니다. “나중에 저는 지각의 내부가 단단하지 않다는 증거를 보고 있었다는 것을 깨달았습니다.”

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이 연구는 1991년부터 2024년까지 남극 사우스 샌드위치 제도 인근 42개 지점에서 발생한 121건의 반복 지진의 지진 파형 데이터를 활용했습니다. 연구진은 알래스카 페어뱅크스와 캐나다 옐로나이프 근처에 위치한 수신기 배열 스테이션의 파형을 분석했는데, 후자의 스테이션에서 발생한 지진파 데이터 세트에는 연구팀이 이전에 본 적 없는 특이한 특성이 포함되어 있었습니다.

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비데일 교수는 “처음에는 그 데이터 세트에 당황했습니다.”라고 합니다. 그의 연구팀이 데이터의 해상도를 개선한 후에야 지진 파형이 내부 핵의 추가적인 물리적 활동이 일어나고 있음이 분명해졌습니다.

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변형된 내부 코어

신체 활동은 내부 핵 모양의 시간적 변화로 가장 잘 설명할 수 있습니다. 새로운 연구는 내핵의 가까운 표면이 점성 변형을 일으켜 모양이 바뀌고 내핵의 얕은 경계에서 이동할 수 있음을 나타냅니다.

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구조적 변화의 가장 유력한 원인은 내부 핵과 외부 핵 사이의 상호 작용입니다. “용융 된 외핵은 난기류로 널리 알려져 있지만, 난기류라면 이웃한 내핵에 영향을 주는 것으로 관찰되지 않을 것입니다."라고 비데일 교수는 이야기 합니다. “하지만 이 연구에서 처음으로 관찰되는 것은 녹은 외핵이 내핵을 방해하는 것 같은 현상입니다.” 이는 지구 표면에서 나타나는 화산활동이나 산사태와 유사한 지형활동으로 내핵과 외핵의 경계를 따라 발생할 가능성이 높다고 합니다.

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비데일 교수와 연구팀은 이 발견이 지구 핵 내부 깊숙이 숨겨진 역학을 밝힐 수 있는 문을 열었으며 지구의 열과 자기장에 대한 이해를 높일 수 있을 것이라고 말했습니다. 이 새로운 발견으로 내핵이 지구 자전에 미세한 변화를 주는 현상과 지구의 열과 자기장에 미치는 역할을 이해하는데 도움이 될 수 있을 것 이라고 합니다.

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※ USC YouTube 영상 | The Earths Inner Core Mystery | https://youtu.be/VUqsDRyq2Jw

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※ 기사 내용 참조

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[USC Today] Earth’s inner core is less solid than previously thought | By Will Kwong | February 10, 2025 | https://today.usc.edu/earths-inner-core-is-less-solid-than-previously-thought/

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[Nature Geoscience] Annual-scale variability in both the rotation rate and near surface of Earth’s inner core | John E. Vidale, et al. | Nature Geoscience (2025) | https://www.nature.com/articles/s41561-025-01642-2

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