지구 자기장

지구 속 깊은 곳에는 펄펄 끓는 쇳물로 이루어진 거대한 바다가 있어요. 지구 중심부 부근을 '외핵'이라고 부르는데, 이곳은 온도가 섭씨 수천 도에 달해서 철과 니켈 같은 금속이 액체 상태로 녹아 있어요.

이 뜨거운 액체 금속은 가만히 멈춰 있지 않고, 지구의 자전과 내부 열기 때문에 쉬지 않고 소용돌이치며 돌아가요. 전기가 잘 통하는 금속 액체가 거세게 회전하면 강력한 전류가 흐르게 되고, 이 전류가 자연스럽게 거대한 자석의 힘을 뿜어내요.

발전기를 돌려 전기를 만들고 전자석을 작동시키는 것과 똑같은 원리예요. 과학에서는 이를 지구 다이내모 이론이라고 불러요. 지구는 스스로 전기를 만들고 자성을 뿜어내는 거대한 '살아 있는 발전기'인 셈이에요. 만약 지구 내부가 식어서 굳어버린다면 자기장도 사라지게 돼요.

태양은 우리에게 따뜻한 햇빛을 주지만, 동시에 엄청난 에너지와 전기를 띤 위험한 입자들을 우주 공간으로 끊임없이 뿜어내요. 이를 거센 바람에 빗대어 '태양풍'이라고 불러요.

만약 지구 자기장이 없다면 이 입자들이 대기 윗부분에 곧장 부딪혀, 오랜 세월에 걸쳐 대기를 조금씩 깎아 낼 수 있어요. 지표면에 닿는 방사선도 지금보다 늘어나요. 과거 물과 대기가 더 풍부했던 화성이 지금처럼 메마른 행성이 된 데에도, 내부가 식어 자기장을 잃은 뒤 태양풍에 대기를 빼앗긴 것이 주요 원인 가운데 하나로 꼽혀요.

지구 자기장은 이 보이지 않는 우주 화살들을 튕겨내거나 비껴가게 만들어요. 이때 튕겨 나간 태양 입자 중 일부가 지구의 남극과 북극 상공으로 끌려 들어가 대기와 충돌하면서 화려한 빛을 만들어내는데, 이것이 바로 밤하늘의 오로라예요.

나침반 바늘의 N극이 북쪽을 가리키는 이유를 깊이 생각해 보신 적 있나요? 자석은 서로 반대되는 극끼리 끌어당기기 때문에, 지구의 북쪽 극지방에는 사실 자석의 S극 성질이 자리 잡고 있는 거예요. 우리가 흔히 '북극'이라고 부르는 곳이 자석 관점에서는 S극인 셈이죠.

조금 더 정확히 말하면, 지도에서 가리키는 진짜 북극(진북)과 나침반 바늘이 가리키는 북쪽(자북)은 완전히 같은 자리가 아니에요. 지구 내부의 액체 금속이 끊임없이 출렁거리며 흐르기 때문에 나침반이 가리키는 지점도 매년 수십 킬로미터씩 자리를 이동하고 있어요.

지구의 긴 역사를 살펴보면, 불규칙한 간격으로, 평균 수십만 년에 한 번꼴로 N극과 S극이 완전히 뒤바뀌는 지자기 역전 현상도 수없이 일어났어요. 철새, 바다거북, 연어 같은 동물은 해와 별, 냄새 같은 단서와 함께 이 자기장을 길잡이 삼아 수천 킬로미터를 이동해요.