과학자들은 지구의 내부 코어가 너무 느려져서 뒤로 움직이고 있음을 확인했습니다. 이것이 의미하는 바는 다음과 같습니다.

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지구 깊은 곳에는 미스터리에 싸인 더 큰 팽이 안의 회전하는 팽이처럼 회전하는 행성과 독립적으로 회전하는 견고한 금속 공이 있습니다.

이 내부 코어는 1936년 덴마크 지진학자 잉게 레만(Inge Lehmann)이 발견한 이후 연구자들의 흥미를 끌었으며, 이것이 어떻게 움직이는지, 즉 회전 속도와 방향은 수십 년 동안 논쟁의 초점이 되어 왔습니다. 점점 더 많은 증거가 코어의 회전이 최근 몇 년 동안 극적으로 변했음을 시사하지만 과학자들은 정확히 무슨 일이 일어나고 있는지, 그리고 그것이 무엇을 의미하는지에 대해 의견이 분분합니다.

문제의 일부는 지구 깊은 내부에서 직접 관찰하거나 샘플을 채취하는 것이 불가능하다는 것입니다. 지진학자들은 이 지역을 강타한 대규모 지진으로 인한 파도의 거동을 조사하여 내핵의 움직임에 대한 정보를 수집했습니다. 서로 다른 시간에 핵을 통과하는 유사한 강도의 파동 간의 차이를 통해 과학자들은 내부 핵의 위치 변화를 측정하고 회전을 계산할 수 있었습니다.

호주 제임스 쿡 대학의 물리학 수석 강사인 로렌 와즈치크(Lauren Waszczyk) 박사는 “내핵의 차동 회전은 1970년대와 1980년대에 현상으로 제안되었지만 지진 증거는 1990년대까지 발표되지 않았습니다.”라고 말했습니다.

그러나 연구자들은 이러한 결과를 해석하는 방법에 대해 논쟁을 벌여왔습니다. “주로 내부 코어에 대한 자세한 관찰이 어렵고, 내부 코어가 멀리 떨어져 있고 이용 가능한 데이터가 제한되어 있기 때문입니다”라고 Wasek은 말했습니다. 그 결과, 그녀는 “다음 몇 년과 수십 년에 걸친 계속되는 연구는 회전 속도와 맨틀에 대한 방향에 대해 의견이 일치하지 않습니다”라고 덧붙였습니다. 일부 분석에서는 핵이 전혀 회전하지 않는다고 제안하기도 했습니다.

유망 모델 2023년에 제안됨 과학자들은 한때 지구 자체보다 빠르게 회전했지만 이제는 더 느린 속도로 회전하는 내부 코어를 설명합니다. 과학자들은 핵의 회전이 일정 기간 동안 지구의 자전과 일치했다고 보고했습니다. 그런 다음 코어가 주변 액체 층에 비해 뒤로 움직이기 시작할 때까지 속도가 더욱 느려졌습니다.

당시 일부 전문가들은 이 결론을 강화하기 위해 더 많은 데이터가 필요하다고 경고했으며 이제 다른 과학자 팀이 내부 코어의 회전 속도에 대한 이 가설에 대한 설득력 있는 새로운 증거를 제공했습니다. 이번 연구는 6월 12일 저널에 게재됐다. 자연 그러나 이는 근본적인 경제 둔화를 확인할 뿐만 아니라, 이러한 근본적인 둔화가 감속과 가속의 장기적인 패턴의 일부라는 2023년 제안을 뒷받침합니다.

연구 저자 중 한 명에 따르면, 새로운 발견은 또한 회전 속도의 변화가 70년 주기를 따른다는 것을 확인시켜 줍니다. 존 비달 박사서던캘리포니아 대학교 Dornsife 인문학, 예술, 과학 대학의 지구 과학 학장 교수입니다.

“우리는 이것에 대해 20년 동안 논쟁을 벌여왔고 이것이 올바른 해결책이라고 생각합니다”라고 Vidal은 말했습니다. 지난 20년 동안요.”

그러나 모든 사람이 문제가 해결되었다고 확신하는 것은 아니며 내부 핵의 속도 저하가 지구에 어떤 영향을 미칠 수 있는지는 여전히 미해결 문제입니다. 일부 전문가는 지구의 자기장이 역할을 할 수 있다고 말합니다.

고체 금속 내부 코어는 지구 내부 5,180km에 위치하며 액체 금속 외부 코어로 둘러싸여 있습니다. 내부 핵은 대부분 철과 니켈로 구성되어 있으며 화씨 약 9,800도(섭씨 5,400도) 정도로 태양 표면만큼 뜨거운 것으로 추정됩니다.

지구의 자기장은 뜨거운 금속으로 이루어진 이 단단한 공을 끌어당겨 회전시킵니다. 동시에 액체 외핵과 맨틀의 중력과 흐름이 핵을 끌어당깁니다. 수십 년에 걸쳐 이러한 힘의 밀고 당김으로 인해 코어 회전 속도에 차이가 발생한다고 Vidal은 말했습니다.

외핵에 있는 미네랄이 풍부한 유체의 흐름은 지구 자기장에 공급되는 전류를 생성하여 치명적인 태양 복사로부터 지구를 보호합니다. 자기장에 대한 내부 코어의 직접적인 영향은 알려져 있지 않지만 과학자들은 이전에 다음과 같이 보고했습니다. 2023년에는 천천히 회전하는 핵이 영향을 미칠 수 있으며 하루의 길이를 부분적으로 단축할 수도 있습니다.

과학자들이 행성 전체를 “보려고” 시도할 때 일반적으로 두 가지 유형의 지진파, 즉 압력파(P파)와 전단파(S파)를 추적합니다. S파는 고체나 점성이 높은 액체에서만 이동합니다. 미국 지질조사국.

1880년대 지진학자들은 지진에 의해 생성된 S파가 지구 전체를 통과하지 못한다는 사실을 발견하고 지구의 핵이 녹아 있다는 결론을 내렸습니다. 그러나 일부 P파는 지구의 핵을 통과한 후 예상치 못한 장소, 즉 ‘그림자 지대’에 나타났다고 레먼은 말했습니다. 이름을 붙이다 -설명이 불가능한 변칙적인 현상을 만들어내는 것. 레만(Lehmann)은 1929년 뉴질랜드에서 발생한 대규모 지진의 데이터를 기반으로 난류 P파가 액체 외부 코어 내의 고체 내부 코어와 상호 작용할 수 있다고 처음으로 제안했습니다.

2023년 연구의 저자들은 1964년 이후 유사한 경로로 지구 내핵을 통과한 지진으로 인한 지진파를 추적함으로써 회전이 70년 주기를 따른다는 사실을 발견했습니다. 1970년대에는 내부 핵이 행성보다 약간 빠르게 회전했습니다. 그러다가 2008년경에 속도가 느려지고 2008년부터 2023년까지 맨틀을 기준으로 약간 반대 방향으로 움직이기 시작했습니다.

새로운 연구에서 Vidal과 그의 동료들은 동일한 위치에서 서로 다른 시간에 지진에 의해 생성된 지진파를 관찰했습니다. 그들은 남미 최남단 동쪽 대서양 화산섬 군도인 사우스샌드위치 제도에서 1991년부터 2023년 사이에 발생한 지진 사례 121건을 발견했습니다. 연구진은 또한 1971년부터 1974년 사이에 실시된 소련 핵실험에서 핵을 관통한 충격파를 조사했습니다.

심장의 회전은 파동의 도착 시간에 영향을 미친다고 Vidal은 말했습니다. 코어와 접촉하는 지진 신호의 타이밍을 비교한 결과, 시간에 따른 코어 회전의 변화가 밝혀져 70년 회전 주기가 확인되었습니다. 연구자들의 계산에 따르면 심장은 다시 가속을 시작할 준비가 거의 다 된 것 같습니다.

발생 시기에 관계없이 코어를 통과할 때 개별 지진을 측정하는 다른 지진 연구와 비교할 때, 쌍지진만 사용하면 사용 가능한 데이터의 양이 줄어들어 “방법이 더 어려워진다”고 Waszek은 말했습니다. 그러나 그렇게 하면 과학자들은 핵 스핀의 변화를 더 정확하게 측정할 수 있게 되었다고 Vidal은 말했습니다. 그의 팀의 모델이 정확하다면 코어의 회전은 약 5~10년 후에 다시 가속화되기 시작할 것입니다.

지진계는 또한 70년 주기에 걸쳐 코어의 회전이 다른 속도로 느려지고 가속된다는 사실을 밝혀냈는데, 이는 “설명이 필요하다”고 Vidal이 말했습니다. 한 가지 가능성은 금속 내부 코어가 예상만큼 견고하지 않다는 것입니다. 회전하면서 변형되면 회전 속도의 일관성에 영향을 미칠 수 있다고 그는 말했습니다.

팀의 계산은 또한 핵이 전진 및 후진 운동에 대해 서로 다른 회전 속도를 가지고 있음을 시사하며 이는 “언어에 흥미로운 기여”를 추가한다고 Waszek은 말했습니다.

그러나 내부 코어의 깊이와 접근 불가능성으로 인해 의심이 여전히 남아 있다고 그녀는 덧붙였습니다. 핵 회전에 대한 논쟁이 실제로 끝났는지 여부에 대해 Wasek은 “이를 더 자세히 조사하려면 더 많은 데이터와 향상된 다학제적 도구가 필요합니다.”라고 말했습니다.

추적하고 측정할 수 있지만 코어 회전의 변화는 지구상의 사람들이 거의 감지할 수 없다고 Vidal은 말했습니다. 핵이 더 천천히 회전하면 맨틀의 움직임이 가속화됩니다. 이러한 변화는 지구 자전을 더 빠르게 만들고 하루의 길이를 단축시킵니다. 그러나 그러한 순환 교대는 하루의 길이가 1000분의 1초에 불과하다고 그는 말했습니다.

“사람의 삶에 미치는 영향이라는 측면에서요?” 그는 말했다. “그건 별로 의미가 없을 것 같아요.”

과학자들은 지구의 깊은 내부가 어떻게 형성되었는지, 활동이 행성의 모든 지하층에 걸쳐 어떻게 연결되어 있는지 알아보기 위해 내부 코어를 연구합니다. Vidal은 액체 외핵이 고체 내핵을 둘러싸고 있는 신비한 지역이 특히 흥미롭다고 덧붙였습니다. 이 경계는 액체와 고체가 만나는 곳으로 핵-맨틀 경계, 맨틀-지각 경계처럼 “활동 잠재력이 가득”하다.

“예를 들어 고체와 액체가 만나고 움직이는 내부 코어의 경계에 화산이 있을 수 있습니다.”라고 그는 말했습니다.

내핵의 회전은 외핵의 운동에 영향을 미치기 때문에 내핵의 회전이 지구 자기장을 공급하는 데 도움이 된다고 믿어지고 있지만 정확한 역할을 밝히기 위해서는 더 많은 연구가 필요합니다. Waszczyk은 내부 코어의 전반적인 구조에 대해 배워야 할 것이 많다고 말했습니다.

“새롭고 미래의 방법론은 회전을 포함하여 지구의 내부 코어에 대한 지속적인 질문에 답하는 데 중추적인 역할을 할 것입니다.”

Mindy Weissberger는 과학 작가이자 미디어 프로듀서로 Live Science, Scientific American 및 How It Works에 작품을 게재했습니다.