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북극이 시베리아를 향해 50-60km/년 이동. 캐나다와 시베리아 자기력 균형 잡기.
앞으로 최대 660km 더 표류할 것.아프리카 앞바다에도 약한 자기장 싱크 형성돼.

지구 자기장에 대한 두 개의 수수께끼
남쪽의 새로운 약한 지역과 북쪽의 "줄다리기"로 표류 중

지구의 자기장은 과학자들에게 두 가지 새로운 수수께기를 던져 주었다.
하나는 위성 측정 결과에서 알 수 있듯이 남반구에는 두 번째 취약점이 형성되었다.
지금까지 그 원인은 불분명하다. 다른 하나는, 북극에서 두 자기장 구역 사이의 "줄다리기"가 진행되고 있다. 이 균형의 혼란은 이제 북극이 시베리아를 향해 더 빠르게 움직일 수 있다.

▲ 북극이 움직이고 있다. © ESA

우리 행성의 자기장은 정적인 것이 아니다.
지구의 역사에서 극성이 완전히 여러 번 바뀌었고 자극도 시간이 지남에 따라 이동한다.
그러나 이러한 변화를 유발하는 요인과 지구의 핵에서 “지오 디나모”에 영향을 미치는 요인은 여전히 ​​잘 알려지지 않았다.

북극 주위에서 자기력 줄다리기

퍼즐 중 하나는 북극의 이동이 가속화되는 것이다.
1990년대 이래로 시베리아를 향해 점점 더 빠르게 표류하고 있다.
그의 이전의 유휴 속도는 매년 0-15km에서 50-60km로 증가했다.
이런 움직임 때문에 보완하기 위해 글로벌 참조 모델은 2019년에 미리 조정해야 했다.

무엇이 숨겨있을까?
리즈 대학(University of Leeds)의 필립 리버모어(Philip Livermore) 주변의 연구자들이 가능한 설명을 내놓았다.
두 개의 자기장 구역이 있는데, 분명히 북극 주변에 일종의 '줄다리기'가 있다는 것이다. 
이 지역 중 하나는 캐나다에 있고 다른 지역은 시베리아에 있다. 연구자들에 따르면 이 구역의 뿌리는 바깥쪽 핵과 맨틀 사이의 경계에 흐름 패턴에 있다.

리버모어와 그의 팀은 “북극의 위치는 이 두 지역의 경쟁 영향 사이의 균형에 의해 결정된다”고 설명했다.

▲ 캐나다와 시베리아의 자기장 균형이 바뀌고 있다. © N. Gillet/ ESA

균형이 방해 받고 있다.

이제 알 수 있듯이, 이 두 영향 영역 사이의 힘의 균형은 1990년대 이후로 변했다.
순환 패턴의 변화가 약해져 캐나다 자기장 영역을 분리했다.
한편, 그것은 두 부분으로 나뉘어 있다. 이 지역들중 하나가 시베리아 지역에 가까워지면서 과학자들이 보고한 바와 같이 강도가 약간 증가했다.

결과는 다음과 같다.
북극에 대한 캐나다 자성 영역의 영향이 감소하고 있기때문에 북극은 시베리아의 "오픈"영향을 점점 더 많이 받고 있다. 이것이 극이 더 빠르게 동쪽으로 이동하는 이유다.
리버모어는 "이 표류가 언제 끝날지 당분간 보이지 않았다. 지구 핵의 흐름 모델은 북극이 시베리아쪽으로 390 ~ 660km 더 멀리 표류 할 수 있다”고 제안한다.

북극이 거기서 되돌아올까?
연구원들은 “두 구역 사이의 민감한 균형을 고려할 때 현재의 추세를 뒤집기 위해서는 지구의 핵에 약간의 변화만 있으면된다”고 설명했다. 그러나 언제 이런 일이 일어날 것인지는 완전히 미지수다.

남쪽의 새로운 자기장 싱크

두 번째 수수께끼는 남반구에 있다.
지리 연구자들은 아프리카에서 남미로 이어지는 자기장의 약한 영역을 모니터링하고 있다. 1970년 이후 이 분야의 자계 강도는 2만4000 나노 테라에서 2만2000 나노 테라로 떨어졌다.
동시에, 이 남 대서양의 이상 현상은 계속 커지고 매년 약 20km씩 서쪽으로 이동한다.
일부 과학자들은 이 이상 현상이 극성 반전 가능성의 선도자일 수도 있다고 추측한다.

그러나 ESA의 SWARM 위성 측정 결과에 따르면 새로운 무언가가 일어나고 있다.
아프리카의 남서쪽에는 자석 강도가 가장 작은 두 번째 중심이 만들어졌다.
포츠담의 독일 지리 연구소(German Geo Research Center)의 위르겐 마츠카(Jürgen Matzka)는 “남쪽 대서양의 이 새로운 이상은 최소 약 10년 전에 나타났으며 최근 몇 년 동안 크게 발전했다.

▲ 남 대서양의 자기력이 약한 지역은 아프리카 앞에서 두 번째 계곡을 개발했다. 이유는 불분명하다. © N. Gillet/ ESA

명확한 설명이 아직 없다.

이 새로운 최소값이 만들어진 이유는 아직 확실하지 않다.
Matzka는 “이제 과제는 이러한 변화를 주도할 수 있는 지구 핵의 프로세스를 이해하는 것이다”고 설명한다. Geodynamos의 간단한 쌍극자 모델은 분명히 두 번째 최소 영역의 이러한 형성을 설명 할 수 없기 때문이다. 사실 더 복잡한 과정이 진행되고 있다.

이상 현상이 어떻게 진행되는지는 확실하지 않다.
새로운 최소값은 이론적으로 남대서양 약한 지점이 분할에 직면하고 있음을 나타낼 수 있다. 이것이 사실인지 여부는 앞으로 몇 년 동안 추가 관찰을 통해서만 보여질 수 있다.
Matzka는 “남미 대서양의 이상 현상을 모니터링할 수있는 SWARM 위성을 궤도에 배치하게되어 운이 좋다”고 말했다.

(Nature Geoscience, 2020; doi : 10.1038 / s41561-020-0570-9)
출처 : 유럽 우주국, ESA

[더사이언스플러스=문광주]

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