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지구자기장은 유해한 방사선으로부터 지구를 보호하고 환경을 보호합니다. 그러나 지구자기장이 언제나 일정한 것은 아니기 때문에 변화가 생기기도 합니다. 그래서 변화하는 지구 자기장, 지구 자기장이 없어진다면 어떻게 되는지까지 알아보려고 합니다.
1. 지구 자기장의 구조와 특성
지구 자기장은 행성 내부에서 대기권을 넘어 퍼지는 복잡한 3차원 자기장입니다. 종종 쌍극자로 나타나며 행성의 북쪽과 남쪽의 자극에서 자력선이 방출됩니다. 자기장의 세기는 지구 표면마다 다르며, 가장 강한 세기는 자극 부근이고, 가장 약한 것은 적도 부근입니다. 이 변화는 자기장의 기울기 (inclination) 또는 (딥) dip 으로 알려져 있으며 나침반 바늘이 북쪽을 향하는 원인이기도 합니다. 지구 자기장은 또한 북극과 남극의 자극이 뒤바뀌는 극성의 주기적 반전을 보여줍니다. 이러한 역전은 불규칙적으로 일어나 지구 역사에서 여러 차례 일어났으며, 최신 역전은 약 78만 년 전에 일어났습니다. 자기장은 지구 바깥쪽 코어에서 녹은 철의 움직임에 의해 발생하며 자기장을 생성하는 전류를 생성합니다. 이 과정은 다이나모 이론으로 알려져 있으며, 지금도 연구가 활발한 분야입니다. 지구 자기장은 태양 복사나 우주 복사의 유해한 영향으로부터 우리를 지켜주기 때문에 지구상 생명에 필수적으로 중요합니다. 자기장의 구조와 특성을 이해해야 우리 환경과 기술 분야의 변화를 감시하고 예측할 수 있습니다.
2. 변화하고 있는 지구 자기장
지구 자기장은 내부 및 외부 요인에 따라 끊임없이 변화하는 역동적인 현상입니다. 자기장의 장기적인 변화는 주로 지구 내부 역학의 변동에 기인하며 수십 년에 걸쳐 점진적으로 발생합니다. 프랑스와 미국 연구자들의 최근 시뮬레이션은 코어에서 분출된 용융 물질로 인한 부력의 차이가 이러한 장기적인 변화에 기여할 수 있음을 시사합니다. 이에 반해 자기장의 단기적인 변화는 수시간에서 수일에 걸쳐 급격하게 발생하며 주로 태양의 활동이나 우주전파 환경의 변화와 같은 외부 요인에 의해 발생합니다. 자기장의 강력한 교란인 지자기 폭풍은 무선 간섭, 항법 문제 및 위성 중단을 일으킬 수 있습니다. 지구의 자기장은 또한 수백 년 또는 수천 년에 걸쳐 북극과 남극이 서로 바뀌는 극성 역전을 겪을 수 있습니다. 이 현상은 주로 지구의 외핵에 있는 녹은 물질의 변화로 인해 발생하며 마지막으로 이러한 반전은 약 780,000년 전에 발생했습니다. 그러나 전기에 크게 의존하는 현대 인프라에서 자기장의 변화는 특히 지구 전체에 퍼져 있는 전력망에 대혼란을 일으킬 수 있습니다.
3. 지구 자기장이 없어진다면?
만약 지구 자기장이 없어진다면 그 결과는 중대하고 잠재적으로 괴멸적일 것입니다. 자기장은 유해한 태양 복사나 우주 복사로부터 지구를 보호하는 데 중요한 역할을 하고 있습니다. 그렇지 않으면 지구상의 생명을 지속 불가능합니다. 자기장의 보호가 없다면 지구는 태양풍으로 알려진 태양으로부터의 하전 입자에 의해 폭격당할 것으로 예상됩니다. 이 입자들은 상층 대기를 이온화하고 무선 통신에 영향을 미쳐 위성 운용을 혼란시키는 플라즈마 층을 형성합니다. 시간이 지남에 따라 태양풍은 대기를 침식하고 지구 표면은 나빠질 것입니다. 게다가 자기장이 없다면 태양계 밖에서 발생하는 고에너지 입자인 우주선으로부터의 보호는 없을 것입니다. 또한 우주선은 유전자 변이를 일으켜 암 위험을 높이고 전자기기에 해를 끼칠 수 있습니다. 자기장이 지구 대기권으로 진입하는 태양 에너지의 양을 조절하는 데 도움이 되기 때문에 자기장 소멸은 기후와 기상 패턴에도 큰 영향을 미칠 수 있다. 그것은 잠재적으로 보다 극단적인 기상 현상이나 해류의 변화로 이어질 가능성이 큽니다.