지구 내핵 안에서 발견된 ‘또 다른 핵’

금속으로 된 반지름 650km 또다른 핵 

또 하나의 핵이 존재한다는 연구 결과 입증과정

지구 내핵 안에 또 다른 핵에 대한 가설과 연구

[객원에디터 5기 / 박다빈 기자] 지구 가장 내부에 위치한 ‘내핵’ 가장 깊은 곳에 반지름 약 650km의 금속 구체로 이루어진 또 다른 핵이 존재한다는 연구 결과가 나왔다. 이 가설은 이전까지 알려진 지구 형성 이론에 맞지 않는 사실이기 때문에 사람들의 이목이 집중되었다. 

호주국립대학교(ANU)의 지진학 교수 흐르보예 트칼치치 박사 등이 참여한 연구팀은 지진으로 만들어진 지진파가 내핵을 통과했다 돌아오는 시간 차이를 분석해 내핵 안의 제5구조를 확인했다며 과학 저널 ‘네이처 커뮤니케이션스'(Nature Communications)에 발표했다. 지난 10년간 규모 6 이상의 지진 약 200건을 대상으로 지진파가 지구 중심을 지나 진앙 반대편의 대척점을 오가는 것을 분석하여 이 같은 결론을 얻었다. 

지금까지 우리는 지구가 내핵, 외핵, 맨틀, 지각으로 이루어져 있다고 여겼다. 여기서 내핵은 가장 안쪽에 위치한 것이고 지각은 가장 바깥쪽에 위치한 것이다. 또 다른 핵이 발견되기 전에는 지구는 이렇게 사중 구조로 되어있다고 정의되어 있었다. 간단한 특징으로는 내핵은 가장 뜨겁고 큰 압력을 받으며 고체 상태로 존재하고 외핵은 액체 상태로 존재한다. 맨틀도 역시 매우 뜨거우며 유동성(:흘러 움직이는 성질)을 가지고 있다. 마지막으로 지각은 딱딱한 껍질로 유동성을 가지는 맨틀에 의하여 조금씩 이동한다.

금속 고체로 형성되어 있는 내핵 안에 또 다른 핵의 존재에 대해서는 입증되지 않은 가설일 뿐이었지만, 영국 BBC 방송은 지진파를 분석하여 구성물질을 연구한 결과, 바깥쪽 내핵과 안쪽 내핵이 구분된다는 사실을 보도했다. 이러한 결과에 미국 일리노이대의 샤오둥쑹 교수는 ‘두 내핵은 서로 다른 환경에서 형성되었을 것’이라며 지구 역사 중 일부에 대해서 설명하고 있다고 밝혔다. 

연구진들은 지진파를 통하여 내핵 안에 또 다른 핵이 존재한다는 사실을 밝혔다. 긴 연구 끝에 연구진들은 지진파가 내핵을 통과하는 각도에 따라 내핵과 또 다른 핵이 존재한다라고 예상하여 그 또 다른 핵의 반지름이 약 650km라는 사실까지 알아내게 되었다. 뿐만 아니라 지난 2015년에도 미국 일리노이대 와 중국 난징대 공동 연구팀은 지구 내핵이 이중구조로 존재한다며 발표한 역사가 있다. 1992년부터 2012년까지 연구팀은 지진파에 대한 시간차를 분석하고 이와 같은 결과를 도출하게 된 것이다. 

지구 내핵 안에 또 다른 핵이 존재할 수 있다는 가설을 처음 주장한 사람은 2002년 하버드 대학의 지구물리학자 애덤 지에본스키 교수이다. 애덤 지에본스키 교수는 가장 안쪽에 위치한 핵이 원시지구일 수도 있다는 의견을 내놓았다. 20년 전 처음 가설로 제기된 것에 대한 또 다른 증거라고 받아들일 수 있다.

 이러한 상황에 대해 트칼치치 교수는 “지구의 내핵은 지구 진화 역사에서 타임캡슐과 같은 것으로, 수억 년에서 길게는 수십억 년 전에 지구에 발생한 사건에 대한 관문 역할을 하는 화석 기록”이라고 밝혔다. 이처럼 아직 지구에 대해서 밝혀지지 않은 사실이 무수히 많기 때문에 지금 현재도 역시 연구가 진행되는 중이다.