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지구는 큰 자석 |
1950년 말경에 발사된 인공위성에 의해 자석 주위에 있는 자기장이 지구 주위에도 있음을 발견했다고 합니다. 이 자기장은 꼭 지구 안에 엄청나게 큰 막대자석이 있는 것과 같은 모양이라고 합니다.
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그렇다면 지구 주위에는 왜 자기장이 있는 걸까요? 그것은 지구 안쪽에 정말로 큰 자석이 있기 때문은 아니래요. 지구 자기장의 원인은 지구 안쪽 깊숙한 곳에 있다고 합니다. 지구 내부는 아래 그림처럼 깊이에 따라 구분됩니다.
외핵이라고 불리는 곳은 액체 상태의 철과 니켈로 이루어져 있습니다. 지구의 내핵에서 뿜어져나오는 열 때문에 내핵과 접한 쪽의 온도가 맨틀과 접한 쪽보다 높습니다. 따라서 내핵의 열로 가열된 부분은 위로(맨틀 방향으로) 뜨고, 반대쪽의 차가운 부분은 가라앉게 됩니다. 온도 차이에 의해 액체가 이동하는 것을 대류라고 합니다.
액체 상태의 철이 대류에 의해 이동하는 것은 도선을 통해 전류가 흐르는 것과 비슷합니다. 도선을 통해 전류가 흐를 때는 그 주위에 자기장이 생깁니다. 마찬가지로 지구 외핵의 액체 철의 대류는 지구 주위에 자기장을 만든다고 합니다.
[참조: 학습 자료실 / 물리 / 전류와 자기장 / 전류 주위의 자기장]
지구 자기장의 영향이 미치는 공간을 자기권이라고 합니다. 지구의 자기권 안에는 전하를 띈 입자들이 띠 모양(도넛 모양)으로 모여 있는 곳이 지표 위 20,000Km와 30,000Km 부근, 두 곳에 있다고 합니다. 반알렌대라고 부르는 곳입니다.
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이 전하를 띤 입자들이 어디로부터 왔냐구요? 바로 태양으로부터 입니다. 태양으로부터 출발하여, 많은 에너지를 가진 입자들이 지구 자기장에 의해 잡힌 것이 반알렌대라고 합니다.
이 반알렌대는 지구를 보호하는데 큰 역할을 합니다. 태양은 1초에 1백만톤의 물질을 우주로 뿜어낸다고 합니다. 일부는 지구를 향합니다. 이 물질들 중 전하를 띈 입자들-주로 전자와 양성자-은 반알렌대가 막아 지구로 들어오지 못하게 합니다. 만약 반알랜대가 이 역할을 하지 않는다면, 엄청난 속도를 가진 전하 띤 입자들이 지표까지 도달하게 될 것입니다. 그러면 지구 상에서 생명이 살아갈 수 없을거 라고 합니다.
지구의 대기권이 태양으로부터의 해로운 자외선 등을 차단해 주듯이 지구의 자기권은 태양으로부터의 전하 띤 입자들을 막아 주지요. 또 지구는 태양으로부터 적절한 거리에 있기 때문에, 액체 상태의 물이 지표에 있을 수 있습니다. 대기 중에는 산소도 적정량 있구요. 우주 속에서 생명이 살아갈 수 있는 조건은 아주 까다로운데, 지구는 그 조건을 모두 갖추어진 곳이지요.
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