지구 자기장의 기원과 변화

**지구 자기장의 기원과 변화**
오늘은 자기장의 기원과 변화에 대하여 알아보도록 하겠습니다. 
우리는 지구가 만들어낸 아주큰 자기장속에서 살아가고 있는 것이다. 자기장의 역할은 파괴적인 일사를 막아주고 대기를 보호하는 실드역할을 하고 있는 아주 중요한 역할을 하고있다.  지구상에 자기장이 없다면 태양으로 부터 불어오는 태양풍에 의하여 지구의 대기는 사라지고 태양으로부터 솓아지는 전기성을 가진 입자들을 막지 못하게 될것이고 지구에서 살고있는 모든생명체는 살아 간다는것이 아주 불가능 하게 될것이다. 그럼 여기서 궁금한점이 바로 지구에서 아주 중요한 역할을 하고있는 자기장은 언제 어떻게 만들어졌을까? 

연구학자들에 의하면 지구의 자기장은 약34억년전부터 생성되어 있었고 자기장은지구의 외핵에서 액체로된 금속이 대류하는 곳에서 파생되었다고 한다.이를 영구자화설이라한다. 하지만 어떠한 액체금속물질이 지구의 자기장을 만들어 냈을까?
최근의 연구결과에 의하면 지구의 심부는 기저마그마오션이라 불리는 액체층 대류하고 지구 자기장을 만들어 냈다는 설이 나오게 되었고 현재 지구의 자기장은 지하 약 2900km에 있는 외핵으로 구성되어 있는 액체 니켈과 철을 통한 대류에 의해 발생하고 있다는 연구결과가 나오게 되었다.이렇게 대류에서 발생하는 전류에 의하여 자기장이 생성되는 결과이다. 하지만 지구의 자기장은 아직 안정화되어 있지 않는 상황이고 힘이 항상 증가하는 속도가 진행중에 있으며 지구의 코어상태에 따라서 변화하고 있다. 최근의 연구결과에 의하면 자기장의 관측데이터를 바탕으로 지난 200년간 지구의 자기장은 9%정도 떨어진것으로 나타나고 있다.
지구는 지리여건상 극과 자기장의 극이 서로 비슷한 위치에 존재하고 있으며 1600년대에 지구가 자석이라고 주장했던 길버트(William Gilbert)는 연구결과 지구의 자전과 자기장의 기원이 같은 증거로 알아냈으며 길버트의 연구를 바탕으로 지구가 자석의 성질을 가지고 있기 때문에 자전한다고 생각했던 것이다.한편 블랙켓(blackett)은 길버트학자와 반대 이론을 제시하기도 했다. 

*지구의 내부구성*

지구의 내부는 고체상태의지각, 금속성액체의 외핵, 금속성액체의 내핵, 유동성있는 고체상태의맨틀로 구성되어 있다.
지구의 핵은 금속성을 띄고 있으며 엄청나게 많은 양의 철이 핵속에 들어있기 때문입니다. 아주 높은 온도로 외핵은 액체 상태를 띄고있지만  생각과 다르게 내핵은 고체 상태를 띄고 있습니다. 이런이유는 물질의 고체와액체 상태는 온도에 따라서 결정되는 것이 아니라 서로 일어나는 압력을 바탕으로 결정되기 때문입니다. 지구의 내핵은 외핵보다 온도는 훨씬더 높지만 압력 또한 더 큽니다. 고체의 발생하는 온도가 높아지게 되면 물질속에 구성하는 입자들의 움직이게되는 운동이 활발해지고 이러한 이유로 입자들 사이의 평균적인 거리가 더 멀어지기 때문에 액체가 될 수 있습니다. 지구의 대기에서는 많은 온도 차이가 일어나기 때문에 공기가 순환하는 것과 마찬가지 원리이며 이런 금속 유체의 흐름이 기존의 가지고 있는 자기장을 통과하게 되면 자기장과 금속에서 발생하는 상대 운동에 의해 일어나는 현상이 즉 전자기 유도 현상이 바생하게 됩니다. 이전류는 외핵 전체에 흐르게되고 전류는 자기장을 발생시킵니다. 이렇게 때문에 지구 전체가 자석이 되는 것입니다. 외핵에서 발생하는 에너지의 원천이 무엇인지는 아직도 분명하지 않지만 외핵 속에 용융되어 있는 철이 응고하여 내핵으로 낙하하면 발생되는 열이 에너지원이란 주장도 있고 지각에서 처럼 방사능 물질 붕괴열이 에너지원이라는 주장도 있습니다.지구의 주 자기장은 거의 쌍극성을 띠게되고 어쩌다 한번씩 지구 자기장의 역전 현상이 일어나기도 합니다. 이역전현상의 주시는 평균 50만년 한번씩 상호 작용에 의해 일어난다고 합니다.우리가  나침반을 보면서 N극과 S극이 북쪽과 남쪽을 가리키는 건은 지구전체가 자기장 때문이고 자기장은 남극 근처에서 흘러나와 북극을 통해 흘러간다. 하지만 방향이 반대로 바뀌게 되면 북극에서 남극으로 자기장이 흐를 수도 있으며 이러한 현상을 지자기역전 이라고 하며 지자기 연구는 지구 용암의 흐름을 조사하여 자기장의 방향을 예측하게된다 이유는 철분이 풍부한 광물이 지구의 자기장 방향과 일치하기 때문이다.이런현상은 지구 역사상 수차례 발생했던 현상으로 20~30만년 만에 한 번꼴로 일어났다는것이 밝혀졌다.

*지구 자기장이 변화*
이렇다면 지구 자기장이 붕괴되지는 않을까?하는 생각을 하게된다. 지구의 내부에는 유체상태의 핵과 광물질들이 들어있는 전도성이 높은 성분으로 알려져 있고 지구가 자전하는것에 따라 서서히 움직이면 원래 있던 자기장에 의해 유도전류가 생성되고  또다른 자기장을 형성하는 순환 과정이 되풀이 된다고 합니다.