지하 2,900km에서 신비한 변동 발견

Phát hiện biến động bí ẩn sâu 2.900km dưới lòng đất - Ảnh 1. — 2002년부터 2017년까지 연이어 발사된 GRACE 위성이 지구 중력 변화를 감지했다 - 사진: NASA

지오피지컬 리서치 레터스(Geophysical Research Letters) 에 게재된 이 연구는 맨틀 최심부의 암석 구조가 짧은 시간 단위에서도 역동적으로 변화할 수 있음을 보여줍니다. 이 발견은 대규모 지진이 어떻게 발생하는지, 또는 지구 생명체를 보호하는 "방패"인 자기장이 어떻게 형성되는지 이해하는 데 중요한 의미를 가질 수 있습니다.

과학자 샤를로트 고뉴 구랑통(파리 대학교)이 이끄는 연구팀은 지구물리학자 이자벨 파네(프랑스 구스타브 에펠 대학교)의 주요 참여로, 지구의 중력장을 측정하기 위해 설계된 미-독 협력 프로젝트인 GRACE 위성 임무(2002~2017)에서 얻은 데이터를 활용했습니다.

두 개의 GRACE 위성은 고정된 거리를 두고 함께 비행하기 때문에 매우 정밀한 관측 장비입니다. 선두 위성이 산맥이나 대수층과 같은 큰 덩어리 위를 지날 때, 더 강한 중력으로 인해 위성이 약간 이동하여 후행 위성과의 거리가 변합니다. 이러한 밀리미터 단위의 변화는 중력의 변화를 정확하게 반영합니다.

GRACE는 원래 물 순환, 즉 얼음 녹는 현상과 지하수 수위 등을 연구하는 데 주로 사용되었으나, 극도의 감도 덕분에 연구팀은 지하 깊은 곳의 변동도 "포착"할 수 있다는 사실을 깨달았습니다. 연구팀은 이전에도 이 데이터를 사용하여 수백 킬로미터 깊이에서 대규모 지진과 관련된 징후를 감지한 바 있습니다.

새로운 분석 결과, 2007년에 아프리카 해안에서 대서양 중심 해저에서 특이한 신호가 나타났습니다. 이 신호의 특성상 표면의 물이나 얼음의 이동으로 인해 발생했을 가능성은 완전히 배제되었습니다. 패넷 박사는 "적어도 원인의 일부는 단단한 지구 내부, 아주 깊은 곳에서 비롯되어야 합니다."라고 강조했습니다.

특히 2007년 같은 시기에 자기장을 관측하는 위성들도 같은 지역에서 지자기 이상을 기록했습니다. 이러한 시공간적 일치는 중력과 자기라는 두 현상이 동일한 심층 지질학적 과정의 두 가지 측면일 수 있음을 시사합니다.

연구팀은 페로브스카이트 광물이 풍부한 암석이 있는 맨틀 바닥에서 원자 수준에서 변화가 발생한다는 가설을 세웠습니다. 엄청난 압력 하에서 광물의 결정 구조는 더 조밀한 형태로 "붕괴"될 수 있는데, 이 과정을 상전이라고 합니다.

이러한 변화는 암석의 밀도를 높여 해당 지역의 질량을 증가시키고 중력 신호를 생성합니다. 주변 암석들은 강제로 재배열되어 맨틀과 핵 사이의 경계가 약 10cm 정도 휘어지게 됩니다. 이는 사소하게 들릴지 모르지만, 이 변화는 지구 자기장의 원천이자 2007년 지자기 교란의 원인인 외핵의 용융 철의 대류에 영향을 미치기에 충분합니다.

파넷 박사는 이 시나리오는 추가 검증이 필요하다고 경고했습니다. "이것은 단지 가설일 뿐이며, 아직 더 많은 증거가 필요합니다." 그러나 이러한 사건을 관찰하는 것만으로도 지구 과학에 있어 중요한 진전으로 여겨질 것입니다.

캘리포니아 대학교 버클리 캠퍼스의 지진학자인 바바라 로마노비츠 교수는 "맨틀 바닥에서 일어나는 역동적인 과정이 발생하는 대로 연구할 수 있을 만큼 빠른 속도로 일어나고 있다는 설득력 있는 증거를 처음으로 얻었습니다."라고 말했습니다.

지금까지 연구팀은 2007년 이후 유사한 중력 신호를 감지하지 못했습니다. 하지만 모니터링은 계속되고 있습니다. 차세대 GRACE 위성에서 수집된 데이터는 지구가 조용히 "숨 쉬고" 움직이는 지구 심층의 더 많은 미스터리를 밝혀내는 데 도움이 될 것으로 예상됩니다.

주제로 돌아가기

민하이

출처: https://tuoitre.vn/phat-hien-bien-dong-bi-an-sau-2-900km-duoi-long-dat-20250918183852224.htm