［삶속의 과학］지구자기장 무슨 역할하나

지구가 하나의 거대한 자석이라는 사실은 누구나 다 알고 있는 상식이다. 그 자기의 세기는 지역과 고도에 따라 차이가 있지만 우리나라에서는 약 0.5가우스(G)다. 또 지구 자기장은 대체로 남북 방향으로 향하고 있다. 정확히 말하면 지구 자기장의 북극은 지리적인 북극에서 약 1천8백㎞ 떨어진 캐나다 북부 허드슨만 근처다. 이 자기장은 우주로부터 끊임없이 날아오는 강력한 파괴력을 갖는 에너지의 입자선인 우주선(宇宙線)으로부터 지구상의 생명체를 보호하는 역할을 한다. 어떻게 해서 그런 작용을 할까. 태양은 우리에게 꼭 필요한 빛과 열을 제공한다. 하지만 그 외에도 전기를 띤 알갱이(양성자와 전자)를 높은 에너지로 무수히 쏟아낸다. 이 알갱이들은 에너지가 높아서 지구상의 생물에 닿으면 생체를 파괴할 만큼 센 것이다. 그런데 이 알갱이들은 전기를 띠고 있어서 지구의 자기장 영역에 들어오면 곧바로 지구로 직진해 들어오지 못하고 둘레를 맴돌게 된다. 이 결과 지구 둘레에는 전기를 띤 알갱이들로 이루어진 거대한 띠모양이 생기게 된다. 반 알렌대(帶)라고 부르는 띠다. 여기에 붙잡힌 알갱이들은 지구 자기장의 남북극 사이를 나선운동을 하면서 왔다갔다 한다. 그러다가 태양에서 활발한 폭발활동이 있을 때에 일부는 극지방의 대기층으로 들어와 공기 분자 및 원자와 충돌하여 아름다운 빛을 낸다. 이를 오로라 현상이라 한다. 주로 위도 60∼75도에서, 지상 1백∼1천㎞ 높이에서 발견된다. 지구 자기장이 생기는 원인은 아직 명확하게 밝혀지지 않았다. 지구 내부에서 전기를 띤 유체가 흐르기 때문인 것으로 추측하고 있다. 이 지구 자기장의 방향은 항상 일정하지 않고 조금씩 변한다. 여러 지층의 자기적 성질을 분석한 결과 지구 자기장이 약해지기도 하고 방향이 바뀌기도 한다는 것을 알아냈다. 지난 5백만년 동안 지구 자기장의 방향은 약 20번 이상 바뀌었다는 것이다. 지구 자기장의 남극이나 북극이 지금과 같지 않고 태양이 있는 방향으로 놓인다면 어떤 일이 벌어질까. 태양으로부터 방출된 강력한 우주선이 지구 자기장에 의해 차단되지 않고 지상으로 바로 도달하게 된다. 즉 생명체에 큰 타격을 줄 수 있는 것이다. 혹시 지구상에서 특정 생명체들이 갑자기 사라진 것이 이와 관련이 있지는 않은지 연구하는 사람들도 있다. 우주선으로부터 우리를 보호해 주고 있는 지구 자기장에 새삼스레 감사할 따름이다. 지구 자기장이여, 영원히 변치 말지어다.