지구의 내핵 가장 깊은 곳에 반지름이 약 650㎞에 달하는 금속 구체로 된 또 하나의 핵이 존재한다는 연구 결과가 나왔다.

지구는 바깥부터 지각, 맨틀, 외핵, 내핵 등 사중 구조로 돼 있다는 것이 정설이며, 금속 고체로 된 내핵 안 핵의 존재와 크기 등은 입증되지 않은 가설로만 제시돼왔다.

호주국립대학교(ANU)와 외신 등에 따르면 이 대학 지진학 교수 흐르보예 트칼치치 박사 등이 참여한 연구팀은 지진으로 만들어진 지진파가 내핵을 통과했다 돌아오는 시간 차이를 분석해 내핵 안의 제5구조를 확인한 결과를 과학 저널 '네이처 커뮤니케이션스'(Nature Communications)에 발표했다.

▲ 알래스카 지진 지진파가 핵을 통과해 진앙과 대척점을 오가는 것을 설명한 그림.

연구팀은 지난 10년간 규모 6 이상의 지진 약 200건을 대상으로 지진파가 지구 중심을 지나 진앙 반대편의 대척점을 오가는 것을 분석했다.

연구팀은 지진파가 탁구공이 왔다 갔다 하는 것처럼 진앙과 대척점을 오간다고 설명하면서 지진계에 기록된 신호를 증폭할 수 있는 기술을 개발해 처음으로 지구 지름을 따라 다섯 차례나 지진파가 오간 것을 포착했다고 밝혔다.

이전 연구에서는 지진파가 대척점에 도달한 뒤 한 차례 되돌아오는 것을 포착한 것이 전부였다.

연구팀은 이 방법이 내핵과 내핵 안의 구조를 들여다볼 수 있는 새로운 틀을 제공했다고 설명했다.

지진파가 철과 니켈 합금으로 된 내핵을 통과하는 각도에 따라 속도가 느려지거나 빨라지는 것을 분석해 내핵의 외부와는 다른 내부 구조가 존재하는 것을 추론해 냈다.

이런 차이는 고온고압 환경에서 철 원자의 배열이나 결정(結晶)으로 유발될 수 있는 것으로 제시됐다.

연구팀은 내핵 안 핵의 존재는 지구의 진화단계에서 내핵의 결정 구조에 심각한 영향을 주는 대형 사건이 있었을 가능성을 시사해주는 것이라고 했다.

논문 교신저자인 ANU의 탄 손 팜 박사는 "내핵 안 금속 구체의 존재는 20년 전에 처음 가설로 제기된 것으로, 이번 연구는 이 가설을 입증하는 또 하나의 증거를 제공해주는 것"이라고 했다.

그러면서 내핵 안 핵의 존재는 철과 니켈의 합금 형태로 내핵과 성분이 유사해 지금까지 제대로 확인이 이뤄지지 못했다고 덧붙였다.

트칼치치 교수는 "지구의 내핵은 지구 진화사에서 타임캡슐과 같은 것으로, 수억 년에서 길게는 수십억 년 전에 지구에 발생한 사건에 대한 관문 역할을 하는 화석 기록"이라고 했다.

과학팀  press@jeonpa.co.kr

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