[과학 이야기] 지구 42억년 전에도 지금처럼 강한 자기장 작동

지구를 우주 방사선과 태양풍으로부터 지켜주는 자기장이 약 42억년 전부터 작동했다는 연구 결과가 나왔다.

이는 지구가 형성되고 약 3억5천만년밖에 안 된 시점으로 지구 자기장의 역사를 7억5천만년가량 더 끌어올리는 것이다.

자기장의 보호를 받지 못하는 지구는 물과 대기를 유지하지 못해 화성처럼 되고 만다.

미국 로체스터대학교에 따르면 이 대학 지구환경과학과 존 타두노 교수가 이끄는 연구팀은 호주 잭힐에서 발견된 지르콘 결정체에 대한 분석을 토대로 한 이런 결과를 '미국 국립과학원 회보'(PNAS)를 통해 발표했다.

현재 지구의 자기장은 고체로 된 지구 내핵의 열이 액체 금속으로 된 외핵을 휘돌게 해 전류를 생산하고 지오다이너모(geodynamo)가 작동해 이를 자기장으로 바꿔주는 메커니즘을 갖고 있다.

이런 메커니즘은 약 5억6천500만년 전에 내핵이 굳으면서 새로 작동하기 시작한 것으로 그 이전에는 내핵이 형성되지 않아 자기장이 강하지 않은 것으로 추정돼 왔다.

그러나 연구팀이 지르콘 결정체를 분석한 결과, 아주 오래전 태고대(hadean)에도 자기장이 존재했으며 자기장의 세기도 이전에 추정되던 것보다 훨씬 더 강한 것으로 나타났다.

지르콘 결정체는 용암이 식으면서 형성된 것으로 0.2㎜크기에 불과하지만 최초 형성 당시의 지구 자기장 방향과 강도 등을 그대로 담고 있다. 분석대상이 된 지르콘은 약 30억년 전에 형성된 바위 안에서 발견됐지만, 실제 형성 시기는 42억년 전으로, 지구 물질 중에서는 가장 오래된 것으로 알려져 있다.

연구팀은 지구의 내핵 형성 이전에는 지구 내부의 산화마그네슘에 의한 화학 작용이 강한 자기장을 형성한 것으로 분석했다.