박종진
우리가 흔히 말하는 오로라가 딱 그렇다. 오로라가 무엇인지 모르는 사람은 없지만, 막상 오로라가 생기는 이유를 알려면 '이온'이라든가 '플라스마' 같이 들어본 적은 있는데 그 의미를 정확히 모르는 단어를 마주친다. 꼭 알아야 할 필요는 없지만, 뭔지도 모르며 넘기기는 다소 불편하다.
오로라는 북극과 남극 등 주로 고위도 극지방에서 관찰되기 때문에 우리말로 극광(極光)이라고 한다. 잘 알다시피 태양은 핵융합 원자로다. 쉽게 얘기해서 아주 먼 곳에서 수소폭탄이 터진다고 생각하면 되는데 그때 발생하는 빛과 열 등의 에너지가 지구상에 존재하는 모든 생명의 원천이다. 하지만 동시에 인체에 해로운 것들도 함께 지구로 날아온다. 다행히 지구 깊은 곳에 있는 핵에는 액체 상태의 철이나 니켈 등의 금속이 계속 움직이므로 그로 인해 전류가 발생하고, 흐르는 전류 주위에 생기는 자기장이 태양으로부터 오는 해로운 것들을 걸러준다. 화성에 인류가 살기 어려운 이유 중의 하나가 바로 화성에는 자기장이 없으므로 방사성 물질에 그냥 노출당해서다.
태양의 표면에는 코로나라고 불리는 대기층이 있는데 엄청나게 높은 온도여서 기체들이 이온화되어 있다. 여기서 이온이란 용어가 나오는데 이온 음료란 말에 익숙한 우리가 많이 듣던 말이다. 스포츠음료라고도 하는데 심한 노동이나 운동 후에는 탈수 현상이 오고 땀에 포함되어 빠져나간 전해질을 보충하기 위해서 마시는 음료수이다. 전해질이란 물에 용해되어 이온으로 바뀌어서 전류를 잘 흐르게 하는 물질로 부족하면 피로를 느낀다.
예를 들어, 우리 몸속의 소금(NaCl)이 물에 녹으면 Na(+)와 Cl(-)로 분리되는데 이를 이온화되었다고 하며 전하가 있으므로 전도체 역할을 한다. 대뇌에서 내리는 명령은 전기 신호인데 혈액에 녹아 있는 이온들이 이러한 인체의 전기 활동을 돕는다.
물질의 4가지 상태는 기체, 고체, 액체, 그리고 플라스마인데 태양의 코로나에서처럼 아주 높은 온도 때문에 원자 주위에 존재하던 전자가 자유로워지면서 양성자, 전자 등으로 이루어진 기체도 고체도 액체도 아닌 상태가 되는 데 이를 플라스마라고 한다.
태양 표면의 온도보다 훨씬 높은 코로나 속에서 플라스마 상태로 존재하던 고에너지 입자들이 태양풍을 타고 지구를 비롯한 여러 행성에 도달한다. 지구에는 자기장이 이들의 침입을 막는데 일부는 자기장을 따라 북극과 남극 등 극지방에 모이면서 지구의 상층 대기권에 부딪히며 에너지를 방출할 때 빛을 내는 것이 오로라다.
태양은 11년을 주기로 그 활동이 강해졌다 약해지기를 반복하는데 태양의 활동이 활발하게 일어나면 오로라도 강하게 나타나며 그런 때는 극지방은 물론이고 저위도 근방에서도 오로라가 관찰되기도 한다. 오로라는 대체로 겨울, 밤이 깊은 시간에 잘 보인다. (작가)
박종진