지구 자기장의 발생 원인과 중요성

지구 자기장의 발생원인

지구 내부는 내핵, 외핵, 맨틀, 지각으로 구성되어 있으며, 지구 자기장은 외핵의 지구물리학적 운동에 의해 생성된다. 외핵은 철과 니켈로 구성된 금속성 액체 상태로 대류 운동을 하며, 이 대류 운동은 지구 내부에서 발생한 열이 외핵으로 이동할 때 발생하고 대류가 발생하면 전자도 함께 이동한다. 전자의 움직임은 전류를 발생시키고 지구의 자전과 함께 외핵이 회전하면서 전자기 유도를 통해 지구 자기장을 형성한다.  그러나 여러 복합적인 원인으로 지구의 자전축과는 일치하지 않는 외핵의 움직임에 의해  지자기 남극과 지자기 북극은 현재 지구의 자전축과 약 11도 정도 차이가 나게 지자기축의 양 끝단에 생성된다. 자기장은 지구의 자기축과 수직 한 방향으로 생성되며, 이 지구 자기장은 지구를 둘러싸는 자기권을 형성하고 전기장과 자기장이 상호 작용하여 지구의 자기장을 유지한다. 이러한 이론을 다이나모 이론이라 하는데, 지구 내부 자기장의 메커니즘을 설명하는 지구물리학적 이론으로서 지구 자기장의 원인을 설명하는 여러 이론 중에서 가장 지지를 받고 있다.
 

태양풍을 막아주는 지구의 보호막 자기장(출처 : NASA)

지구 자기장의 중요성

지구 자기장은 자기권을 형성하여 태양풍이나 태양으로부터 오는 우주선 복사와 같은 고에너지 입자를 차단하고 지구 표면으로 향하는 방향을 바꾸어 우리를 보호하는 역할을 하며 지구 대기와 함께 매우 중요한 역할을 한다. 인간의 생존과 지구 생태계의 유지함에 있어서 지구 자기장이 존재하지 않는 다면 인간과 지구 생태계에 파괴적인 영향을 미칠 수 있다. 또한 지구 자기장은 지구환경과학, 지질학, 고고학, 고자기학, 지구물리학 등 다양한 분야에 중요한 정보를 제공한다. 지구 자기장의 변화는 지구 내부의 변화와 관련이 있어 지구 내부 구조나 지진과 같은 지구 환경 현상을 예측하는 데에도 활용된다. 또한 지구 자기장은 지구의 지질학적 역사와도 관련이 있으며, 고자기를 통한 고고학적 발굴과도 연결되어 있다.
 
 지구 자기장은 우리 지구의 환경과 인류에 있어 매우 중요한 역할을 하고 있으며, 지구과학적 탐사와 연구에 필수적인 역할을 한다. 이러한 이유로 지구 자기장에 대한 연구는 지속적으로 이루어져야 하며, 이를 바탕으로 더욱더 심도있는 과학적 지식을 축적하고 기술을 발전시켜야 한다.