중국의 창어 4호 탐사선이 달 뒷면에서 달 시간으로 27일 째를 맞이하여 작동에 들어가자 과학자들이 깊은 관심으로 주목하기 시작했다. 지난 26일 째 활동 때 월면에서 발견한 '물체' 때문이다. 중국 관영 신화통신에 따르면, 창어 4호와 달 탐사로버 위투 2호은 달의 밤을 맞아 극심한 추위 속에 동면한 후 지구 시간으로 2월 6일 활동을 재개했다. 그러나 그 전에 로버는 희한한 암석 표본을 발견했다. 월면 위에 비석처럼 서 있는 상당히 길쭉한 암석으로, 위투 2호 팀은 ‘이정표’라는 별명을 붙였다.중국 국가항천국(CNSA)과 제휴한 중국어 과학지원 채널인 ‘우리의 우주'(Our Space)가 발행한 위투 2호 일기에 따르면, 미션 과학자들은 ‘이정표’는 면밀히 조사할 가치가 있다고 판단했다. 미션 팀은 위투 2호로 하여금 이 암석에 접근하게 하여, 탑재한 VNIS(가시 및 근적외선 이미징 분광계/Visible and Near-infrared Imaging Spectrometer)를 사용하여 표본에서 산란되거나 반사되는 빛을 감지하여 암석 성분을 분석할 계획을 세웠다. VNIS는 달의 186㎞ 너비의 폰 카르만 분화구를 가로지르는 위투 2호의 경로를 따라 수많은 암석과 표면 토양 샘플을 조사하는 데 사용되었다. 여기에는 특이한 용융 유리 표본과 잠재적으로 달 맨틀 재료가 포함된다. 훈련받지 않은 눈에는 특별히 흥미로운 대상으로 보이지 않을지도 모르지만, 이 발견은 달 과학자들 사이에서 큰 관심을 불러 일으켰다. 미국 메릴랜드주 그린벨트에 있는 고다드 우주비행센터의 미 항공우주국(NASA) 박사후 과정 펠로우인 댄 모리어티는 스페이스닷컴과의 인터뷰에서 “그것은 파편 같은 모양이고 땅에서 튀어나와 있는 것 처럼 보이는데 확실히 이례적인 일”이라면서 “반복적인 충격, 열 순환으로 인한 스트레스 및 달 표면의 풍화작용에 긴 시간 동안 노출되면 암석들이 둥글게 분해되는 경향이 있다”고 설명했다. 이어 "파편과 같은 모양을 보면 이 바위의 기원은 근처 분화구에서 발생한 충돌 분출로 추측된다"면서 "바위의 가로-세로비를 보면 분출된 암석 조각이 손상되지 않은 상태로 지표에 박힌 것으로 보인다”고 덧붙였다.한편 창어 4호 착륙선과 위투 2호는 각각 1년 3개월 설계 수명을 이미 크게 초과했다. 2019년 초 달 뒷면에 착륙한 창어 4호와 위투 2호 탐사 로버는 달에 밤이 찾아오면 수면 모드에 들어가고, 햇빛이 비추는 낮이 오면 활동에 들어가는 것을 반복하면서 탐사를 이어나가고 있다. 달의 뒷면은 우리가 지구에서 보는 앞면과는 상당히 다르며, 이러한 차이점이 어떻게 발생하게 됐는지 과학자들은 아직까지 완전히 파악하지 못하고 있다. 창어 4호는 달의 뒷면에 착륙한 최초의 우주선으로, 달 뒷면을 조사해 해당 지역의 지질학을 연구하는 데 초점을 맞추고 있다. 지난해 5월 창어 4호는 달 뒷면의 지표면에서 지각과 핵 사이의 물질인 달 맨틀의 흔적을 발견하기도 했다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

미프로야구 메이저리그(MLB) 뉴욕 양키스의 전설 미키 맨틀의 카드가 세계에서 가장 비싼 야구 카드가 됐다. 미국 스포츠 전문 매체 ESPN은 15일(한국시간) “미키 맨틀의 야구 카드가 역대 최고액인 520만 달러(약 57억원)에 팔렸다고 카드 거래업체인 PWCC 마켓플레이스가 발표했다”고 보도했다. 종전 최고가 야구카드는 지난해 8월 393만 달러(약 43억원)에 거래된 LA 에인절스의 마이크 트라웃의 루키 카드다. 이번에 신기록을 쓴 카드는 톱스(Topps)가 1952년 발행한 카드다. 카드 등급 시스템인 PSA 1∼10등급 중 9등급인 이 카드는 맨틀이 배트를 어깨에 걸치고 먼 곳을 응시하는 모습을 담고 있다. 이 카드를 구매한 배우 겸 사업가 롭 고프는 “어릴 적부터 꿈의 카드였다”며 “스포츠 카드의 모나리자이자 성배”라고 말했다. 1951년부터 1968년까지 양키스에서 활약하며 통산 타율 .298에 536홈런 1509타점, 153도루를 기록한 맨틀은 최우수선수(MVP) 3회 수상, 올스타 16회 선정 등 화려한 커리어를 남겼다. 1974년 명예의 전당에 헌액됐으며 1995년 별세했다. 홍지민 기자 icarus@seoul.co.kr

그동안 단 한 번도 시행된 적 없었던 ‘음(-)의 윤초’(negative leap second) 가능성이 제기됐다. 4일(현지시간) 텔레그래프는 2020년 중반부터 갑자기 빨라진 지구 자전 속도에 따라 하루가 23시간대로 짧아지면서 협정세계시에서 1초를 빼는 ‘음의 윤초’ 가능성도 커졌다고 보도했다. 지난해 중반 지구 자전 속도가 갑자기 빨라졌다. 2020년 7월 19일 지구는 24시간보다 1.4602ms(밀리초, 1ms는 1000분의 1초) 빨리 자전을 끝냈다. 지구가 한 번 자전하는데 24시간이 채 걸리지 않았다는 뜻이다. 지난 반세기 만에 가장 짧은 하루였다. 텔레그래프에 따르면 현재 세계시의 하루는 24시간에서 0.5ms, 즉 2000분의 1초를 뺀 만큼 계속 짧아지고 있다. 전문가들은 이런 추세가 계속된다면 사상 최초로 협정세계시에서 1초를 빼는 ‘음의 윤초’를 시행해야 할지도 모른다는 의견을 내놨다.지구는 자전축을 중심으로 매일 360도 한 바퀴씩 자전한다. 지구가 한 번 자전하는 데 걸리는 시간은 태양을 기준으로 24시간(1태양일) 정도다. 이런 지구자전을 기준으로 국제지구자전-좌표국(IERS)이 정하는 시간체계가 세계시다. 세계시의 하루는 지구 자전 속도에 따라 달라진다. 태양과 달의 조석력, 지구 핵과 맨틀 간 상호작용 등으로 지구자전 속도가 느려지거나 빨라지면, 세계시의 하루도 그만큼 길어지거나 짧아진다. 반면 세슘 동위원소(원자번호 133)의 진동수(91억9263만1770번)를 기준으로 1초를 정의하는 원자시는 3000년에 1초의 오차를 보인다. 시간이 흐르면서 두 시간 체계 사이에 차이가 생길 수밖에 없는 이유다. 이 간극을 좁히는 데 사용되는 게 바로 ‘윤초’(leap second)다. 국제지구자전-좌표국은 두 시간 체계 사이의 차이가 0.9초 이상이 되면, 윤초를 적용해 인위적으로 시간 오차를 해소한다. 지구 자전 속도가 느려져 한 번 자전하는 데 걸리는 시간이 24시간에 0.9초를 더한 만큼 늘어나고 세계시의 하루가 길어지면, 거기에 맞춰 협정세계시에 1초를 더하는 ‘양(+)의 윤초’(positive leap second)를 시행한다. 반대로 지구 자전 속도가 빨라져 한 번 자전하는 데 걸리는 시간이 24시간에서 0.9초를 뺀 만큼 줄어들고 세계시의 하루가 짧아지면, 거기에 맞춰 협정세계시에서 1초를 빼는 ‘음(-)의 윤초’(negative leap second)를 시행한다. 이렇게 세계시와 원자시를 합쳐 보완한 시간 체계가 협정세계시(UTC)다. 가장 최근의 윤초 시행일은 2016년 12월 31일 오후 11시59분59초였다. 협정세계시보다 9시간이 빠른 우리나라는 2017년 1월 1일 오전 8시59분59초와 9시0분0초 사이에 1초를 추가했다. 2017년은 365일하고도 1초가 더 있는 윤초의 해였던 셈이다.1972년 협정세계시 시행 이후 지금까지 적용된 27번의 윤초 모두 협정세계시에 1초를 더하는 ‘양의 윤초’였다. 음의 윤초가 실시된 적은 단 한 번도 없었다. 2004년 인도양 지진 해일 때나 2011년 동일본 대지진 때를 제외하고는 지구 자전 속도가 대체로 매년 0.76초씩 느려졌기 때문이다. 하지만 지난해 중반부터 지구 자전 속도가 갑자기 빨라졌다. 이에 따라 사상 처음으로 ‘음의 윤초’가 적용될 가능성도 생겨났다. 영국 국립물리학연구소(NPL) 선임연구원 피터 휘벌리는 “만약 지구 자전 속도가 계속 빨라진다면, 음의 윤초가 필요할 가능성이 꽤 높다”고 설명했다. 휘벌리 박사는 “음의 윤초 논의가 시기상조이기는 하나, 최근 반세기 사이 그 어느 때보다도 지구가 빨리 돌고 있다는 것만은 확실하다”고 밝혔다. 그러면서 음의 윤초에 대한 논의가 윤초 제도 자체를 폐지하자는 방향으로 흘러갈 수도 있다고 말했다. 윤초 폐지는 인터넷 발달과 함께 꾸준히 거론됐다. 컴퓨터 운영체제가 61초짜리 1분을 반영하지 못하는 관계로 윤초가 적용될 때마다 각종 부작용이 발생했기 때문이다. 2012년 호주 콴타스 항공사는 윤초에 대비해 시스템을 수정했지만, 예상치 못한 문제로 발권 시스템이 멈춰 항공기 400여 편을 띄우지 못했다. 2015년에는 증권시장이 20분 늦게 열리는 사태도 벌어졌다. 이에 따라 미국과 호주, 프랑스, 독일 등은 2005년부터 줄곧 윤초 폐지를 주장했다. 1초라는 아주 짧은 시간 때문에 일상생활에 지장이 생길 리 만무하며, 오히려 윤초로 인한 피해가 더 크다는 지적이다. 반면 영국과 러시아는 현행 유지를 원한다. 특히 영국은 윤초 폐지로 시간 체계에 대한 기득권이 미국으로 넘어갈까 우려하고 있다. 양의 윤초든 음의 윤초든 지구 자전 속도에 따라 하루 길이가 계속 달라지는 만큼, 윤초를 둘러싼 잡음은 계속될 것으로 전문가들은 보고 있다. 권윤희 기자 heeya@seoul.co.kr

미국항공우주국(NASA)의 화성 탐사선 ‘인사이트’호가 지구로 보낸 데이터에는 지구의 이웃 행성인 화성의 지각은 3단 케이크처럼 이뤄져 있는 것으로 나타났다. 2018년 11월 화성의 적도 인근 엘리시움 평원에 안착한 인사이트호는 초감도 지진계(SEIS·Seismic Experiment for Interior Structure)를 사용해 지난 2년간 몇백 차례의 화성 지진(marsquake)을 감지했다. 각각의 지진은 두 세트의 지진파를 방출하는데 인사이트 임무에 참여한 연구진은 그 파형이 움직이는 차이를 분석함으로써 화성의 지각과 맨틀 그리고 중심 핵의 크기 및 구성에 관한 계산을 시작할 수 있었다. 이에 대해 NASA 산하 제트추진연구소(JPL)의 인사이트 임무 책임자인 브루스 배너트 수석 연구원은 “우리는 이런 커다란 질문 중 몇 가지에 답을 시작할 수 있는 충분한 데이터를 갖고 있다”고 말했다.과학자들은 화성의 지각이 지구처럼 세 가지 층으로 이뤄져 있다는 이론을 세웠지만, 지금까지는 연구할 자료 자체가 없었다. 하지만 이번에 인사이트호가 보내준 데이터를 분석한 연구를 통해 화성의 지각은 화성에서 온 운석을 분석한 기존 연구 결과와 마찬가지로 3개 층으로 이뤄져 있을 수 있는 것으로 나타났다. 연구진은 화성 지진의 1차 파와 2차 파를 비교함으로써 지각의 두께는 평균 약 37㎞이지만, 가장 두꺼운 곳은 67.5㎞에 달한다고 추론했다. 이는 해양 밑으로 4.8㎞, 대륙 밑으로는 29㎞에 달하는 다양한 지각을 가진 지구보다 상당히 두꺼운 것이다. 인사이트호는 화성 토양이 예상보다 단단해 땅을 파고 들어가는 원통형 장치인 ‘몰’(mole·두더지)이 제대로 작동하지 않아 탐사 임무 난관에 봉착했지만, 프랑스 국립우주연구원(CNES)이 제공한 지진계 등 다른 장비들은 다행히도 제기능을 다하고 있다.지난해 4월 이후 SEIS는 화성 지진 480여 건을 기록했는데 진동은 비교적 약해 진도 3.7보다 크지 않았다. 이에 대해 같은 연구소의 지진학자 마크 패닝 연구원은 “우리가 더 큰 지진을 감지하지 못했다는 점은 약간 놀라운 일”이라면서도 “화성이 지구보다 더 정적인 곳인지 아니면 단지 인사이트호가 조용한 중간 지점에 착륙한 것인지는 아직 확실하지 않다”고 말했다. 인사이트 임무 동안 화성 지진은 한동안 매일 발생했지만 지난 6월 말 갑자기 멈췄다. 이때 화성은 1년 중 가장 바람이 많이 부는 계절에 접어들었다. 지진계에는 차폐물이 설치돼 있지만, 바람이 너무 강해 땅을 흔들면 진짜 지진을 감지하지 못하게 할 수 있다. 연구진은 앞으로 더 많은 주요 지진이 일어나 화성 내부 층에 관한 더 많은 정보를 얻기를 바라고 있다. 배네트 연구원은 “때때로 놀라운 정보를 많이 얻지만 대부분의 경우 자연이 말해주는 것을 알아내려고 애 써 확인한 것”이라면서 “이는 우리에게 정답을 잘 포장한 꾸러미로 제시한다기 보다는 까다로운 실마리들의 흔적을 따라가려고 노력하는 것과 같다”고 말했다. 한편 이번 연구 성과는 지난 15일 미국지구물리학회(AGU) 가상 회의에서 발표됐으며 동료 검토 저널에도 실릴 예정이다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

그린란드 중부 빙상의 융해가 맨틀과 핵의 경계에서 뜨거운 맨틀이 상승해 암석 하부까지 도달하는 현상인 ‘맨틀 플룸’의 지열 활동으로 빨라지고 있다는 연구 결과가 나왔다. 일본 도호쿠대 연구진은 그린란드 하부에 있어 이른바 ‘그린란드 플룸’으로 불리는 맨틀 플룸의 범위와 분포를 분석했다. 연구진은 지표면 아래의 구조를 3D 이미지로 만들기 위해 그린란드 하부의 지각과 맨틀을 통과하는 지진파 경로를 측정했다. 이는 음파가 차갑고 딱딱하며 밀도 높은 물질에서 더 쉽고 빠르게 전달되지만 뜨거운 바위처럼 따뜻한 물질에서 더 느리게 전달되는 원리를 이용한 것으로, 병원 CT 촬영과 유사한 방식으로 작동한다.지진 측정은 이른바 ‘그린란드 빙상 감시망’으로 불리는 지진 기록소들이 수집한 자료를 분석하는 방식으로 이뤄졌다.이를 통해 연구진은 그린란드 플룸이 맨틀과 핵의 경계에서 천이층(MTZ)까지 상승해 있다고 판단했다. 천이층은 맨틀의 중층에서 깊이 약 400~900㎞의 부분으로, 맨틀 내 지진과 속도는 이 층에서 급격히 증가한다. 상부 맨틀과 마찬가지로 주로 감람암으로 이뤄져 있는 화학 조성은 거의 변함이 없지만, 고압에서 밀도가 큰 결정 구조로 변한 것으로 여겨진다. 그린란드가 속한 북대서양 지역에서는 지열 활동이 활발하다. 인근 아이슬란드와 노르웨이령 얀마옌섬에도 각각 맨틀 플룸을 지닌 활화산이 존재한다. 북극해 노르웨이령 스발바르 제도에서도 지열 활동이 활발하게 이뤄지고 있다.그런데 이번 연구로 그린란드 플룸은 아이슬란드와 안마옌섬 그리고 스발바르 제도의 지열 활동에도 영향을 주는 두 개의 플룸 지류를 가진 것으로 나타났다. 이에 대해 연구 주저자인 도요쿠니 겐티 교수는 “그린란드 플룸에 관한 지식은 이런 지역에서의 화산 활동에 관한 우리의 이해를 높일 것”이라면서 “그린란드 빙상의 융혜에 따른 전 세계 해수면 상승이라는 문제가 있는 쟁점을 해결하는데도 빛을 발할 것”이라고 설명했다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘지구물리학 연구저널: 고체 지구’(Journal of Geophysical Research: Solid Earth) 최신호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

캘러웨이골프는 지난 4·9월 각각 ‘4세대 크롬소프트 20’과 ‘4세대 크롬소프트 X 20’ 골프볼을 출시했다. 이 두 제품은 캘러웨이골프가 600억원을 투자해 설립한 미국 매사추세츠주 현지 공장에서 생산된다. 현지 공장은 ‘3D X-RAY’ 장비를 도입해 볼의 코어가 중앙에 위치했는지, 디자인에 문제가 없는지 등을 확인할 수 있어 불량률이 거의 없다는 게 이 회사 측의 설명이다. 먼저 4세대 크롬소프트 20은 가벼우면서도 강도가 높은 그래핀을 아웃코어에 삽입해 이너 코어 크기를 이전 모델보다 약 34%가량 키웠다. 커진 이너 코어는 더 높은 탄도와 낮은 스핀을 발생해 향상된 비거리를 기대할 수 있다. 캘러웨이의 자체 기술인 ‘뉴 하이 스피드 멘틀 시스템’을 적용해 더 빠른 볼 스피드를 만들어낸다. 우레탄 커버는 이전 모델보다 약 10% 얇게 만들었다. 4세대 크롬소프트 X 20은 투어 선수들이 원하는 2가지 요소를 구조적 설계에 반영했다. 첫째 볼 스피드를 높이고자 이전 듀얼 코어를 싱글 코어로 바꿨다. 코어 사이즈도 이전보다 117% 크게 디자인했다. 둘째 맨틀 구조를 2겹으로 한 ‘뉴 하이 스피드 듀얼 맨틀 시스템’ 기술을 적용했다. 2개의 맨틀은 투어 선수들의 퍼포먼스에 영향을 미친다. 소프트한 내부 맨틀은 완충효과가 있어 타구감을 향상하며, 단단한 외부 맨틀은 높은 볼 스피드를 제공해준다. 퍼팅의 정확도를 높여주는 ‘트리플 트랙’ 기술도 적용됐다. 김태곤 객원기자 kim@seoul.co.kr

최근 금성의 생명체 존재 가능성 보고로 과학계가 크게 술렁였다. 금성의 대기에서 일정 농도의 포스핀이 지속적으로 관측된 것이다. 포스핀은 혐기성 미생물이 유기물을 분해할 때 생기는 물질로 알려져 있다. 생성된 뒤 수십분 내에 분해되는 포스핀이 일정 농도 관측된다는 것은 미생물이 꾸준히 활동하고 있다는 증거로 해석될 수 있다. 혹독한 대기 환경을 보이는 금성에서 이런 미생물의 존재 가능성은 극한의 다른 행성에서도 생명체가 있을 가능성을 시사한다. 금성은 지구와 인접한 행성이지만, 대기 환경은 지구와 크게 다르다. 지구와 다른 금성의 대기 형성 비밀을 풀기 위해서는 앞으로도 많은 연구가 필요하다. 지구형 행성의 대기 조성은 행성 내부 운동과도 관련 있다. 판구조 운동과 화산 활동이 그것이다. 이들은 행성 내부, 지표와 대기 간에 큰 규모의 물질 순환을 만들고 있다. 지구의 화산 가스는 대부분 수증기로 구성돼 있지만, 이산화탄소, 질소, 황, 수소, 일산화탄소 등도 포함하고 있다. 또 판구조운동으로 지표의 물이 지구 내부로 운반되고, 화산과 해령 등을 통해 지표와 대기로 순환될 수 있음이 제기되기도 했다. 판구조운동은 대기 조성뿐 아니라 지형을 바꾸고 지역의 기후도 바꿀 수 있다.지구의 최고봉들이 줄지어 늘어선 히말라야 산맥과 티베트고원은 인도판과 유라시아판의 충돌 결과로 만들어졌다. 인도판은 1억년 전 남반구에 위치한 곤드와나대륙에서 분리됐다. 인도판은 연간 20㎝의 빠른 속도로 북쪽으로 3000㎞가량 이동해 5500만년 전부터 유라시아판과 충돌해 현재에 이르고 있다. 지금도 매년 5㎝ 속도로 충돌이 진행 중이다. 인도판이 유라시아판 아래로 파고드는 형세다. 인도판은 티베트고원 방향으로 파고들며, 현재는 410㎞ 깊이에 위치한 맨틀 전이대 위에 놓여 수평으로 이동하고 있다. 인도판과 유라시아판이 모두 대륙판이고, 밀도도 유사해서 인도판이 지구 내부로 가라앉지 못하고 수평 이동을 거듭하고 있다. 이 때문에 히말라야산맥과 티베트고원의 고도는 계속 높아지고 있다. 하지만 이 충돌로 인도판이 유라시아판 아래로 완전히 사라지게 될지는 아직 판단하기 어렵다. 인도판의 이동을 주관하는 맨틀대류와 중앙해령에서의 판의 생성 속도뿐 아니라 인접 지역 판의 움직임에도 영향을 받기 때문이다. 일본 열도 동쪽으로 충돌하는 태평양판은 일본 열도와 동해 아래를 지나 한반도까지 뻗어 있다. 이곳에서부터 중국 내륙 방향으로 수평으로 이동하고 있는데 이것이 백두산 화산 활동의 에너지 공급원 역할을 한다는 설명도 있다. 이렇듯 충돌대마다 침강판의 모양과 놓여 있는 깊이가 서로 다르다. 지구 내부의 순환 운동도 지역별로 상이하다. 이 결과 지구 곳곳에서 새로운 판이 만들어지기도 한다. 에티오피아, 탄자니아, 모잠비크가 위치한 아프리카 북동부 지역은 현재 아프리카 대륙과 서서히 분리되고 있다. 미래엔 두 개로 나뉜 아프리카 대륙을 볼 수도 있을 것이다. 이렇듯 개별판의 움직임은 또 다른 판의 움직임을 가져오고, 내부 순환을 가속화시키기도 한다. 지구는 살아 있고, 비선형적인 진화를 거듭하고 있다. 향후 일을 예측하기 어려운 일이기도 하다. 사람마다 성격과 생김새가 다르듯이, 지구 내부 운동도 지역별로 사뭇 다르다. 이래저래 복잡한 세상이다.

-250년 전 망원경으로 발견한 일곱번째 행성 태양계 8개 행성 중 지구를 빼고 망원경 없이 볼 수 있는 행성은 몇 개나 될까? 대부분의 사람들은 "다섯"(수성, 금성, 화성, 목성, 토성)이라고 대답할 것이다. 이 다섯 개의 밝은 행성은 예로부터 잘 알려져 요일 이름까지 차지한 행성이지만 실제로는 망원경이나 쌍안경의 도움 없이 맨눈으로 볼 수 있는 여섯 번째 행성이 있는데, 바로 천왕성이다. ​이번 주는 이 천왕성의 맨눈 관측을 시도해볼 아주 좋은 기회라 할 수 있는데, 특히 늦은 저녁 하늘에 관측에 방해가 되는 밝은 달이 없기 때문이다.​ 물론 천왕성의 정확한 위치를 알아야 한다. 별의 밝기는 숫자로 표시하는데, 보통 1등성부터 6등성까지 나뉘며, 숫자가 작을수록 밝은 별이다. 6등성이 맨눈으로 볼 수 있는 별 밝기의 하한선이다. 천왕성은 현재 5.7등급으로 빛나고 있다. 이 정도 밝기라면, 아주 어둡고 하늘 상태가 좋은 밤에 시력 좋은 사람이 겨우 볼 수 있을 정도다. 그러니까 먼저 쌍안경으로 천왕성을 확인한 후 맨눈으로 관측하는 것이 요령이다. 천왕성을 찾는 지표는 화성이다. 붉게 빛나는 화성의 동쪽(왼쪽)으로 약 12도 정도 떨어진 양자리에 천왕성이 있다. 참고로, 보름달 하나가 약 0.5도 크기에 해당한다. 위의 하늘지도를 머리속에 스캔해둔 다음 쌍안경으로 해당 영역을 스캔하여 찾는 것이 가장 좋다. 150배율 이상의 천체망원경으로 보면 작은 청록색 원반 형태를 확인할 수 있다. 현재 천왕성은 지구로부터 약 28억 5000만km 떨어져 있다. 이는 지구-태양 간 거리(1천문단위/AU)의 약 19배에 해당하는 먼 거리다. 천왕성이 태양을 한 차례 공전하는 데는 약 84년이 걸린다. 이 행성의 지름은 지구의 약 4배인 5만 724km로 3번째 큰 행성이며, 1986년 보이저 2의 자기 데이터에 따르면 자전주기는 17.23시간이다. 보이저 2는 또한 1978년에 발견된 9개의 고리계를 모두 탐사했고, 2개의 새로운 고리와 10개의 새로운 위성을 발견했다. 지금까지 발견된 천왕성의 위성은 모두 27개에 달한다. 수소와 헬륨의 대기로 둘러싸인 천왕성은 물, 메탄 및 암모니아의 액체 맨틀을 갖고 있으며, 얼음 바위 같은 핵을 가지고 있을 것으로 과학자들은 보고 있다. 천왕성은 태양계의 어떤 행성보다 가장 추운 섭씨 영하 224도 대기를 가지고 있다.그러나 이 모든 것을 압도하는 기괴한 천왕성의 특징은 자전축의 기울기다. 태양계 행성들의 자전축 기울기는 3도에서 29도 사이이지만, 천왕성은 무려 98도에 달한다. 그러니까 천왕성은 궤도면에 거의 누운 자세로 태양을 공전한다는 얘기다. 왜 그럴까? 유력한 가설은 원시 태양계 때 거대한 천체가 천왕성에 충돌해 거의 다운시켰다는 것이다. 이런 이유로 천왕성은 계절은 유별나다. 태양이 북극에서 떠오르면 42지구년 동안 그대로 유지된다. 그런 후 북극은 다시 42년 동안 어둠 속에 잠긴다. 천왕성을 발견한 사람은 영국의 아마추어 천문가 윌리엄 허셜이다. 그는 1781년 3월 13일 밤, 구경 6.3인치(16cm)의 자작 반사망원경으로 쌍둥이자리에서 일곱 번째 행성을 발견했다. 이 발견은 세계를 경악시켰다. 사람들은 그때까지 토성까지가 태양계의 전부인 줄 알고 있었는데, 태양계가 갑자기 2배로 확대되어버린 것이다.​ 이 발견으로 허셜은 천문학사에 불멸의 이름을 올렸으며, 일개 아마추어 천문학자에서 일약 왕실 천문학자로 신분이 수직 상승했다. 그리고 프로 천문학에 들어서서도 최초로 은하계의 구조를 파악하는 등 수많은 발견들을 이루어냈으며, 기이하게도 그가 발견한 천왕성의 주기에 딱 맞는 84세에 우주로 떠났다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

지구상에서 가장 더운 지역인 소말리아 아파르 사막 땅속 깊숙한 곳에 있는 거대한 균열 탓에 아프리카 대륙은 언젠가 두 동강이 날 것이라고 과학자들은 예측한다. 이는 동아프리카의 이 황량한 대지 밑에 있는 누비아판과 소말리아판 그리고 아라비아판이라는 이름의 지각판 3장이 서로 조금씩 멀어지고 있기 때문이다.미국 NBC방송은 과학자들이 아파르 지역의 길이 56㎞짜리 균열이 어떻게 커지고 있는지를 GPS 등의 데이터를 사용해 예전보다 훨씬 더 정확하게 측정할 수 있어 관련 분야의 연구가 비약적으로 진행되고 있다고 전했다. 이런 측정 자료를 현장 연구와 접목하면 아파르 지역 땅속에서 일어나고 있는 현상에 관한 이해를 높일 수 있다는 것이 관련 연구자들의 생각이다. 영국 리즈대의 크리스토퍼 무어 연구원 역시 이렇게 생각하는 연구자들 중 한 명이다. 무어 연구원은 “아파르 사막의 균열 지대는 대륙 균열이 어떻게 해양 균열로 변하는지를 유일하게 연구할 수 있는 곳”이라고 소개한다. 그는 지난 몇 년간 위성 자료를 이용해 동아프리카 대륙 붕괴와 관련한 화산 활동을 관측해 왔다.하지만 아프리카의 대륙 붕괴로 새로운 바다가 생기려면 지금부터 적어도 500만 년에서 1000만 년이 걸릴 것으로 예측된다. 특히 지구의 지각은 12장의 커다란 지각판으로 구성돼 있는데 이들 판은 항상 서로 밀어내거나 위에 올라타고 밑으로 내려가는 운동을 한다. 지난 3000만 년 동안 아라비아판은 아프리카에서 멀어졌는데 이렇게 해서 생긴 것이 바로 홍해와 아덴만이다.동아프리카의 소말리아판 또한 그 서쪽인 누비아판으로부터 서서히 멀어지고 있다. 따라서 아프리카 대륙을 남북으로 가로지르는 대지구대(그레이트리프트밸리)는 에티오피아에서 케냐에 걸쳐 갈라지고 있는 것이다. 다만 아파르 지역의 주변 환경은 현장 연구자들에게 “단테의 지옥”으로 불릴 만큼 가혹하다. 이에 대해 미국 툴레인대의 신시아 에빙거 박사는 “인간이 사는 가장 더운 마을은 아파르 지역에 있다”면서 “낮 기온은 종종 54.4℃에 이르고 시원해야 할 밤에도 기온은 35℃나 된다”고 말했다. 에빙거 박사는 미국 로체스터대 재직 시절인 2005년부터 아파르에 생긴 거대 균열을 조사해 왔다. 이 균열은 당시 불과 며칠 만에 생겼지만, 길이 56㎞라는 크기는 지각판 이동의 몇백 년 치에 해당한다. 이후 이 극단적인 현상의 원인을 조사해온 에빙거 박사에 따르면, 대륙 분열 과정은 항상 안정적으로 진행되는 것이 아니라 때때로 격렬하게 이뤄진다. 그녀의 견해로는 아파르 지역에서 볼 수 있는 이런 폭발적인 현상은 마그마의 압력 축적에 기인한다. 비유하면 이는 공기를 너무 많이 넣은 풍선이다. 풍선의 표면은 압력에 의한 장력을 견딜 수 없어 펑하고 터진다. 아파르 지역에 있는 각 지각판의 경계가 떨어지는 속도는 제각각이다. 하지만 이런 힘이 합쳐지는 것으로 중앙해령계(mid-ocean ridge system·지하로부터 맨틀이 올라오는 해저산맥)을 만들어내고 있다. 그러면 새로운 바다가 생기는 것이다. 이에 대해 미국 캘리포니아대 샌타바버라캠퍼스의 켄 맥도널드 박사는 “아덴만과 홍해는 머지않아 아파르 지역이나 대지구대로 밀려들어 새로운 바다가 될 것이며 소말리아 등 동아프리카의 일부분은 섬이 될 것”이라고 설명했다. 아프리카에 있는 세 지각판은 서로 다른 속도로 분리되고 있다. 아라비아판은 아프리카에서 연간 2.5㎝씩 멀어지고 아프리카 대륙 쪽 두 지각판은 매년 1.25~0.5㎝씩 분리된다. 이는 느린 변화일 수도 있지만 대륙이 분리되고 있다는 것을 보여주는 명백한 증거다. 지각판이 떨어져 나가면 지하 깊숙이 갇혀 있던 물질이 표면에 떠오르고 그것이 해양 지각을 형성한다. 이런 지각은 대륙 지각과는 조성과 밀도가 크게 다르므로 지금 그곳에서 형성되고 있음을 보여준다고 무어 연구원은 말했다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

달의 나이가 지금까지 알려진 45억 년 전후보다 8500만 년 더 어리다는 연구결과가 나왔다. 지구의 위성인 달은 그 형성에 대해 다양한 설이 있는데, 이중 가장 타당성이 있는 것은 지구가 최초로 형성될 때 제3의 천체와 충돌한 뒤 지구의 일부분이 떨어져 나가 현재의 달이 되었다는 설이다. 학계는 이 같은 가설과 함께 달 표면의 방사성 연대 추정에 의해 나이를 추정한 결과, 달의 나이를 약 45억 년으로 추정해왔다. 그러나 최근 독일항공우주센터와 뮌스터대학 공동 연구진은 새로운 수치 모델을 이용해 달의 형성 과정을 재분석했다. 연구진이 주목한 것은 달을 뒤덮고 있던 일명 ‘마그마 바다’가 식기 시작한 시기다. 약 45억 년 전 형성 초기 지구는 지표에 마그마가 넘쳐흐르고 수시로 화산이 폭발하는 형태였다. 마그마가 바다처럼 흐르던 그때 초기 지구가 ‘테이아(Theia)로 불리는 화성만한 행성과 충돌했고, 이 충돌 과정에서 생긴 물질들이 모여 태어난 것이 바로 달이다. 이 때문에 초기의 달 역시 지구와 마찬가지로 깊이 1000㎞에 달하는 마그마 바다로 덮여 있었으나, 일정 시간이 지난 이후 서서히 응고되기 시작했다.연구진은 새로운 수치 모델을 이용해 달의 마그마 응고 과정에서 형성된 마그네슘과, 철이 풍부한 규산염 광물의 성분이 시간에 지남에 따라 어떻게 변하였는지 계산했다. 또 응고가 진행됨에 따라 달 표면을 구성하는 다양한 암석의 형성에 변화가 발생했음을 확인하고, 이 변화를 달의 진화 단계와 연관해 분석했다. 그 결과 달의 크기와 마그마 바다의 깊이, 달 표면 암석의 성분 등을 미뤄 봤을 때, 마그마 바다로 덮인 달이 태어난 시기는 예상보다 8500만 년 늦은 44억 2500만 년 전이라는 결과가 나왔다. 연구진은 “이전의 가정에 따라 달의 나이를 45억 1000만 년으로 가정했을 때, 새로운 계산을 통해 달의 나이가 이보다 8500만 년 더 젊다는 사실을 확인했다”면서 “달의 마그마 바다가 예상보다 오랫동안 액체 상태로 유지됐으며, 완전히 굳어 현재와 같은 맨틀 구조를 이루기까지는 2억 년이 소요됐을 것으로 보인다”고 밝혔다. 이어 “이번 수치 모델로 달을 감싸고 있던 마그마 바다의 시작점을 짐작할 수 있었다. 달의 생성은 지구의 형성이 끝나는 시점에 일어난 사건이라고 보여진다”고 덧붙였다. 자세한 연구결과는 세계적인 과학저널인 ‘사이언스’의 자매지인 ‘사이언스 어드밴시스‘ 최신호(10일자)에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

중국 연구진이 지난해 달 탐사 시 발견했던 미스터리한 물질의 정체를 밝힌 연구결과를 공개했다. 중국은 1년 전인 지난해 7월 세계 최초로 달 뒤편에 달 탐사선 창어 4호를 발사했으며, 달에 도착한 직후 탐사 로버인 위투(玉兎) 2호를 작동시켜 최초로 달의 맨틀 성분을 분석할 수 있는 데이터를 확보했다. 위투 2호가 확보한 데이터 가운데에는 전 세계 전문가들도 1년 가까이 의문을 품었던 ‘미스터리한 물질’도 포함돼 있었다. 연구진이 ‘젤(gel)과 유사한 물질’이라고 표현한 이것은 표면 위에 흩뿌려진 듯 보였으며, 짙은 녹색을 띠는 동시에 광택을 가지고 있었다. 당시 중국 국가항천국(CNSA)은 “새로운 분화구의 가장자리에서 주변의 달 토양과는 상당히 다른 모양과 색상을 가진 물질이 발견됐다”면서 “적외선 분광계를 통해 데이터를 수집했으며, 다소 끈적이는 젤과 같은 상태였다”고 추정했었다. 이후 연구진은 지난해 말 위투 2호를 이용해 근접 촬영을 진행하는 동시에, 관련 데이터를 수집해 분석을 시작했다. 그 결과 끈적거리는 젤처럼 보이는 미스터리한 물질의 정체는 녹아내린 ‘각력암’이었다.각력암은 운석이 충돌할 때 다른 암석들이 부서져 섞이고 굳어서 된 암석으로 여러 종류의 암석 조각이 섞여 있는 것이 일반적이다. 연구진은 대체로 암석 조각들은 미네랄 성분에 의해 접착돼 있는데, 이 성분이 녹을 경우 반짝이는 유리나 젤처럼 보일 수 있다고 설명했다. 또 회색과 검은색이 섞인 녹색과 광택을 동시에 띠는 이 물질은 달 지표면에 약 52×16㎝ 너비로 흩어져 있었다고 덧붙였다. 중국 국가항천국 연구진은 “이 물질은 달 표면의 흙과 각력암이 외부 충격에 의해 접합하거나 응집하는 과정을 거쳐 형성됐다. 달 표토의 반짝이는 물질은 일반적으로 충격에 의해 녹거나 화산 폭발 등으로부터 발생한다”고 설명했다. 달 표토에서 각력암의 존재가 발견된 것은 이번이 처음은 아니다. 1971년 미국항공우주국(NASA)의 아폴로 15호의 우주비행사 데이비드 스콧은 무게 4.73㎏의 각력암을 지구로 가져왔었다. 이 암석은 지구 표면에 존재하는 것보다 30억 9000만 년 이전에 만들어졌다는 사실이 확인되기도 했다.이번 연구결과를 접한 NASA관계자는 “이전 연구결과는 정확한 샘플을 가지고 있지 않기 때문에, 수겅 결과가 정확하지 않을 수 있다”면서도 “그러나 달의 반대편에서 과거 아폴로 우주비행사들이 관찰한 것과 유사한 특징을 발견하고 있다는 점은 매우 고무적”이라고 평가했다. 자세한 결과는 국제학술지 ‘지구·행성 과학 회보’(Journal Earth and Planetary Science Letters) 최신호에 실렸다. 한편 ‘옥토끼’를 뜻하는 위투 2호는 최고 속도는 시간당 200m, 20도 높이의 언덕을 오리거나 20㎝ 높이의 장애물도 넘을 수 있으며, 지난 1년 동안 남극 지역의 달 토양 성분에 대한 자료들을 꾸준히 보내왔다. 보내온 자료의 양은 210 기가바이트가 넘는다. 중국은 올해 말 달 표본을 수집해서 지구로 돌아오는 미션을 수행할 ‘창어 5호’의 발사를 준비 중이다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

중국의 동북 지역인 헤이룽장성 북부의 화산 아래에서 거대한 마그마가 상부로 올라오는 등의 움직임이 포착돼 분출 우려가 있다는 주장이 제기됐다. 특히 10세기쯤 거대한 분화를 일으켰던 백두산이 이 마그마와 연결돼 있을 수 있다는 내용이 포함돼 주목된다. 중국 과기대학 장하이장 교수 등이 이끄는 연구팀은 중러 접경 지역인 헤이룽장성 우다롄츠 화산 지대에 있는 웨이산에 대한 연구 결과를 학술지 ‘지질학(Geology)’에 발표했다. 연구진은 센서로 지하 깊은 곳의 전자기 이상신호를 감지하는 방식으로 마그마를 탐지했다. 마그마는 일반적으로 암석보다 전도율이 낮기 때문이다. 中연구진 “거대 마그마류 2곳 포착” 연구진은 웨이산 일대의 지하 15㎞와 8㎞ 지점에서 각각 이상신호를 포착했다. 연구진은 컴퓨터 모델링 기법을 이용해 마그마가 대량으로 고여 있는 거대한 마그마류(溜) 2개가 존재할 가능성이 있다고 추정했다. 또 상부 마그마류에는 마그마가 15% 정도 차 있다고 계산했는데, 기존 연구에 따르면 40%가 차면 화산이 폭발할 수 있다. 즉 화산 분출의 전 단계로서 ‘마그마 충전’이 이뤄지고 있을 가능성이 있다는 것이다. 연구진은 한발 더 나아가 이 마그마류는 더 큰 시스템의 일부라면서 “지질 구조판이 이동하는 이차적인 맨틀 대류를 통해 백두산과 연결돼 있을 가능성이 있다”고 봤다. 연구진은 2002~2005년 백두산의 화산 활동이 증가했다면서, 이는 마그마 활동이 증가한 것이라고 추정하기도 했다.그러면서 “중국 동북 지역의 화산이 활성 단계일 가능성이 있으며, 이 지역의 마그마 시스템을 더욱 이해하기 위한 활발한 화산 모니터링이 필요하다”고 말했다. 사우스차이나모닝포스트(SCMP)와 과기일보 등 중화권 매체에 따르면 중국 동북 지역에는 신생대에 형성된 화산이 많다. 백두산과 우다롄츠가 유명하다. 이 중 우다롄츠에는 14개의 화산이 있고, 1719~1721년 화산 폭발 기록이 있다. SCMP는 “그 동안 학자들은 946년 강력한 폭발 기록이 남아 있는 남쪽의 백두산에 더 주목해 왔다”면서 “웨이산의 마지막 분출은 50만년도 더 넘어 사화산으로 평가됐기에 이번 발견은 놀랍다”고 전했다. 中 지진국 “화산 활동 관측 안돼…가능성 낮아” 그러나 중국의 관련당국은 이 같은 주장에 회의적인 반응을 나타냈다. 중국지진국 지질연구소 활화산연구실의 쉬젠둥 주임은 ‘18세기 초 우다롄츠의 화산 폭발로 생긴 라오헤이산과 훠샤오산(火燒山) 화산을 수십년간 관측했지만 활발할 마그마류 신호가 탐지되지 않았다“고 반박했다. 그는 “해당 지역에 정말 큰 마그마류가 있다면, 관련된 화산 활동이 관측됐어야 한다”면서 “하부에 있는 마그마가 상부로 충전될 때 움직임이 있어야 하는데, 매우 조용했다”고 의문을 제기했다. 그러면서 마그마류가 존재한다고 확정적으로 말하는 것조차 너무 이르다고 지적했다. 그는 “장 교수 연구팀이 탐지한 이상신호가 마그마류처럼 보이지만, 이는 물이나 바위 등을 통해서도 나타날 수 있다”면서 “장기적인 화산 활동 자료를 통해 검증이 필요하다”고 말했다. 이어서 “최근 몇 년간 많은 연구에 따르면 해당 지역에서 즉시 폭발이 있을 가능성은 낮은 것으로 추정된다”면서 “그 때문에 정부는 해당 지역에 관측소를 세우지 않았고, 폭발에 대비하지 않고 있다”고 덧붙였다. 신진호 기자 sayho@seoul.co.kr

코로나19 팬데믹으로 입항을 거부당했던 크루즈선이 배에 남아있던 승객을 싣고 고향으로 돌아왔다. 무려 6개월 만이다. 미국 CNN 등 해외 언론의 8일 보도에 따르면 8명의 승객을 싣고 바다를 배회하던 독일 MV 아르타니아 크루즈선은 이날 무사히 브레머하펜 항구에 입항했다. 이 크루즈선은 지난해 12월 21일, 약 1200명의 승객을 싣고 독일 함부르크를 출발해 140일간 세계의 바다를 여행할 예정이었다. 본래 여행 일정은 3월 9일까지였지만, 코로나19 팬데믹으로 유럽 전역이 몸살을 앓기 시작한 후 크루즈선은 임시로 호주 서부의 한 항구도시인 프리맨틀에 정박했다. 이곳에서 승객들을 대상으로 코로나19 검사를 실시했고, 확진 판정을 받은 약 40명의 승객이 배에서 내려 호주에서 치료를 받았다. 이 과정에서 승객 3명이 코로나19로 사망하기도 했다.승객 대부분은 독일 국적이었으며, 배에 남아있던 승객들은 3월 말 호주 프리맨틀에 내린 뒤 비행기를 통해 본국이자 출발지인 독일로 돌아갔다. 하지만 8명의 승객은 비행기가 아닌 크루즈선을 타고 고향으로 돌아가길 원했다. 승객 8명과 승무원을 태운 아르타니아 호는 4월 18일 호주를 떠나 다시 유럽으로 향했고, 배에 타고 있던 승무원들을 고향으로 돌려보내기 위해 발리와 마닐라 등 동남아 몇 개국의 도시에 잠시 정박했다. 승무원 75명이 남은 승객 8명을 위한 서비스 제공 및 크루즈선의 원활한 운항을 위해 배에서 내리지 않았으며, 크루즈선의 선장은 SNS를 통해 승무원과 승객의 정보를 실시간으로 공유했다. 선장은 CNN과 한 인터뷰에서 “배가 호주에 격리돼 있을 당시, 나와 선원들은 호주의 여러 어린이들이 보낸 격려의 엽서로 어려운 시간을 견뎠고, 배가 호주를 떠나기 전에는 격리 탓에 배에서 내리지 못한 승무원 두 명이 선상 결혼식을 올리기도 했다”며 지난 6개월을 회상했다. 코로나19로 해상을 떠돌던 마지막 대형 크루즈선인 아르타니아 호는 6개월 만에 독일로 돌아갔지만, 일부 선원들은 여전히 코로나19 팬데믹의 영향 탓에 고향으로 돌아갈 수 없는 상황이라고 CNN은 전했다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

지구와 가장 가까운 태양계 형제 행성으로 불리는 화성의 행성자기장이 과학자들이 이전에 알고 있는 것보다 훨씬 일찍, 심지어 지구보다 더 먼저 형성됐을 수 있다는 연구결과가 나왔다. 캐나다 브리티시 컬럼비아대 지구해양대기과학과, 미국 투손 행성과학연구소, 미네소타대 지구환경과학과, 세인트루이스 워싱턴대 우주과학센터, 프랑스 낭트대 행성·지구역학연구소 공동연구팀은 화성 궤도 탐사선 ‘메이븐’의 데이터를 바탕으로 화성 행성자기장이 45억년 전에 형성됐으며 37억년 전후로 사라졌다고 3일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 2일자에 실렸다. 지구 자기장은 지구 내부 핵의 움직임으로 만들어지는 자기장으로 태양이나 우주에서 날아오는 수많은 강력한 전자기파와 방사선을 막아주는 역할을 하고 있다. 태양계에서 지구처럼 행성 자기장을 갖고 있는 것은 수성, 지구, 목성, 토성, 천왕성, 해왕성이며 화성과 금성은 없는 것으로 알려져 있다. 금성은 내부 핵의 움직임이 느려 자기장 자체가 형성되지 않고 있으며 화성은 내부에 자기장을 형성할만한 물질이 있고 이전에는 자기장을 갖고 있었지만 어떤 이유로 갑자기 자기장이 사라진 것으로 파악되고 있다. 지구처럼 자기장을 가지기 위해서는 내부에서 자성을 가진 물질이 회전이나 대류로 전류를 발생시켜야 한다. 지구는 맨틀 밑 핵이 유도전류를 형성해 자기장을 형성하고 있다. 이처럼 행성이나 별의 자기장 형성을 설명하는 것이 ‘다이나모 이론’이다.이번 연구에 활용된 데이터를 전송한 메이븐은 미국 항공우주국(NASA)에서 운영하고 있는 화성 탐사위성으로 2013년 11월 플로리다 케이프 커내버럴 공군기지에서 발사돼 이듬해 9월 21일 화성궤도에 진입한 뒤 지금까지 화성궤도를 돌면서 화성의 대기와 지표면 같은 환경탐사를 임무로 하고 있다. 지금까지 연구에 따르면 화성에서는 39억년을 전후해 행성 자기장이 사라진 것으로 파악하고 있다. 그렇지만 메이븐이 보내온 화성 지표면 화산암 관측결과를 분석한 연구팀에 따르면 화성 자기장은 43억~42억년에는 지구처럼 강력한 자기장이 존재했으며 지금까지 과학자들이 자기장이 사라졌다고 파악한 39억년 전 이후인 37억년 전까지도 행성자기장이 있었다는 것이다. 연구팀은 45억년 전에 형성되고 물이 존재했던 곳으로 파악되는 화성 북반구 보레알리스 분지에서도 저강도의 자기장 흔적을 발견했으며 37억년 전에 형성된 루커스 평원의 용암 흔적에서도 자기장이 파악됐다고 밝혔다. 안나 미텔홀츠 캐나다 브리티시 컬럼비아대 박사(지구물리학)는 “이번 연구는 현재와 같은 화성 생태가 어떻게 형성됐는지를 설명해주는 또 하나의 중요한 자료”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지구 표면의 가장 바깥쪽을 차지하는 토양과 암석으로 이뤄진 지각이 적어도 32억 년 전부터 움직이기 시작했다는 분석 결과가 나왔다. 이는 기존 이론들보다 최대 13억 년 빨라진 것이다. 지각은 7개의 주요 지각판과 여러 작은 지각판으로 나뉘는 데 1년에 최소 1㎝부터 최대 16㎝씩 움직인다. 미국 하버드대 등 공동연구팀은 지각의 이동은 지구 역사에서 얼마나 일찍 발생했는지 알아내기 위해 이 연구를 수행했다. 연구에서는 가장 오래된 지각 조각에 속하는 서호주의 암석들에서 32억 년 전부터 지각이 매년 약 2.5㎝씩 이동했다는 증거가 나왔다. 지각 활동이 언제 시작됐는지에 대해서는 여러 이론이 있는데 지금까지는 최소 10억 년 전에서 최대 30억 년 전까지였다. 따라서 이 연구는 최대 추정치보다 2억 년 일찍 지각이 움직이기 시작했음을 보여주는 것이다.연구팀에 따르면, 가장 이른 지각 활동의 단서들은 30억 년 이상 된 호주 암석들에서 나왔다. 이들 연구자는 지각 이동이 생각보다 빨라서 오늘날과 비슷한 판의 이동이 일어났다는 가장 오래된 증거를 발견했다고 믿는다. 이들은 또 이 연구가 당시 지구가 오늘날 세계와 구조가 매우 비슷했다는 점을 보여준다고 생각한다. 연구팀이 분석한 암석들은 호주 서부 필바라의 암석권에서 나온 것이다. 암석권은 암석으로 구성돼 있는 지각 표층부로, 이곳은 대륙지각과 해양지각이 붙어있다.연구를 이끈 앨릭 브레너 하버드대 박사과정 학생은 “이번 결과는 기본적으로 지구의 판 이동이 시작한 시기가 훨씬 더 오래됐다는 것을 보여주는 지질학적 증거”라고 설명했다. 여러 지각판의 상대적 움직임에 의해 다양한 지질 현상이 일어나는 것을 판 구조론이라고 하는데 이는 생명의 진화와 행성의 발전에 관한 열쇠가 된다. 지표에는 모두 15개의 지각판이 맨틀 위를 떠돈다. 이들 판의 움직임이 대륙의 위치를 정하고 산맥 등 지형 형성에 도움을 준다. 이는 또 새로운 암석을 지표 위로 노출하게 해 수십억 년에 걸쳐 지구의 표면 온도를 안정화하는 화학적 반응으로 이어졌다. 이로 인한 안정된 기후는 생명 진화에 결정적 요인이 된다고 이들 연구자는 말한다. 게다가 최초의 지각 이동이 발생한 시기는 오랫동안 지질학계에서 논쟁의 쟁점이 돼 왔기에 이를 밝히기 위한 모든 정보는 가치가 있다. 지구의 날인 22일 발표된 이 연구는 지금까지 이론에서 부족한 부분을 채우는 데 도움을 주며 기존 생각보다 좀 더 온화한 환경에서 최초의 생명이 발달했음을 제시한다. 연구에 참여한 로저 푸 조교수는 “우리는 지구를 움직이는 지구물리학적 원리를 이해하려고 애쓰고 있다”고 말했다. 푸 조교수는 또 판의 이동은 생명체에 필요한 요소들을 지구로 들이고 내보내는 역할을 한다고 말했다. 이는 태양계의 다른 행성들과 외계행성들에 관한 이해에도 도움을 주는 과정이다.이들 연구자는 이 연구를 위해 필바라 크레이톤으로 조사 여정을 떠났었다. 우리 말로 강괴를 뜻하는 크레이톤은 대륙괴나 안정지괴로도 불리는 지각의 원초적이고 두꺼우며 매우 안정된 부분을 말한다. 보통 크레이톤은 지각판의 중앙부에서 발견되며 고대 대륙들의 중심부였다. 이런 특징은 크레이톤을 지구과학적 연구를 하기에 좋은 천연 장소로 만든다. 필바라 크레이톤은 길이가 약 480㎞에 달한다. 이는 미국의 펜실베이니아주(州)와 대략 같은 크기다. 2017년 푸 조교수와 브레너는 꿀빨이새 현무암(Honeyeater Basalt)으로 불리는 암석에 구멍을 뚫어 폭 2.5㎝ 정도의 중심부 표본을 채취했다. 특히 이들 연구자의 연구는 기존 대다수의 연구와 다르다. 왜냐하면 두 사람은 시간이 지남에 따라 암석의 위치를 측정하는 부분에 초점을 맞췄지만, 다른 연구는 지각의 움직임을 시사하는 암석의 화학 구조에 초점을 맞춘 경향이 있기 때문이다. 연구팀은 최신 양자 다이아몬드 현미경을 사용해 이번 발견을 확인했다. 하버드대와 매사추세츠공대(MIT)의 공동연구팀이 개발한 이 현미경은 암석 표본의 자기장과 입자를 이미지화한다. 연구팀은 논문에서 진극배회(眞極徘徊·True Polar Wander)로 불리는 현상을 배제할 수 없었다고 지적했다. 이 현상 역시 지구의 표면을 움직일 수 있다. 이런 지질학적 움직임의 시간 간격 때문에 이번 결과는 판구조론 쪽으로 더욱더 기운다. 자세한 연구 성과는 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 최신호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

부산 항에 입항을 신청한 외국 유람선 한 척의 입항은 허용됐고 다른 한 척은 스스로 신청을 철회했다. 　해양수산부는 2일 부산항만공사가 전날 부산항 입항을 요청한 로열캐리비언 사의 ‘퀀텀오브시즈’ 호(16만 7000t급)에 대해 급유 및 선용품 공급을 허가하기로 했다. 다만 코로나19 감염 예방을 위해 승무원의 하선은 일체 불허하고 급유와 선상 생활에 필요한 물품 공급도 비대면 방식으로 진행하기로 했다. 아울러 부산항 진입 전 유증상자가 나오면 입항을 거부하고, 입항 후에도 선원의 건강 상태를 검역 당국에 제출하도록 했다. 　앞서 정부 중앙사고수습본부는 2월 10일 중앙사고수습본부 회의에서 크루즈 입항을 금지하되 승객 및 선원들이 하선하지 않는 선용품 공급 목적의 입항은 허용하기로 발표한 바 있다. 　부산항 입항 기간에는 부산지방해양수산청, 부산시 및 검역당국 등 관계기관과 비상대응체계를 강화해 비상상황 발생 시 신속하게 대응할 수 있도록 만전을 꾀한다. 부산항만공사는 해수부, 부산시, 국립부산검역소 등 유관기관과 관련 사항을 검토한 뒤 이같이 결정했다고 설명했다. 　퀀텀오브시즈 호는 승객 없이 승무원들만 탄 상태로, 지난달 22일 싱가포르항에서 선용품을 공급받은 뒤 각국의 입항 거부로 인해 바다 위를 떠돌았다. 　이번 입항 허가에 따라 퀀텀오브시즈 호는 3일 부산항 국제여객터미널에 접안해 관련 물품을 공급받은 뒤 곧바로 그날 출항할 예정이다. 　한편 부산항 입항을 함께 요청했던 코스타 크루즈 소속 ‘네오로 만티카’ 호(5만 7000t급)는 운항 항로와 선용품 잔여 여건 등을 고려해 입항하지 않기로 선사에서 결정했다. 이 배는 러시아 블라디보스토크 항에 승무원 교대와 선용품 공급을 위해 입항하겠다고 요청했는데 거부 당했다. 　이와 관련, 호주 웨스트오스트레일리아주 정부는 앞바다에 정박해 있는 독일계 유람선 ‘아르타니아’ 호가 출항하라는 요구를 계속 거부하고 있어 골머리를 앓고 있다. 이 배는 지난주부터 항구 도시 프리맨틀에 정박해 있는데 승객과 승무원 840여명은 지난달 29일 호주국경수비대(ABF) 등의 지원을 얻어 항공편으로 독일로 돌아갔다. 다른 승객과 승무원 41명은 호주 병원에서 코로나19 치료를 받고 있는데 일부는 위중한 상태다. 이 배에 간병인으로 오른 16명 역시 호주에 머물고 있다. 　마크 맥고완 웨스트오스트레일리아주 총리는 지난달 26일 기자들에게 “아르타니아 호는 여행을 계속해야 한다”며 “즉시 떠나야 한다”고 말했다고 미국 CNN이 보도했다. 하지만 아르타니아 호는 거부했고 맥고완 주총리는 이날 기자회견을 통해 “매우 실망했다”며 가능한 한 빨리 크루즈선이 떠나길 바란다고 말했다. 다른 유람선들이 아르타니아 호를 전례로 삼아 피난처로 삼겠다고 몰려들면 안된다는 뜻도 은연 중에 내비쳤다. 　한편 확진자가 100명 가까이 쏟아져 전시처럼 함장이 언론을 통해 SOS 신호를 보낸 미국 핵추진 항공모함 시어도어 루스벨트에서 승조원들이 하선을 시작했다. 5000명 가운데 절반이 내릴 예정이다. 　토머스 모들리 미 해군장관 대행은 이날 국방부 출입 기자들에게 루스벨트 호에서 1000명 정도의 승조원이 하선했으며 2700명 정도를 며칠 안에 내리게 할 것이라고 말했다. 그는 “항모에서 모든 승조원을 빼낼 수도, 빼내지도 않을 것”이라고 했다. 핵항모 운용을 비롯한 필수 임무에 필요한 승조원들은 하선하지 않는 것이다. 그는 93명이 양성 판정을, 593명은 음성 판정을 받았다고 덧붙였다. 　브렛 크로지어 함장은 최근 상부에 승조원들을 구해달라고 간절히 호소하는 편지를 상부에 보냈는데 이것이 언론에 알려졌다. 그는 편지에 “전시가 아니다. 승조원들이 죽을 필요는 없다. 우리가 지금 행동에 나서지 않는다면 우리의 가장 믿을 수 있는 자산을 적절히 돌보는 데 실패하는 것이다. 승조원들 말이다”라고 적었다. 　또다른 미국 항공모함 로널드 레이건 호에서도 약간의 코로나19 양성 사례가 나왔다고 CNN은 당국자를 인용해 전했다.한편 확진자가 100명 가까이 쏟아져 전시처럼 함장이 언론을 통해 SOS 신호를 보낸 미국 핵추진 항공모함 시어도어 루스벨트에서 승조원들이 하선을 시작했다. 5000명 가운데 절반이 내릴 예정이다. 토머스 모들리 미 해군장관 대행은 이날 국방부 출입 기자들에게 루스벨트 호에서 1000명 정도의 승조원이 하선했으며 2700명 정도를 며칠 안에 내리게 할 것이라고 말했다. 그는 “항모에서 모든 승조원을 빼낼 수도, 빼내지도 않을 것”이라고 했다. 핵항모 운용을 비롯한 필수 임무에 필요한 승조원들은 하선하지 않는 것이다. 그는 93명이 양성 판정을, 593명은 음성 판정을 받았다고 덧붙였다. 브렛 크로지어 함장은 최근 상부에 승조원들을 구해달라고 간절히 호소하는 편지를 상부에 보냈는데 이것이 언론에 알려졌다. 그는 편지에 “전시가 아니다. 승조원들이 죽을 필요는 없다. 우리가 지금 행동에 나서지 않는다면 우리의 가장 믿을 수 있는 자산을 적절히 돌보는 데 실패하는 것이다. 승조원들 말이다”라고 적었다. 또다른 미국 항공모함 로널드 레이건 호에서도 약간의 코로나19 양성 사례가 나왔다고 CNN은 당국자를 인용해 전했다. 임병선 기자 bsnim@seoul.co.kr

충돌한 운석에서 나온 먼지를 연구한 결과 지금까지 추정했던 것보다 훨씬 더 빨리 지구의 전신으로 알려진 원시 지구가 형성됐다는 분석이 나왔다. 이 운석 먼지에 대한 분석 결과에 따르면, 약 500만 년 만에 원시 지구가 형성된 것으로 나타났는데, 이는 천문학적으로 봤을 때 상당히 짧은 시간이다. 이를 실감 나게 표현해본다면, 태양계의 역사 46억 년을 하루 24시간으로 압축할 때 1분 30초 만에 지구가 형성됐다는 뜻이라고 이들 연구자는 설명한다. 덩치가 큰 행성체들이 무작위로 서로 충돌해 원시 지구가 형성됐을 것이라는 이전의 가설은 그 진행 시간을 수천만 년으로 추정하는데, 이는 24시간 척도로 봤을 때 5~15분 정도 걸리는 시간이 된다. 이에 비해 이번 연구는 원시 지구 형성 시간을 그 10분의 1로 단축한 셈이다.​새 연구는 행성체가 중력을 통해 점점 더 많은 입자를 끌어들이는 우주 먼지의 축적 과정을 통해 원시 지구가 형성됐다고 주장한다. 마틴 실러 책임 연구원은 성명에서 “우리는 본질적으로 먼지로부터 시작한다”고 말했다. 실러 박사는 덴마크 코펜하겐 글로브 연구소의 항성-행성 형성센터(StarPlan)의 지구화학 부교수다. 실러 교수는 “중력의 작용으로 밀리미터 크기의 입자들이 빗발치듯 쏟아져 내려 단번에 행성을 만들어냈을 것”이라고 밝혔다. 실러와 그의 동료들이 운석 먼지에서 철 동위원소를 비롯해 여러 버전의 철 원소를 연구함으로써 이런 결론에 이르렀다. 그들은 다른 유형의 운석에서 철 동위원소를 관찰한 후, 한 유형만이 지구와 유사한 철 프로파일을 가지고 있음을 알아냈다. 새로운 연구에 따르면, 태양계의 행성들이 생성되는 데는 500만 년이 걸렸으며, 이 시기에 원시 지구는 맨틀로부터 철을 끌어모아 철핵이 형성됐고, 결국 이 원시 행성이 오늘날 우리가 사는 지구가 됐다. 화성의 운석은 원시 지구를 구성하는 물질 중 철 동위원소의 구성과는 다른데, 이는 태양계 초기 강한 태양 복사열로 인해 바뀌었을 가능성이 있다고 이들 연구자는 설명한다. 수십만 년이 지난 후, 지구가 형성되고 있던 영역은 먼지 원반이 형성될 만큼 충분히 차가워졌다. 실러 박사는 이 영역의 우주 먼지에서 나온 철분이 오늘날 지구 맨틀에서 발견된다는 점을 고려할 때 “초기 철분의 대부분은 이미 지구의 철핵으로 응축됐으며, 이것이 지구 핵 형성이 초기에 일어난 이유”라고 밝혔다. 운석들의 무작위 충돌로 지구가 형성됐다고 주장하는 다른 학설은 이 지구 철핵의 성분을 설명하지 못한다고 강조하는 실러 박사는 “지구가 천체들의 무작위 충돌로 형성됐다면 지구의 철 성분을 한 종류의 운석과 비교할 수는 없으며, 모든 것들이 뒤섞여 있을 것"이라고 덧붙였다. 새로운 발견은 우주의 다른 행성에도 적용될 수 있다고 연구원들은 지적했다. 본질적으로 이것은 다른 행성들이 이전에 생각하던 것보다 훨씬 빠르게 성장할 수 있음을 의미한다. 스타 플랜 교수인 마틴 비자로 공동 연구원은 실제로 다른 은하계에서 수천 개의 외계 행성에 대한 데이터에 따르면, 이것이 사실일 가능성이 높다는 증거가 있다고 밝혔다. 비자로 연구원은 성명에서 “이제 우리는 행성들이 우주 곳곳에서 형성된다는 사실을 알고 있다. 우리 태양계에서 이러한 메커니즘을 이해하면 다른 행성계에 대해서도 비슷한 추론을 할 수 있다”고 전제하면서 “이 과정은 행성이 형성되는 동안 언제 그리고 얼마나 자주 물이 축적되는지를 설명할 수도 있다”고 밝혔다. 이어 “초기 행성의 축적 이론이 실제로 맞는다면 물은 지구와 같은 행성 형성의 부산물일 가능성이 높으며, 우리가 알고 있듯이 생명의 재료를 만드는 것은 우주의 다른 곳에서도 발견될 가능성이 높다”고 덧붙였다. 이 연구는 세계적 학술지 사이언스 자매지인 ‘사이언스 어드밴시스’ 최신호(2월 12일자)에 실렸다. ​사진=태양 주위에 형성된 원시 행성의 먼지 원반 상상도. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

세계에서 가장 긴 강이자 4대 고대문명의 하나인 이집트 문명의 발상지인 나일강의 생성 시기가 예상보다 훨씬 이르다는 연구결과가 나왔다. 적도 부근에서 발원해 에티오피아, 수단, 이집트 등을 거쳐 지중해로 흐르는 아프리카 최대의 강인 나일강은 총 길이가 약 6700㎞ 정도다. 전문가들은 지구상에 나일강이 등장한 시기가 약 600만 년 전이라고 추측해 왔는데, 최근 미국 텍사스대학 연구진은 해당 시기를 3000만 년 전으로 앞당겨야 한다고 주장했다. 연구진은 나일강 주변의 델타(삼각주) 지역에서 침전물을 수집한 뒤, 이를 에티오피아 고원지대에서 수집한 화산암과 분석했다. 기존 학계는 나일강의 주요 발원지 중 하나로 꼽히는 에티오피와 고원지대와 나일강의 생성 시기가 유사한 것으로 봐 왔으며, 이번 연구진은 두 지대 생성물의 구성 성분과 ‘나이’의 비교를 통해 정확한 생성 시기를 파악하기로 했다. 그 결과 나일강 침전물과 에티오피아 고원지대 화산암의 구성 성분 및 생성 시기가 일치하는 것으로 나타났다. 두 지대의 침전물과 화산암은 모두 2000만~3000만 년 전에 형성된 것이며, 이를 통해 나일강이 최대 3000만 년 전부터 존재해 왔다는 사실이 입증됐다. 두 지역이 지질학적으로 연결돼 있다는 사실을 증명한 연구진은 나일강과 에티오피아 화산암의 생성시기가 일치하는 원인을 찾기 위해 컴퓨터 시뮬레이션 모델을 만들었다. 분석 결과 맨틀이 융기해 에티오피아 고원지대를 형성했고, 동시에 맨틀이 상대적으로 고도가 낮은 나일강 주변의 델타 지역으로 다시 하강하면서 일종의 컨베이어벨트와 같은 움직임이 나타났다. 이러한 과정을 통해 나일강이 에티오피아의 고원지대에서부터 현재의 델타 지역 인근에까지 흐를 수 있게 됐으며, 연구진은 같은 방식을 이용해 전 세계 강과 맨틀의 이동 사이의 관계를 분석할 수 있을 것으로 기대했다. 자세한 연구결과는 지구과학 분야 국제학술지 ‘네이처 지오사이언스’ 최신호 11일자에 실렸다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

러시아 국영 다이아몬드 채굴 기업 알로사(Alrosa)가 다이아몬드 속에 또 다른 다이아몬드가 들어있는 이중 다이아몬드를 발견했다고 발표했다. 알로사는 이 다이아몬드 구조가 마치 큰 인형 속에 작은 인형이 들어있는 러시아 목각인형 마트료시카를 닮았다 하여 ‘마트료시카 다이아몬드’라고 이름 지었다. 이 다이아몬드는 러시아 연방 극동부에 위치한 야쿠티아 공화국의 니우르바(Nyurba) 광산에서 발견됐다. 외부 다이아몬드는 0.62 캐럿으로 크기는 4.8 x 4.9 x 2.8㎜이다. 내부 다이아몬드는 0.02 캐럿, 크기는 1.9 x 2.1 x 0.6㎜정도다. 외부 다이아몬드와 내부 다이아몬드 사이에는 공간이 있어 흔들면 내부의 작은 다이아몬드가 자유롭게 움직이는 것이 특징이다. 알로사 연구소에서는 이 다이아몬드를 라만 분광법과 적외선 분광법, X-레이 미세단층촬영을 통해서 구조와 생성 과정을 연구했는데 이 다이아몬드는 8억년 이전에 생성된 것으로 추정된다.알로사 연구소의 올레크 코발추크는 이중 다이아몬드의 생성 과정을 2가지 가설로 제시했다. 그는 기본적으로 내부의 다이아몬드가 먼저 형성되었고 외부 다이아몬드가 차후에 형성되었다고 추정했는데, 첫번째 가설은 다이아몬드는 지구의 맨틀 부분에서 탄소 성분이 지구 내부의 고압과 고열에 의해서 생성되는데 이러한 생성 과정에서 맨틀 부분에 있던 광물질을 포함하는 경우가 있고, 다이아몬드가 화산 활동과 함께 지구 표면으로 올라오는 과정에서 섞여진 광물질 부분이 녹아 없어져 공간이 형성되었을 것으로 본다. 두번째 가설은 지구의 맨틀 부분에서 다이아몬드가 생성될 때 매우 빠른 성장으로 인해 내부 다이아몬드에 다공성의 다결정질 부분이 생성되었고 차후에 더 강력한 맨틀 활동으로 이부분이 녹아 없어지면서 중간에 공간이 생겼을 것으로 추정했다. 알로사는 보다 정확한 분석을 위해 이 다이아몬드를 세계에서 가장 권위 있는 보석 감정기관인 미국 GIA (Gemological Institute of America)에 보낼 예정이다. 알로사 대변인은 “마트료시카 다이아몬드는 다이아몬드 역사상 최초로 발견된 매우 특이한 다이아몬드로서 가격은 아직 정해지지 않았다”고 발표했다. 김경태 해외통신원 tvbodaga@gmail.com

구성원에게 다양한 기회가 주어지고 계층 간 이동과 소통이 용이하면 건강한 사회로 평가된다. 고인 물이 썩는 것처럼 폐쇄적인 사회는 생기를 잃기 마련이라 많은 나라들이 계층 내, 계층 간 순환을 원활하게 만들기 위한 제도들을 만들어 낸다. 지구도 마찬가지이다. 지구는 물리적 환경에 따라 지(地)권, 수(水)권, 기(氣)권으로 구분된다. 여기에 생명체가 살아가는 환경을 더해 생물권이 추가되기도 한다. 지권은 우리가 발을 딛고 있는 지구를 말한다. 지권은 지각, 맨틀, 핵이라는 구조로 세분화된다. 수권은 지표를 덮고 있는 바다, 기권은 지구를 둘러싼 대기권을 말한다. 겉으로 보기에 이들 권역들은 명확히 구분되지만 자세히 들여다보면 권역별로 끊임없는 순환 운동이 일어나고 있다. 지구 중심부 ‘핵’에 저장된 열에 의해 맨틀에서는 거대한 대류 운동이 일어나고 지표에서는 지각판이 만들어지고 소멸하기를 반복한다. 이 지각판 운동은 맨틀 물질 순환과 열 순환에 큰 역할을 한다. 수권에서는 염도와 수온 차이로 해류 순환이 일어나고, 기권에서는 온도와 압력 차이로 대기 순환이 일어난다. 권역별 순환 운동의 공통적 원동력은 열이다. 핵에서 나오는 열과 태양 복사열, 지구 표면에서 반사되는 지구복사열이 바로 그것이다. 최근에는 인간이 만들어 내는 온실효과가 또 다른 중요 인자가 되고 있다.지구에는 각 권역 내 순환뿐 아니라 권역 간 이동과 상호 작용도 있다. 수권과 기권 간에는 바닷물이 수증기로 전환되는 증발산 현상, 수증기가 물로 변환하는 강우 현상으로 직접 순환 과정을 만들어 낸다. 변환된 수증기와 물은 이동한 권역에서 새로운 역할을 수행한다. 해류나 해수온도 변화로 기후와 기상 환경이 변화하기도 한다. 반대로 엘니뇨, 라니냐 현상처럼 기권의 온도와 바람 세기의 변화가 해류와 바닷물 온도를 변화시키기도 한다. 지권은 화산 활동과 판구조 운동을 통해 기권에 영향을 미친다. 화산 활동으로 맨틀 내에 포함된 막대한 가스와 수증기가 대기 중으로 배출된다. 지각판의 상호 충돌로 만들어진 지표면 융기와 산맥 형성이 기후 변화를 초래하는 등 특징적 기상 현상을 만들기도 한다. 높은 산맥을 넘는 바람이 고온 건조해지는 푄현상과 산맥을 기준으로 강수량과 강설량 차이가 나타나는 것은 좋은 사례이다. 반대로 기권은 강수와 바람으로 지표에 침식과 퇴적 작용을 일으켜 지표를 변형시킨다. 지권과 수권의 연결통로는 지각판이 새롭게 만들어지는 중앙해령과 지각판 충돌대이다. 중앙해령으로부터 나오는 고온의 맨틀 물질로 바다엔 칼륨과 염소 이온들이 풍부해지고 마그네슘이 감소한다. 반대로 지각판 위에 쌓인 해양 퇴적물 내에 포함된 많은 물들은 지각판이 충돌대를 통해 지구 내부로 이동시킨다. 물이 풍부해진 맨틀 물질은 건조한 맨틀 물질에 비해 낮은 온도에 용융돼 화산 활동을 일으키기도 한다. 이처럼 지구의 각 권역은 끊임없이 순환하고 섞이면서 생명력을 유지하고 있다. 지구에서 볼 수 있는 권역 간 이동 통로는 사회의 계층별 이동을 용이하게 하는 제도, 교육, 정책으로 볼 수 있다. 권역 간 이동 에너지원인 열은 우리 사회 구성원의 뜻과 열망에 비견될 것이다. 지구 내 모든 순환에서의 매개체는 물인 것처럼 사회에서 매개체는 사람이다. 건강한 사회를 위해 우리 모두가 노력해야 하는 이유이다.