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지구 맨틀에서 발견된 자성(Magnetism)

동향 개요

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기관명 NDSL
작성자 KISTI 미리안 글로벌동향브리핑
작성일자 2019-07-01 00:00:00.000
내용 지구를 둘러싼 거대한 자기장은 우주로부터 유입되는 하전입자(charged particles) 및 방사능으로부터 지구를 보호하는 역할을 하며 끊임없이 변화한다. 따라서 지구과학자들은 이러한 지구 자기장의 변화를 지속적으로 관찰하고 있다. 기존에 밝혀진 지구 자기장의 근원은 지구 내부의 6,000km깊이에 있는 지구 중심부와 지구의 지각, 즉 우리가 서있는 지대에 이른다. 반면, 지구 맨틀(mantle)은 지구 표면의 35~2,900km 아래에 이르는 부분으로 “자기적으로(magnetically) 죽은” 지역으로 여겨져 왔다. 최근 독일, 프랑스, 덴마크, 미국의 국제공동연구팀은 지구 맨틀 깊은 곳에서도 철 산화물인 적철광(hematite)이 자기성질을 유지할 수 있다는 사실을 밝혀냈다. 이는 특히 서태평양 아래에서 발견되는 상대적으로 차가운 지각판에서 발생하는 현상으로 나타났다. 독일 뮌스터대학의 Ilya Kupenko 박사는 “이번 연구를 통해 발겨진 지구의 맨틀과 서태평양의 강자성(strongly magnetic field)지역에 관한 새로운 발견은 지구 자기장에 대한 새로운 이해를 가져올 것”이라고 설명했다. 덧붙여 구체적인 사례로, 이번 발견의 지구 및 화성과 같은 다른 행성의 자기장 이상에 대한 향후 연구와의 관련성을 꼽았다. 그에 따르면, 화성은 동력원(dynamo)이 더 이상 존재하지 않기 때문에 지구와 같이 코어에서 유래하는 강력한 자기장을 만들어낼 수 없다. 따라서 그는 맨틀에 대해 보다 자세하게 연구해 볼 필요가 있다고 덧붙였다. 동 연구는 최근 Nature지에 게재되었다. 지구의 금속 코어(metallic core) 깊은 곳에는 전기흐름을 유발하는 액상의 철 합금이 있다. 지구의 가장 외부에 있는 지각에 위치한 암석은 자기 신호를 일으킨다. 그러나 지구 내부의 더 깊은 지역에 존재하는 암석은 고온과 고압의 환경으로 인해 자기 성질을 잃어버린 것으로 여겨져 왔다. 연구팀은 지구의 맨틀의 자력에 대한 주요 잠재요소인 철 산화물에 대한 연구를 수행했다. 지구 맨틀에서 산화철은 지각 변동의 결과로 인해 지각에서부터 맨틀로 더 깊이 파묻히는 섭입(subduction)과정이 발생한다. 이를 통해 지구 상층과 하층 맨틀 사이의 전이대(transition zone)인 410~660km 지역에 도달하게 된다. 그러나 기존 과학자들은 고온고압의 동 지대에서 발견된 산화철의 자기성질을 측정하는 데 성공하지 못했다. 연구팀은 프랑스 그르노블에 있는 ESRF 싱크로트론 시설에서 산화철의 자성 변화를 관찰하는 데 성공했다. 연구팀의 관찰에 따르면, 지구의 전이대 깊이에 있는 적철광이 925도에 달할 때까지 자성을 유지하는 것으로 밝혀졌다. 이는 결과적으로 지구의 맨틀이 “자기적으로 죽은 상태”라는 기존 가설을 뒤엎는 발견이라고 연구팀은 덧붙였다. 뮌스터 대학 광물학연구소 소속 Carmen Sanchez-Valle박사는 “이번 발견은 지구의 자기장과 관련된 다른 결론들을 입증하는 데 활용될 수 있을 것으로 전망된다”고 설명했다.
출처
원문URL 지구를 둘러싼 거대한 자기장은 우주로부터 유입되는 하전입자(charged particles) 및 방사능으로부터 지구를 보호하는 역할을 하며 끊임없이 변화한다. 따라서 지구과학자들은 이러한 지구 자기장의 변화를 지속적으로 관찰하고 있다. 기존에 밝혀진 지구 자기장의 근원은 지구 내부의 6,000km깊이에 있는 지구 중심부와 지구의 지각, 즉 우리가 서있는 지대에 이른다. 반면, 지구 맨틀(mantle)은 지구 표면의 35~2,900km 아래에 이르는 부분으로 “자기적으로(magnetically) 죽은” 지역으로 여겨져 왔다. 최근 독일, 프랑스, 덴마크, 미국의 국제공동연구팀은 지구 맨틀 깊은 곳에서도 철 산화물인 적철광(hematite)이 자기성질을 유지할 수 있다는 사실을 밝혀냈다. 이는 특히 서태평양 아래에서 발견되는 상대적으로 차가운 지각판에서 발생하는 현상으로 나타났다. 독일 뮌스터대학의 Ilya Kupenko 박사는 “이번 연구를 통해 발겨진 지구의 맨틀과 서태평양의 강자성(strongly magnetic field)지역에 관한 새로운 발견은 지구 자기장에 대한 새로운 이해를 가져올 것”이라고 설명했다. 덧붙여 구체적인 사례로, 이번 발견의 지구 및 화성과 같은 다른 행성의 자기장 이상에 대한 향후 연구와의 관련성을 꼽았다. 그에 따르면, 화성은 동력원(dynamo)이 더 이상 존재하지 않기 때문에 지구와 같이 코어에서 유래하는 강력한 자기장을 만들어낼 수 없다. 따라서 그는 맨틀에 대해 보다 자세하게 연구해 볼 필요가 있다고 덧붙였다. 동 연구는 최근 Nature지에 게재되었다. 지구의 금속 코어(metallic core) 깊은 곳에는 전기흐름을 유발하는 액상의 철 합금이 있다. 지구의 가장 외부에 있는 지각에 위치한 암석은 자기 신호를 일으킨다. 그러나 지구 내부의 더 깊은 지역에 존재하는 암석은 고온과 고압의 환경으로 인해 자기 성질을 잃어버린 것으로 여겨져 왔다. 연구팀은 지구의 맨틀의 자력에 대한 주요 잠재요소인 철 산화물에 대한 연구를 수행했다. 지구 맨틀에서 산화철은 지각 변동의 결과로 인해 지각에서부터 맨틀로 더 깊이 파묻히는 섭입(subduction)과정이 발생한다. 이를 통해 지구 상층과 하층 맨틀 사이의 전이대(transition zone)인 410~660km 지역에 도달하게 된다. 그러나 기존 과학자들은 고온고압의 동 지대에서 발견된 산화철의 자기성질을 측정하는 데 성공하지 못했다. 연구팀은 프랑스 그르노블에 있는 ESRF 싱크로트론 시설에서 산화철의 자성 변화를 관찰하는 데 성공했다. 연구팀의 관찰에 따르면, 지구의 전이대 깊이에 있는 적철광이 925도에 달할 때까지 자성을 유지하는 것으로 밝혀졌다. 이는 결과적으로 지구의 맨틀이 “자기적으로 죽은 상태”라는 기존 가설을 뒤엎는 발견이라고 연구팀은 덧붙였다. 뮌스터 대학 광물학연구소 소속 Carmen Sanchez-Valle박사는 “이번 발견은 지구의 자기장과 관련된 다른 결론들을 입증하는 데 활용될 수 있을 것으로 전망된다”고 설명했다.
내용 http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIDetailView?keyValue=03553784&target=TREND&cn=GTB2019005274
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주제어 (키워드) 1. 자기장 방사능 지구과학 하전입자 맨틀 지각 적철광 지각 변동 2. magnetic field radiation charged particles mantle Earth's crust geoscience iron oxide hematite tectonic shift