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Yellow knief Aurora Tour

  • 작성자: geoworld
  • 등록일: 2월 21, 2015
  • 분류:

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1. 오로라란 무엇인가?
오로라(aurora)는 태양에서 방출된 전기를 띈 입자들이 지구의 자기장에 잡혀 이끌려 내려오다가 지구 대기와 반응하여 빛나는 것이다. 태양은 우리 태양계 전체 질량의 99.86%를 차지하고 있는 별이다. 이 엄청난 질량이 중력으로 수축하여 태양의 중심부에서는 핵융합 반응이 일어나고 있다. 이것이 바로 우리 지구에 떨어지는 태양 에너지의 원천이다. 이 거대한 폭발로 빛뿐 아니라, 핵실험에서와 마찬가지로 높은 에너지를 가진 물질들도 우주로 뿜어져 나온다. 이 입자들의 흐름을 태양풍이라고 한다. 지구에는 대기가 있어 가시광선과 전파 이외의 생명체에 해로운 빛들을 막아준다. 그런데 빛 이외의 태양풍 입자들은 어떻게 막아낼까. 지구의 자기장이 그 해답이다. 지구 역시 여러 가지 물질들이 중력으로 뭉쳐져 있어, 중심부는 태양처럼 핵융합이 일어날 정도는 아니지만 상당한 고온 고압 상태를 유지하고 있다. 특히 지구 표면으로부터 약2900km에서 5100km까지의 외핵구간은 대부분 전기를 띤 액체 상태의 철들로 이루어져 있다. 이들이 대류 현상으로 천천히 움직이면서 지구에 자기장을 만든다.

학교 다닐 적에 막대자석에 철가루를 뿌려 무늬가 나타나는 실험을 해본 적이 있을 것이다. 철가루가 만드는 무늬가 바로 자기력선이다. 지구도 거대한 자석으로 이런 자기력선을 만든다. 태양에서 방출된 전기를 띈 입자들이 지구의 자기장에 잡혀 이끌려 양 극지방으로 내려오면서 지구 대기와 반응하여 빛을 낸다. 주로 초록색을 띄지만 반응하는 지구 대기의 성분에 따라 붉은색, 푸른색, 핑크색, 보라색 등 다양한 색채를 보여주기도 한다. 자극(磁極)에 가까운 북반구와 남반구의 고위도 지방, 즉 극지방에서 볼 수 있기 때문에 극광(極光)이라고도 한다. 또 지구 이외에 목성, 토성 등에도 오로라가 있다.

2. 오로라, 그 이름의 유래
오로라라는 이름은 아우로라에서 유래했는데, 이는 ‘새벽’이라는 뜻의 라틴어이며 로마신화에서 나오는 ‘여명의 여신(그리스신화의 에오스)’이기도 하다. 아우로라는 장미색 피부를 가진 금발의 아름다운 여신이며 태양신 아폴로의 누이동생이다. 중위도에서 볼 수 있는 극광이 새벽빛과 비슷하기 때문에 17세기경부터 극광을 오로라라고 부르게 되었다.

3. 오로아의 밝기
오로라의 밝기는 0.01~0.11Lx(럭스, 빛의 세기 단위) 정도라고 한다. 참고로 책을 읽기에 좋은 밝기는 약 100Lx이다. 오로라가 형광빛을 발하며 하늘을 환하게 비추더라도 대낮처럼 밝지는 않다. 하지만 깜깜한 밤하늘에 이 정도의 밝기는 상대적으로 밝게 느껴지게 된다.

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4. 분포
지구가 자성을 띠게 만들어주는 것은 철이 녹아서 대류하고 있는 외핵부분이다. 이 거대한 자석이 형성하는 가장 강력한 자기력선이 지표면과 만나는 곳은 자극에서 2500km 정도 떨어져 둥그렇게 둘러싸고 있는 지역(남북 양극지방의 지구자기위도 65∼70도의 범위)이다. 이곳이 오로라를 관측할 확률이 가장 높다는 오로라 존(auroral zone)으로 캐나다 북부, 알래스카 북부, 그린란드 남쪽, 아이슬란드, 유럽과 시베리아의 북쪽 끝 정도에 걸쳐 있다. 오로라 존보다 고위도나 저위도에서의 출현빈도는 감소한다. 출현하는 위도는 지방시(地方時)에 따라 다르며, 야간에는 65∼70도에 많으며, 주간에는 75∼80도로 위도가 높아진다. 이렇게 오로라가 출현하는 위도가 지방시에 따라 변화를 보이기 때문에 오로라 출현대(지구를 극지의 상공에서 내려다 보았을 때 동시에 오로라가 보이는 영역)를 오로라 존과 구별해서 오로라 오발(aurora oval)이라고 한다.

5. 눈으로 보는 것과 사진이 다른 이유?
오라를 처음 볼 때에는 사진과 다르다는 것에 놀라는 경우가 많다. 오로라가 강하지 않을 때에는 그저 히뿌연 구름 덩어리처럼 보이는데, 사진으로 찍으면 선명한 초록색이 찍혀 나오는 것이다. 어째서 이런 차이가 생기는 것일까? 사람 눈 속의 빛을 인식하는 세포에는 명암을 구분하는 간상세포와 색깔을 구분하는 원추세포가 있다. 그런데 이 원추세포는 그 수가 적기도 하거니와 어두운 상태에서는 반응하지 않는다. 그래서 인간의 눈은 어두운 곳에서는 명암만 구분하고 색을 보지 못한다.
오로라가 밝기는 하지만 깜깜한 밤하늘에 비해서 그렇다는 것이지 절대적인 기준으로는 상당히 미약한 빛이다. 그래서 오로라가 약할 때에는 우리 눈에 그 색이 제대로 드러나지 않고 그저 희뿌옇게 보인다. 하지만 밝은 오로라가 뜨게 되면, 원추세포를 자극하기에 충분한 밝기가 되어 사람의 눈으로도 사진과 같은 색으로 볼 수 있다.

6. 오로라 관측의 최적지 옐로나이프
오로라를 볼 확률이 가장 높은 오로라 존 지역은 극지방의 황량한 곳이 대부분이자만, 캐나다 옐로나이프는 공항이 있는 큰 도시이다. 접근성이 좋다. 게다가 태평양의 습기를 머금은 공기도 매킨지 산맥을 넘어오면서 비를 뿌리고 건조한 공기로 바뀌기 때문에 날씨 조건도 좋다. 산이 없는 평지 지형으로 사방이 탁 트여 있고, 맹수인 북극곰이 살고 있지 않기 때문에 오로라를 관측하기에 좋은 조건을 갖추고 있다.
처음 서양 탐험가에게 발견되었을 때 이곳 인디언들이 구리 성분이 많아 노란색을 띠는 칼을 가지고 있었다고 해서 노란 칼, 즉 옐로나이프라는 지명이 붙었다고 한다. 지금은 구리 광산보다 다이아몬드 광산으로 더 유명하고 세계 최고의 오로라 관측지로 유명하다.
지구가 생성된 것이 약46억 년 전의 일인데, 지구에서 발견된 가장 오래된 암석이 약 40억 년 된 것이다. 그것이 바로 옐로나이프 지역에 있다.

이 곳 캐나다 순상지는 허드슨 만을 중심으로 약800만Km2의 면적을 가진 거대한 대륙 순상지로, 선캄브리아기(5억 5천만 년 전)의 화성암과 변성암을 기반으로 형성된 오래된 암석으로 구성되어 있다. 북아메리카에서 가장 오래 전에 형성된 지역이며 주요한 광물 자원들이 분포한다. 대부분의 토양은 지난 최후 빙기에 빙하에 의해 침식되어 운반되다가 최근 1만 5천 년 동안 대륙 빙하의 융해 과정에서 이곳저곳에 퇴적되어 쌓인 것이다.

참고문헌 ‘신의 영혼 오로라’(권오철) 씨네21북스, ‘세계지리’(전종한 외) 사회평론

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