지구의 자전 속도 관련 질문드립니다.

Question

지구는 스스로 자전을 하고 있는걸로 알고있습니다.

갑자기 문득 든 생각인데 지금 지구의 자전 속도가

더욱 빨라진다면 지구에 어떤 현상 혹은 영향을 줄까요?

전문가님 의견 부탁드립니다.

Answer 1

안녕하세요. 김태경 과학전문가입니다.

자전 속도가 빨라져 원심력이 커지면 지구 표면에 붙어 있지 않은 바닷물은 적도 부분으로 모이게 될 것입니다. 반대로 극지방 쪽의 바닷물은 줄어들 것입니다. 이로 인해 뉴욕, 베니스, 뭄바이, 자카르타 등 수많은 저지대에 위치한 도시들이 높아진 수위로 인해 잠기게 될 것입니다

Answer 2

안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.

지구가 23.5도 기울어진 자전축을 중심으로 하루에 한 바퀴씩 시계반대 방향으로 도는 것을 '지구의 자전(自轉·Earth Rotation)'이라고 합니다.

지구뿐 아니라 태양계의 모든 행성은 자전과 공전을 한다고 합니다. 태양계의 행성 중 금성만이 시계방향으로 자전을 하고, 나머지 행성은 시계반대 방향으로 자전한다고 합니다.

그렇다면 별들의 자전은 왜 일어나는 것일까요? 가장 유력한 학설은 별이 생성될 당시 가졌던 운동에너지가 관성으로 작용한다는 설입니다.

지구를 비롯한 별들은 수많은 입자들이 우주 공간에서 서로 뭉치면서 형성된 결과물입니다. 이 입자들이 뭉칠 때는 소용돌이 치는 형태로, 시계반대 방향으로 빙글빙글 돌면서 만유인력에 의해 서로 뭉쳐 마침내 하나의 별이 됩니다. 별이 되고난 뒤에도 빙글빙글 돌던 운동에너지가 관성의 법칙에 의해 계속 돌게 된다는 주장이지요.

처음에 입자들이 뭉치기 시작할 때는 회전속도가 느리지만 입자들이 뭉치는 과정에서 운동량 보존의 법칙이 작용해 회전속도가 점차 빨라지게 됩니다. 이렇게 회전속도가 빨라졌지만 지구라는 별에 '달'이라는 위성이 생기면서 자전속도가 조금씩 느려지기 시작합니다.

점차 느려지기 시작한 자전의 속도는 얼마나 될까요? 지구의 자전속도를 구하기 위해서는 지구의 둘레를 24시간에 한 바퀴 돌기 때문에 둘레의 길이를 24시간으로 나누면 됩니다. 정확하게 24시간에 약간 못미치는 23.934시간이라고 합니다. 1시간에 15도만큼, 초당 0.0041도만큼 방향을 틀고 있는 것이지요.

자전속도는 각 위도에 따라 다른데 적도면의 경우 반지름이 6400㎞ 정도이므로 2x3.14x6400/24=1675㎞/h가 됩니다. 1초에 465m를 이동한다는 말입니다. 우리나라의 경우 위도 37도에 해당하는데 이 부분의 둘레는 5111㎞ 정도입니다. 따라서 자전속도는 1337㎞/h가 되지요. 초속 371m니까 실로 엄청난 속도입니다.

보통 항공기의 속도가 시속 900~1000㎞로 비행하는 것과 비교하면 지구의 자전 속도는 일반 항공기보다 훨씬 빠르게 돌고 있는 것입니다. 반면, 남극이나 북극같은 극지방의 경우는 자전축 그 자체이기 때문에 자전속도는 0입니다.

이런 지구의 자전속도는 달의 인력 때문에 점차 느려지고 있습니다. 1960년대 미국의 고생물학자 존 웰스는 고생대 산호 화석을 연구하다가 고생대 산호 화석의 1년에 해당하는 성장선(나이테)의 개수가 현재의 산호보다 너무 많다는 사실을 알게됩니다. 현대로 올수록 성장선의 개수가 계속 줄어들어 하루의 길이가 점점 길어졌다는 사실을 발견한 것이지요.

영국 더램대와 항해력 연구소의 연구팀은 2016년말 3000년 동안의 천문 기록을 분석해 100년에 0.002초씩 하루가 길어지고 있다고 주장했습니다. 이런 연구들을 통해 지구가 처음 생성될 당시에는 하루의 길이가 고작 6시간 정도였고, 4억년 전의 하루는 22시간 정도였다는 놀라운 사실을 알게 됩니다.

이런 식으로 지구의 하루 길이는 10만 년에 2초 정도씩 늘어나고 있는데 이 계산대로라면 1억7500만년 뒤 지구의 하루는 25시간이 됩니다. 지금보다 1시간 늘어나는 것이지요.

Answer 3

안녕하세요. 과학전문가입니다.

지구상의 모든 물체는 관성의 법칙에 의해서 지구의 자전방향 반대로 모두 날라가게 됩니다. 재앙이 되는거죠