안녕하세요. 김계민 과학전문가입니다.
지구 내부의 구조는 지표면에서의 관측으로 얻을 수 있다. 그 중에서 가장 좋은 방법은 지진파의 분석이다. 지진파는 P파와 S파로 나눌 수 있는데 P파는 액체와 고체를 통과하는 종파이며, S파는 고체만 통과할 수 있는 횡파이다. 이것을 바탕으로 지진파 해석에 의하면 지구는 외측부터 암석질의 지각, 암설질의 점탄성체인 맨틀, 금속질 유체인 외핵, 금속질 고체인 내핵이라는 구조로 나뉜다.
핵
핵은 외핵과 내핵으로 나뉘는데, 유동적인 외핵은 반경 약 3,480km, 고체인 내핵은 반경 약 1,220km이다. 외핵은 철과 니켈이 주성분으로 추정되나 수소나 탄소 등의 경원소가 10%이상 포함되어 있다고 가정하고 있다. 그래야 지진파의 속도와 밀도를 설명할 수 있기 때문이다. 내핵은 지구내부가 차가워질 때 외핵의 철과 니켈이 침강되어 생긴 것으로 보며, 현재에도 계속 성장하고 있다.
대류와 지구자전의 원인으로 여겨지는 외핵의 유동적인 특성에 의해 전류가 발생하고, 이 전류에 의해 자기장이 생기는데 이것이 지구 자기장이다. 이처럼 지구의 자기장의 발생은 역학적 운동과 관련이 있고, 이것의 유지구조를 다이나모구조라고 한다.
맨틀
맨틀은 지각 아래 있으면서 내부의 핵을 둘러 존재하는 두꺼운 암석층이다. 이것은 깊이 약 2,900km까지 존재하며 지구 부피의 약 83%, 질량의 약 67%를 차지하고 있다. 맨틀 전체의 화학조성은 직접적으로 알 수 없으나 감람석과 휘석 등의 물질들이 주로 구성되어 있고, 지각에 비하여 철과 마그네슘의 함량이 높다고 알려져 있다. 맨틀대류의 양상도 포함하여 맨틀은 화학적으로도 역학적으로도 연구대상인 영역이다.
지각과의 경계에는 지진파 속도가 불연속으로 변화하는 층이 있는데 이것을 모호로비치 불연속면(모호면)이라고 한다.
지각
지각은 대륙지각과 해양지각으로 나눌 수 있다. 대륙지각은 현무암질의 하부지각과 화강암질의 상부지각으로 이루어져있다. 두께(모호면까지의 깊이)는 지역에 의한 차가 커서 대략 30~60km으로 알려져 있고, 평균밀도는 약 2,650 kg/m³이다. 그리고 해양지각에 비해 알루미늄이 많으며 철과 마그네슘의 양이 적다. 해양지각은 대부분 현무암질로, 두께의 대략적인 평균은 6~7km이고 평균밀도는 약 2,950 kg/m³이다
출처 : 한국천문연구원 천문우주지식정보(https://astro.kasi.re.kr/learning/pageView/5144)
