지구의 하루가 길어지고 있다 - 기후 변화가 '자전'까지 변화시키기 시작했다

"최근에 하루가 짧게 느껴진다." 바쁜 현대인이라면 누구나 한 번쯤 이런 말을 했을지도 모른다. 그러나 과학의 세계에서는 반대의 일이 일어나고 있다. 우리가 알아차리지 못할 정도로 미세하지만, 지구의 하루는 조금씩 길어지고 있다.

물론 내일 아침에 시계가 크게 어긋나는 것은 아니다. 변화의 단위는 밀리초, 즉 1000분의 1초이다. 그러나 그 작은 숫자 뒤에는 지구 규모의 거대한 질량 이동이 있다. 극지방의 얼음이 녹아 바다로 흘러들어가 적도 방향으로 퍼진다. 그 결과, 지구의 회전 속도가 약간 느려진다는 것이다.

BBC Science Focus가 소개한 최신 연구에 따르면, 현재의 기후 변화로 인한 '하루의 길이' 증가율은 과거 360만 년의 지질학적 기록 중에서도 전례 없는 수준에 도달하고 있다. 연구팀은 현재 지구의 하루가 100년마다 약 1.33밀리초의 속도로 길어지고 있다고 설명하고 있다. 숫자만 보면 대수롭지 않게 보일 수 있다. 그러나 행성 전체의 자전을 변화시킬 정도의 변화라고 생각하면 그 의미는 크게 달라진다.

왜 얼음이 녹으면 지구의 회전이 느려지는가

원리는 피겨 스케이터의 회전에 비유하면 이해하기 쉽다. 스케이터가 팔을 몸에 가까이 당기면 빠르게 회전하고, 팔을 벌리면 회전이 느려진다. 이는 질량이 회전축에 가까운지 먼지에 따라 회전 속도가 달라지기 때문이다.

지구에서도 비슷한 일이 일어나고 있다. 북극권이나 남극, 산악 빙하에 저장되어 있던 얼음은 고위도 지역, 즉 지구의 회전축에 비교적 가까운 곳에 존재하고 있다. 온난화로 인해 그 얼음이 녹으면 물은 바다로 흘러들어가 결국 지구 전체의 바다로 퍼진다. 그 일부는 적도 방향으로 이동한다. 적도는 회전축에서 가장 먼 곳이다.

질량이 회전축에서 멀어지면 지구는 '팔을 벌린 스케이터'와 같아진다. 그 결과, 자전은 약간 느려지고 하루의 길이가 조금 늘어난다.

연구자들은 이 변화를 단순한 비유가 아니라 지구물리학의 문제로 다루고 있다. 해수면 상승, 빙상의 융해, 지구의 질량 분포, 자전 속도. 이들은 별개의 현상이 아니라 서로 연결되어 있다. 온난화는 기온이나 해수면뿐만 아니라 지구라는 행성의 움직임 자체에도 영향을 미치고 있다.

"100년 동안 1.33밀리초"는 작은가, 큰가

100년 동안 1.33밀리초. 일상생활의 감각에서는 거의 의미 없는 숫자로 보일 수 있다. 인간의 눈 깜박임은 대략 수백 밀리초 단위로 일어난다. 스마트폰의 반응 속도나 통신 지연과 비교해도, 1세기 동안 1밀리초 강이라는 변화는 너무 작다.

그러나 중요한 것은 "체감할 수 있는가"가 아니다. 지구의 자전이라는 거대한 운동에 대해 관측 가능한 변화를 만들어내고 있다는 점이다.

지구는 약 5.97×10의 24승 킬로그램이라는 엄청난 질량을 가지고 있다. 그 회전 속도를 조금이라도 바꾸려면 막대한 질량의 재배치가 필요하다. Science Focus 기사에서는 연구자의 설명으로 약 1000기가톤 규모의 질량 이동이 필요하다고 소개하고 있다. 이는 얼음으로 만든 거대한 입방체를 뉴욕시 위에 놓았을 경우, 높이가 10킬로미터에 달할 정도의 양이라고 한다.

즉, 문제는 "1밀리초니까 작다"가 아니다. "1밀리초밖에 변하지 않는 것처럼 보이는 현상을 일으키기 위해 얼마나 큰 지구 규모의 변화가 진행되고 있는가"라는 것이다.

360만 년 전까지 거슬러 올라가 보인 이례적인 속도

이번 연구가 주목받고 있는 것은 현대의 관측뿐만 아니라, 과거 360만 년이라는 긴 시간축에서 비교한 점에 있다.

연구팀은 해저에 서식했던 단세포 해양 생물 '저생 유공충'의 화석에 주목했다. 유공충의 껍질에는 과거의 해수 상태나 해면 변동에 관한 단서가 남아 있다. 거기에서 고대의 해수면 수위 변화를 추정하고, 더 나아가 지구의 질량 분포와 자전의 관계를 수학적으로 추적하여 과거의 하루 길이 변동을 재구성했다.

물론 수백만 년 전의 데이터에는 큰 불확실성이 있다. 그래서 연구팀은 물리 법칙을 포함한 확률적 심층 학습 모델을 사용하여 고기후 데이터의 불확실성을 다루면서 장기적인 변동을 추정했다.

그 결과, 현재의 변화율은 적어도 후기 플리오세 이후의 360만 년 동안 매우 이례적이라는 것이 밝혀졌다. 과거에도 빙상의 성장이나 융해에 의해 하루의 길이는 변화해 왔다. 지구의 자전은 항상 일정했던 것은 아니다. 달의 중력, 지구 내부의 운동, 대기와 해양의 순환, 빙기·간빙기의 변화 등 다양한 요인이 작용해 왔다.

그럼에도 불구하고 21세기 초에 관측되고 있는 기후 변화 유래의 변화는 지질학적 맥락에서 봐도 두드러진다.

달보다 더 큰 영향이 될 가능성

지구의 하루가 길어지는 주요 자연 요인으로 잘 알려진 것이 달의 중력이다. 달은 지구에 조석을 일으키고, 그 조석 마찰이 지구의 자전에 브레이크를 걸고 있다. 그 때문에 지구의 하루는 장기적으로는 조금씩 길어져 왔다.

그러나 이번 연구에서는 온실가스 배출이 높은 수준으로 계속되는 미래 시나리오에서는, 이번 세기 말까지 기후 변화가 하루의 길이에 미치는 영향이 달에 의한 영향을 초과할 가능성이 있다고 한다.

이는 상징적인 이야기다. 달은 수십억 년 동안 지구의 자전을 천천히 변화시켜 왔다. 그 달의 영향에 인간 활동이 일으킨 기후 변화가 나란히, 경우에 따라서는 초과할지도 모른다. 인류가 대기의 화학 조성을 변화시키고, 빙상을 녹이고, 해수면을 올림으로써 행성의 회전에까지 영향을 미치고 있다는 사실은 온난화의 규모를 다시금 부각시킨다.

생활에 즉시 영향을 미치는가

그렇다면 우리의 삶에 즉시 큰 영향을 미칠까? 답은 일반적인 일상생활에 한정하면 "거의 없다"일 것이다. 아침에 일어나는 시간이 바뀌는 것도 아니고, 하루가 체감할 수 있을 정도로 길어지는 것도 아니다. 달력이나 손목시계의 세계에서는 변화가 너무 작다.

한편, 초고정밀 시각 관리가 필요한 분야에서는 이야기가 달라진다. GPS, 우주선의 항법, 위성 측위, 금융 거래, 통신 네트워크, 천문학적 관측 등에서는 지구의 자전의 미세한 흔들림도 무시할 수 없는 경우가 있다. 특히 우주선의 위치나 궤도를 정확히 파악하려면 지구가 언제, 어느 방향으로, 얼마나 회전하고 있는지를 정밀하게 알 필요가 있다.

즉, 이 현상은 "내일부터 생활이 곤란하다"는 종류의 위기는 아니다. 그러나 현대 사회가 얼마나 정밀한 시간 위에 성립되어 있는지를 생각하면 밀리초 단위의 변화에도 과학적·기술적 의미가 있다.

SNS에서는 놀라움, 풍자, 냉정한 반응이 혼재

 

이 뉴스에 대한 SNS 상의 반응은 크게 세 가지로 나뉜다.

첫 번째는 순수한 놀라움이다. X나 인스타그램에서는 "기후 변화가 지구의 자전까지 바꾸고 있다니", "온난화의 영향이 여기까지 왔나"라는 취지의 게시물이 보인다. 해수면 상승이나 이상 기후에 비해 자전 속도의 변화는 직관적으로 이미지화하기 어렵다. 그 때문에 뉴스로서의 의외성이 강하고, 많은 사람들이 "그런 일까지 일어나는가"라고 반응하고 있다.

두 번째는 풍자나 회의적인 반응이다. Reddit의 일부 댓글에서는 "밀리초라는 숫자로 너무 호들갑 떠는 것 아닌가", "과거에는 얼음이 거의 없는 시대도 있었던 것 아닌가"라는 의문이 게시되고 있다. 그중에는 기후 변화 보도 자체에 대한 불신감을 나타내는 댓글도 있었다.

세 번째는 과학적으로는 흥미롭지만, 우선해서 걱정해야 할 문제는 따로 있다는 냉정한 수용 방식이다. Reddit에서는 "기후 변화로 일어나고 있는 악영향 중에서 하루의 길이 변화 자체는 최대의 우려가 아니다"라는 취지의 댓글도 보였다. 오히려 해양의 변화, 산호초의 위기, 산소가 부족한 해역의 확장 등 생명이나 사회에 직접 영향을 미치는 문제에 주목해야 한다는 의견이다.

이 반응은 중요하다. 이번 연구는 하루의 길이가 늘어나는 것 자체를 두려움의 대상으로 제시하고 있는 것이 아니다. 오히려 온난화가 지구 시스템 전체에 미치는 영향의 확산을 보여주는 것이다. SNS에서의 당혹감이나 회의도 "밀리초"라는 작은 단위와 "행성의 자전"이라는 거대한 스케일의 격차에서 비롯된 것으로 생각된다.

"지구의 브레이크"는 기후 변화의 보이지 않는 지표

기후 변화의 영향으로 우리는 먼저 기온 상승, 해수면 상승, 폭염, 호우, 가뭄, 산불 등을 떠올린다. 이들은 인간 사회에 직접적인 피해를 주기 때문에 뉴스로서도 이해하기 쉽다.

한편, 지구의 자전 변화는 보이지 않는다. 하늘을 올려다봐도 지구가 느리게 회전하고 있다는 것을 알 수 없다. 우리의 생체 시계에도 영향은 없다. 그러나 이 보이지 않음이야말로 지구 시스템의 복잡함을 말해준다.

빙상의 융해는 해수면을 올리는 것만이 아니다. 해수의 분포를 바꾸고, 중력장을 바꾸고, 지축의 흔들림에도 관계하며, 자전 속도에도 영향을 미친다. 지구는 대기, 해양, 얼음, 암석권, 생명권이 연결된 하나의 시스템이며, 어느 한 곳에서 일어난 변화는 다른 곳에 파급된다.

이번 연구는 그 파급 중 하나를 시각화한 것이다. 온난화는 "더워진다"는 이야기만이 아니다. 물의 위치가 바뀌고, 질량의 분포가 바뀌고, 행성의 움직임이 바뀐다. 그런 연쇄 속에 우리의 사회도 포함되어 있다.

밀리초가 말하는 인류세의 규모

"인류세"라는 말이 있다. 인류의 활동이 지구 환경에 지질학적인 규모의 영향을 미치는 시대를 나타내는 개념이다. 대기 중 이산화탄소 농도의 상승, 플라스틱이나 방사성 물질의 흔적, 생물 다양성의 급속한 변화 등이 그 증거로서 이야기된다.

지구의 자전 변화도 역시 인류의 영향이 행성 규모에 이르고 있음을 나타내는 상징적인 현상이라고 할 수 있다. 100년 동안 1.33밀리초라는 숫자는 일상 감각에서는 작다. 그러나 지구의 회전에 나타날 정도의 질량 재배치가 진행되고 있다는 의미에서는 극히 크다.

우리는 시간을 시계로 측정하고 있다. 그러나 그 시계가 전제로 하고 있는 지구의 움직임도 또한 완전히 고정된 것은 아니다. 하루는 우주와 지구 내부와 기후 시스템의 균형 위에 있다. 그리고 지금 그 균형에 인간 활동이 무시할 수 없는 영향을 미치고 있다.

정말로 무서운 것은 "하루가 길어지는 것"이 아니다

이 뉴스를 센세이셔널하게 받아들일 필요는 없다. 하루의 길이가 길어진다고 해서 인류의 생활이 갑자기 무너지는 것은 아니다. 변화는 극히 작고, 대부분의 사람에게는 체감 불가능하다.

그러나 경시해도 좋은 이야기는 아니다. 왜냐하면 이 현상은 온난화의 "결과"가 아니라, 온난화가 지구 전체에 미치는 영향의 확산을 나타내는 "지표"이기 때문이다.

정말로 중요한 것은 지구가 몇 밀리초 느리게 회전하는가라는 숫자 그 자체가 아니다. 극지의 얼음이 녹아 바다로 흘러들어가 해수면이 상승하고, 지구의 질량 분포까지 바꾸고 있다는 일련의 프로세스이다. 그 앞에는 연안 지역의 침수 위험, 생태계의 변화, 이상 기후의 격화, 식량이나 수자원에 대한 영향이 있다.

즉, 지구의 자전이 느려진다는 뉴스는 기후 변화의 "기묘한 부작용"이 아니라, 지구 시스템이 이미 크게 흔들리고 있음을 알리는 정밀한 알람과 같은 것이다.

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