지구의 자기장

지식 정보

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지구 주위의 자기력선을 나타낸 지구의 자기장 아이콘

지자기 북극과 지자기 남극, 자기 적도의 의미와 나침반 보는 법, 외핵 열대류에 따른 지구 자기장의 형성과 변화를 설명합니다.

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삼각형과 지구 단면 그림이 포함된 ‘지구의 내부 구조’ 아이콘 N극과 S극 및 자기력선이 그려진 자기장과 자기력선 아이콘 삼각형 안 나침반과 ‘지구 자기 3요소’ 글자가 있는 아이콘

지구의 자기장

현재 지리상 북극은 S\mathrm{S}극을, 지리상 남극은 N\mathrm{N}극을 띠므로 자기력선은 지리상 남극(N\mathrm{N}극)에서 나와 지리상 북극(S\mathrm{S}극)으로 들어간다.

지구 자기장의 자극과 자기력선 방향을 나타낸 도식

지자기 북극과 지자기 남극 및 자기 적도

지자기 북극 또는 자북극은 지구 자기장의 방향이 수평면(지구의 표면에 접하는 가상의 평면)에서 수직으로 들어가는 지점이고,
지자기 남극 또는 자남극은 지구 자기장의 방향이 수평면에서 수직으로 나오는 지점이다.

자기 적도는 수평면과 지구 자기장의 방향이 나란한 지점을 이은 선이다.

지자기 북극과 지자기 남극을 이은 축은 지구의 자전축에 대해 약간 기울어져 있기 때문에
지자기 북극과 남극은 각각 지리상 북극과 남극에서 약간 떨어져 있다.

지구 자기장과 지리·지자기 극, 적도 및 지구 자전축을 나타낸 도식

나침반 보는 법

나침반을 수평면 위에 가만히 놓을 때, 자침의 N\mathrm{N}극이 가리키는 방향은 지자기 북극, 자침의 S\mathrm{S}극이 가리키는 방향은 지자기 남극이다.

나침반의 자침이 가리키는 지자기 북극·남극 방향과 자침의 N극·S극

지구 자기장의 형성

외핵에서는 물질 간 온도·밀도 차 등에 의해 열대류가 일어나는데,
다이너모 이론은 이러한 열대류와 지구의 자전에 의해 지구 자기장이 만들어진다고 설명한다.

지구 내부의 외핵과 외핵 물질의 열대류, 지자기장과 자전축을 나타낸 모식도

지구 자기장의 변화

지구 자기장의 변화에는 크게 일변화, 영년 변화, 자기 폭풍, 지구 자기장의 역전이 있다.

일변화

태양에 의해 하루를 주기로 일어나는 지구 자기장의 변화이다.

영년 변화

지구 내부의 변화에 의해 수십 년 이상에 걸쳐 서서히 일어나는 지구 자기장의 변화이다.

자기 폭풍

플레어(태양 표면에서 순간적으로 강력한 에너지를 방출하는 폭발 현상)가 활발해질 때 방출되는 강한 태양풍에 의해 일어나는 불규칙하고 급격한 지구 자기장의 변화이다.

지구 자기장의 역전

지구 자기장의 방향은 수십만 년에서 수백만 년을 주기로 반대로 바뀐다.

현재와 같이 지리상 북극은 S\mathrm{S}극을, 지리상 남극은 N\mathrm{N}극을 띠고,
자기력선이 지리상 남극에서 나와 지리상 북극으로 들어갈 때를 정자극기라 한다.

반대로 지리상 북극은 N\mathrm{N}극을, 지리상 남극은 S\mathrm{S}극을 띠고,
자기력선이 지리상 북극에서 나와 지리상 남극으로 들어갈 때를 역자극기라 한다.

정자극기와 역자극기의 지구 자기장 자기력선 비교 그림

지구 자기권

외권에 형성된 지구 자기장 영역이다. 태양풍으로부터 지구의 생명체를 보호한다.

충격파 전면은 태양풍이 지구 자기장을 만나 급격히 감속되는 경계면이고,
자기권 계면은 충격파 전면을 통과한 태양풍이 더 이상 지구 자기장 안쪽으로 진행하지 못하게 막히는 경계면이다.

태양풍과 지구 자기장, 자기권계면 및 밴앨런대 모식도

밴앨런대

플라스마가 지구 자기장에 붙잡혀 있는 도넛 모양의 영역이다.
안쪽에 위치한 내대는 주로 양성자로, 바깥쪽에 위치한 외대는 주로 전자로 이루어져 있다.

적용 문항

1번 문항


1900~2020년 지자기 북극 이동 경로와 보기·선지가 제시된 지구과학 문항

2번 문항


태양풍과 지구 자기권의 구조 및 방향을 묻는 지구과학 문항