[미디어파인 칼럼 = 이상원 기자] 액체와 고체가 뒤섞인 것처럼 행동하는 특이한 물질은 지구 깊숙한 곳에 숨겨져 있을 수 있다. 두 개의 연구에서 설명된 컴퓨터 시뮬레이션은 철과 다른 가벼운 원소들을 포함하는 지구의 중심핵에 있는 물질이 "초 이온성" 상태에 있을지도 모른다는 것을 암시한다. 그것은 철이 고체에 있는 것처럼 계속 넣어지는 동안, 가벼운 원소들은 액체처럼 흐른다는 것을 의미한다.
연구는 수수께끼 같은, 접근할 수 없는 그 행성 영역의 내부 작용을 탐구했다. 통념적인 과학적 이론에 따르면, 지구의 핵은 단단한 내부 핵을 둘러싸고 있는 액체 상태의 외부 핵으로 구성된다. 그러나 내부 핵이 철이 풍부하다는 것을 아는 것 외에, 과학자들은 정확하게 어떤 다른 원소들이 있고 어떤 양이 있는지 알지 못한다.
지진에 의해 자극된 지진파는 내부의 중심핵을 헤집어 내부에 무엇이 들어있는지에 대한 단서를 제공한다. 그러나 이러한 파동을 측정하는 것은 연구자들을 어리둥절하게 만들었다. 전단 파라고 불리는 한 종류의 파동의 속도는 고체 철 또는 철과 다른 물질의 혼합인 많은 종류의 철 합금에서 예상보다 낮았기 때문이다.
한 새로운 연구에서, 과학자들은 64개의 철 원자 그룹을 수소, 탄소, 산소와 같은 다양한 종류의 가벼운 원소들과 함께 내부 핵에 예상되는 압력과 온도로 모의 실험했다. 보통의 고체에서는, 원자들이 자신들의 위치를 고수하며 질서정연한 격자 구조로 배열된다. 초 이온 물질에서, 다른 원자들은 고체에서와 같이 깔끔하게 배열되는 반면, 다른 원자들은 고체 격자를 통해 바로 미끄러져 나가는 액체처럼 움직였다..
이 초 이온성 상태가 전단 파를 늦추었기 때문에 물질의 이상한 위상이 내부 중심핵에서 측정된 예상치 못한 전단파 속도를 설명할 수 있었다. 2차 또는 S파라고도 알려진 전단 파는 상하로 꿈틀거리는 파동을 따라 움직이는 물결처럼 이동 방향에 수직으로 지구를 흔든다. 1차 또는 P파라고 불리는 다른 파동은 이동에 평행한 방향으로 움직인다.
내부 핵을 정말로 설명하기 위해서 과학자들은 S파 속도, P파 속도, 밀도를 포함하여 과학자들이 내부 핵에 대해 알고 있는 모든 것에 부합하는 원소들의 조합을 찾아야 한다.
[이상원 칼럼니스트]
고려대 산업경영공학과(재학 중)
미디어파인 대학생칼럼니스트 겸 기자