❚ 우리가 아는 하루, 과거에도 같았을까?
우리가 일상적으로 사용하는 24시간 하루, 사실 이 길이는 ‘변하지 않는 절대값’이 아닙니다. 과학자들은 지구의 자전 속도가 수억 년에 걸쳐 서서히 느려지고 있으며, 하루의 길이도 점점 길어지고 있다는 사실을 밝혀냈습니다.
이는 단순한 가설이 아닌, 암석에 남겨진 ‘자연 시계’의 기록과 첨단 우주기술의 정밀 측정에 의해 입증되고 있는 과학적 사실입니다.
❚ 하루의 길이, 10억 년 전엔 18시간이었다
지구가 생성된 약 45억 년 전, 자전 속도는 지금보다 훨씬 빨랐습니다.
- 약 10억 년 전의 하루 길이는 약 18시간
- 약 4억 년 전에는 22시간
- 그리고 지금은 평균 24시간에 도달했습니다.
과학자들은 산호 화석, 조개류, 퇴적층에 남겨진 조류 리듬(조석 띠)을 분석하여 이러한 결과를 얻었습니다. 당시의 생물은 조류 주기에 맞춰 성장했기에, 하루의 반복이 고스란히 그 흔적으로 남아 있습니다.
❚ 지구 자전을 느리게 하는 진짜 범인: 달과 조석 마찰
지구의 자전 속도를 늦추는 가장 큰 원인은 바로 달(Moon)입니다.
달과 지구 사이의 조석력(Tidal force), 다시 말해 조수 간만의 차이가 지구 자전의 브레이크 역할을 하고 있습니다.
▸ 조석 마찰의 원리:
- 바닷물은 지구의 자전과 달의 중력 사이에서 밀려 올라갔다 내려가며 조석 마찰을 일으킵니다.
- 이 마찰은 지구의 회전에 저항하는 힘이 되어, 지구의 자전이 매우 느리지만 꾸준히 늦춰지게 만듭니다.
- 그 에너지는 달을 밀어내는 데 쓰이며, 달은 해마다 약 3.8cm씩 지구에서 멀어지고 있습니다.
즉, 달은 지구의 속도를 늦추고, 스스로는 멀어지는 공존 관계에 있는 셈입니다.
❚ 지구의 하루는 얼마나 느려지고 있을까?
현재 지구 자전 속도의 변화는 매우 미세합니다.
- 100년마다 약 1.7밀리초씩 하루가 길어지고 있으며,
- 10만 년이 지나면 하루가 약 2초 길어질 것으로 예상됩니다.
비록 일상에서 체감하기는 어렵지만, 천문학, 인공위성 관측, GPS 정밀도 등에 있어서는 이 미세한 변화가 결정적인 변수가 됩니다. 실제로 과학자들은 원자시계(Atomic clock)를 이용해 매년 지구의 자전 속도와 태양 기준 시간 사이의 차이를 보정하는 ‘윤초(Leap second)’를 추가해왔습니다.
❚ 지구 내부도 영향을 준다: 대륙 이동, 핵의 흐름
지구 자전 속도는 달 외에도 다양한 지질학적 요인의 영향을 받습니다.
🔹 맨틀 대류와 판 이동
대륙이 이동하며 질량의 재배분이 발생하면, 자전 운동량이 바뀌게 됩니다. 예를 들어, 육지가 극지방으로 이동하면 자전 속도가 빨라지고, 적도 쪽으로 몰리면 느려집니다. 이는 피겨스케이트 선수가 팔을 벌리면 속도가 느려지는 것과 같은 원리입니다.
🔹 지구핵의 움직임
지구의 내부 핵(고체 철 핵)과 외부 핵(액체 철)이 자전축을 기준으로 움직이면서 전체 자전 속도에 미세한 진동과 교란을 줍니다. 최근 연구에선 핵이 자체적으로 ‘앞서거나 늦게 도는 현상’도 포착되었습니다.
🔹 빙하 융해와 해수면 변화
지구온난화로 극지방의 얼음이 녹고 해수면이 상승하면서, 물의 질량 재배분이 발생해 자전 속도에 영향을 줍니다. 실제로 2004년 인도네시아 쓰나미나 2011년 일본 대지진 같은 대형 지각 변동 이후 지구 자전이 미세하게 빨라진 사례도 보고된 바 있습니다.
❚ 느려지는 자전, 인류에게 어떤 의미인가?
지구의 자전 속도가 느려진다고 해서 당장 우리의 삶에 큰 변화가 생기진 않습니다. 하지만 장기적으로 보면 ‘시간’에 대한 개념, 기준, 기술적 시스템 전반에 영향을 줍니다.
- 윤초(Leap Second)와 컴퓨터 시스템
지구의 자전 변화에 따라 윤초를 삽입하지 않으면, GPS, 금융, 항공 등 고정밀 시스템에 오차가 발생할 수 있습니다. 이 때문에 국제도량형국(BIPM)은 윤초 관리 문제를 논의 중입니다. - 지구-달의 관계 이해
지구와 달의 조석 상호작용은 단순한 천체 운동이 아니라, 지구의 생명 진화, 조수, 기후 변화까지 영향을 줍니다. 하루의 길이 변화는 생물 리듬과 진화 역사에도 깊은 흔적을 남겼습니다. - 미래의 시간 개념 변화
수십억 년 후, 하루의 길이는 30시간 이상이 될 수 있으며, 이는 지구 환경과 생물 진화에 중대한 영향을 미칠 수 있습니다.
❚ 결론: 하루는 지구가 살아 있다는 증거다
우리는 하루 24시간에 익숙하지만, 이 시간은 절대불변의 진리가 아닙니다.
하루는 지구가 숨 쉬고, 변화하고, 진화하고 있음을 보여주는 시간의 흔적입니다.
하루는 점점 길어지고 있습니다. 그만큼 우리는 더 깊이 지구의 이야기를 이해해야 할 시점에 와 있습니다. 시간의 진화는 지질학적 변화와 우주의 리듬이 맞물린 복합적인 서사입니다.
하늘의 별만큼이나, 지구 내부와 그 자전의 비밀에도 관심을 가져야 할 이유가 여기에 있습니다.