한국 지자기 분포

본문내용

준위차(2mB)에 해당하는 고주파를 가하면 공명이 일어난다. 즉 시편의 원자핵이 고주파 에너지를 흡수하면서 높은 에너지 준위로 전이되며, 이때 일반적으로 고주파 에너지의 손실을 동일한 고주파 코일로 감지하는 자기공명 흡수방법이 사용된다. 이방법은 물리적인 고유현상을 이용하기 때문에 교정이 불필요하며 전자석시스템과 조합하여 자장 표준기로 많이 사용된다. 일반적인 측정범위는 1 × 10-2 ~ 15 T 이고 분해능은 10-8 T 정도이다.
5)광펌핑 방법
- 광펌핑(optical pumping)을 이용한 자장측정의 원리는 빛을 이용하여 원자, 양성자 및 전자들을 원하는 에너지 준위로 모은 다음, 그 에너지 차이에 해당하는 전자기파를 인가하여 자기공명(magnetic resonance)을 만들어 공명주파수를 측정하고, 그에 비례하는 자장을 구하는 방법이다. 광펌핑 방법은 1950년 Alfred Kastler가 제안하였고, 이것으로 1966년 노벨상을 받았다. 광펌핑을 이용한 자장측정 방법은 알칼리금속의 증기를 넣은 용기(cell)에 자장을 가하면 Zeeman 효과에 의해 분극되어 에너지 준위가 갈라진다. 여기에 어느 특정의 빛을 가하면 에너지 준위가 다른 준위로 올라간다. 그 상태에서 고주파 자장을 가하면 공명주파수에서 에너지를 방출하여 원래의 에너지 준위로 돌아가고, 외부자장의 크기에 비례하는 주파수의 전자파가 방출된다. 즉 자기에너지가 빛 에너지를 흡수하여 다른 준위로 되고, 다시 공명자장 주파수로 에너지를 방출하여 원래의 상태가 된다. 알칼리 금속 증기 용기를 통과한 빛의 세기는 그림 6과 같은 데, a의 상태는 A에서 B준위로 펌핑하기 위해 원자 자체가 빛을 흡수하므로 아주 미소한 빛만이 통과하고, b 는 A에서 B로 펌핑이 완료되어 원자 자체는 더 이상 많은 빛을 흡수하지 못하므로 대부분의 빛은 통과된다. c 는 펌핑을 제거한 상태이므로 a 와 같이 빛을 거의 통과시키지 못한다.
4. 지자기 분포
1) 한반도의 편각분포도(1980년기준)
- 한반도 남부의 편각은 서쪽으로 대략 6~7˚30'의 범위에 있으며 (제주도 지역은 6˚ 전라도 광주부근은 6˚30' , 대구와 대전을 연결하는 지점은 7˚정도 춘천과 강릉 선은 7˚30'정도 이다) 한반도 북부는 직접 우리나라서 측정을 하지 못했지만 위의 결과를 따라 보면 약 7˚30'에서 9˚ 정도 일 것이다.
2) 한반도의 복각분포도(1980년기준)
- 복각은 49˚30' ~ 53˚ 의 범위에 있다. 복각의 경우 청주에서 서울 사이는 52˚(청주)~53˚(서울), 대전의 경우 51˚30' 대구의 경우 51˚ 그리고 부산과 광주를 있는 굴곡선은 50˚정도 이고 그 이남은 49˚30' 이고 제주도의 경우 48˚정도이다 이를 통해 마찬가지로 한반도 북부의 복각또한 53˚ 에서 57˚30'의 분포를 나타낼 것을 예상 할 수 있다.
3) 한반도의 전자력분포도(1980년기준)
또한 전자력은 49000γ ~ 50500γ의 범위에 있다.
전자력 F의 산출공식을 통한 한반도남부의 전자력 이상
F=C₁+ C₂Δλ + C₃Δφ + C₄ΔλΔφ + C5Δλ² +C6Δφ²........(단, Δλ=경도 에서 128˚를 뺀값이다. Δφ= 위도에서 36.5˚ 를 뺀값이다. 전자력측정치와 위의 식으로 계산합 값과의 차를 전자력이상으로 하여 분포를 나타내보면 경상분지의 동부에서 강한 정의 이상을, 경기육괴의 남서부, 옥천습곡대의 북서부와 남해안에서 강한 부의 이상을 나타낸다
4) 항공자력이상도
- 우리나라는 수직성분이 약 400mG, 수평성분이 약 300mG이며, 총자력은 500mG 정도이다.
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지자기라는 것은 우리에게 산소와 같이 없어서는 안 될 요소이다. 영화 '코어'는 지구자기장이 사라진 결과로 건강한 사람이 일순간 심장이 멈춰 그 자리에서 쓰러지고, 도시의 광장을 날아다니던 수천의 마리의 비둘기들이 방향 감각을 잃고 벽이나 창문과 차창을 향해 전속력으로 돌진해 떼죽음을 당하는 장면이 나온다. 이만큼 지구에는 자기장이 없어서는 안될 요소이다.
지구자기장이 사라진다면 지구는 태양에서 불어대는 높은 에너지의 우주방사선 입자에 피폭되어 끔찍한 대재앙을 맞이하게 될 것이다. 태양은 지구에 꼭 필요한 빛과 열을 제공하지만 무수히 많은 양의 양성자와 전기 입자들이 뒤섞인 우주방사선을 뿜어내기도 한다. 태양에서 코로나 물질을 방출하거나 플레어와 같은 폭발 현상이 일어나면 최대 수백억 톤의 방사선 물질이 초속 400~1000km의 속도로 불어와 지구자기장에 도달하는데 약 2일이 걸린다. 이것을 '태양풍' 이라고 하는데 태양풍이 지구자기장과 맞닿으면 상호작용을 일으킨다.
지상으로부터 60000km 상공에서 지구를 두르고 있는 지구 자기권 내부로 유입되는 태양풍과 함께 날아온 전하입자의 일부가 양 자극지방에서 끌려 들어가면 오색의 오로라가 발생한다. 그러나 그 밖의 하전입자들은 대부분 지구 주변으로 스쳐 지나가는데, 이때 지구를 중심으로 도넛 형태의 보호막이 형성된다.이것을 '밴앨런(Van Allen)복사대'라고 한다. 1958년에 미국의 유명한 물리학자 밴앨런이 발견한 이 방사능대는 인체에 해를 주는 우주방사능 물질이 태양풍에 실려 올 때 이것이 지구로 유입되는 것을 차단해주는 보호막 역활을 해준다. 만약 우주방사선이 그대로 지상에 도달하면 지구는 순식간에 뜨거운 열과 방사능으로 휩싸여 생명체가 살 수 없는 죽음의 행성으로 되고 말 것이다. 태양풍의 파장으로 지구자기장의 교란이 극심할 경우, 인공위성이나 우주공간에 있는 우주인이 피해를 입거나 설비들이 작동 불능 상태에 빠질 수 있다.
실제로 1989년 3월 캐나다의 퀘벡 지방에서는 변압기가 타버리거나 발전시스템이 마비되어 9시간 동안 정전되고 통신이 두절되는 사태가 발생한 적이 있다. 지구 밖에서는 인공위성이 태양풍에 의한 자기폭풍으로 입는 피해가 많지만 첩보위성과 상업위성의 활동이 기밀로 다루어지고 있어 손실되는 수는 보고 되는 수보다 더 많을 것으로 추정된다. 우주방사선을 막아주는 보호막 역할을 하고 지상에서는 모든 생명체를 보호하는 지구자기장은 지구 생존에 없어서는 안 될 절대적인 존재이다.

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