지구 자기의 3요소

 

지구 자기의 3요소

나침반은 지구상에서 항상 일정한 방향을 가리킨다. 이것은 지구가 자기장을 가지고 있기 때문이다. 자침의 방향을 추정해 보면 지구 자기장의 자기력선은 그림과 같이 형성돼 있다. 이것은 마치 지구 내부에 지구 자전축에 대해 11.5° 만큼 그린란드 쪽으로 기울어져 있는 거대한 막대자석이 들어 있는 것처럼 형성돼 있다.

 

 

지구의 자기장

따라서 어느 한 지점에서 자침이 가리키는 방향과 지리상의 북쪽은 일치하지 않게 된다. 다음 그림에서 보듯이 수평면에 대해 자침의 N극이 가리키는 방향이 지리상의 북쪽과 이루는 각을 편각이라고 한다. 서울 지방의 편각은 약 5°W다.

 

 

지구 자기의 3요소

또한 자침은 연직면에서 자유롭게 회전하게 하면 수평면에 대해 기울어진 방향을 가리킨다. 이 기울어진 각을 복각이라고 하며 복각 방위계로 측정할 수 있다. 복각에 대해서는 이미 길버트가 위도와 관련이 있다는 사실을 경험적으로 알아낸 바 있다. 오른쪽 그림에서처럼 복각(I)와 위도(φ)는 지리상의 북극과 자북극이 일치한다고 할 때 의 관계가 있다. 이 사실은 어느 지점의 지구 자기의 복각을 측정함으로써 위도에 대한 단서를 얻을 수 있다는 것이 되므로 고지구 자기의 연구를 이용해 고대륙의 이동을 알아보는 데 매우 유용하게 쓰인다.

 

 

복각과 위도의 관계

지표상 어느 지점에서의 전자기력은 자석의 N극에 작용하는 힘을 말한다. 이 힘을 연직 성분과 수평 성분으로 구분해 각각 연직자기력ㆍ수평자기력이라고 한다. 결국 수평자기력과 지리상의 북쪽이 이루는 각이 편각이 되며, 수평자기력과 전자기력이 이루는 각이 복각이 된다. 따라서 지구 자기장은 각 지점에서 수평자기력ㆍ복각ㆍ편각으로 나타낼 수 있으므로 이를 지구 자기의 3요소라고 한다.