몇 년에 한 번씩 "전 세계 시계에 1초를 더한다"는 뉴스를 본 적 있으신가요? 이걸 '윤초(leap second, 시간을 맞추기 위해 더하는 1초)'라고 부르는데요, 처음 들으면 좀 황당합니다. 하루는 그냥 24시간, 정확히 86,400초 아니었나요?
사실 지구가 한 바퀴 도는 데 걸리는 시간, 즉 '하루의 길이'는 우리 생각처럼 칼같이 고정돼 있지 않습니다. 수십 년에 걸쳐 아주 미세하게, 수 밀리초(1000분의 몇 초) 단위로 빨라졌다 느려졌다를 반복하거든요. 그 범인이 최근 밝혀졌는데, 놀랍게도 땅속 수천 km 아래, 지구 가장 깊은 곳에 있는 '내핵'이었습니다.
한 줄로 먼저 답하면
지구 하루 길이가 미세하게 달라지는 이유는, 지구 가장 깊은 곳에 있는 쇳덩어리 '내핵'이 스스로 미세하게 흔들리면서, 그 중력이 지구 바깥층(맨틀)을 당겼다 놓았다 하기 때문입니다.
지구 속은 삶은 계란과 닮았어요
지구 내부를 이해하는 가장 쉬운 방법은 삶은 계란을 떠올리는 거예요. 계란 노른자처럼 한가운데 단단하게 뭉친 쇳덩어리가 '내핵'이고, 그 바깥을 감싼 흰자처럼 걸쭉하게 녹아 흐르는 쇳물이 '외핵'이에요. 그리고 우리가 발 딛고 사는 겉껍질, 즉 지각과 그 아래 두꺼운 층(맨틀)이 계란 껍질에 해당해요.
내핵은 혼자 둥둥 떠서 돌아요
재밌는 건 내핵이 지구 전체와 완전히 한 몸처럼 딱 붙어 도는 게 아니라는 점이에요. 액체인 외핵 위에 공처럼 둥둥 떠 있는 상태라, 자기 나름의 속도와 방향으로 살짝씩 따로 움직일 수 있어요.
중력이 당기고, 흐름이 밀어내고
캐나다 앨버타대학교 연구팀(마티유 덤베리, 화이펑 장)이 2026년 9월 23일 국제학술지 《네이처》에 발표한 연구에 따르면, 내핵과 맨틀에는 각각 유독 밀도가 높은 부분들이 있어요. 밀도가 높은 두 부분은 서로 중력으로 끌어당기기 때문에, 내핵은 늘 맨틀의 무거운 부분과 자리를 맞추려는("정렬되고 싶어하는") 성질이 있어요.
그런데 외핵 속 쇳물이 흐르면서 내핵을 슬쩍 서쪽으로 밀어내 이 정렬에서 벗어나게 만들어요. 그러면 다시 중력이 천천히 내핵을 동쪽으로 끌어당겨 정렬을 되찾죠. 이 밀고 당기는 줄다리기가 수십 년에 걸쳐 반복되면서, 내핵과 연결된 지구 전체의 자전 속도도 덩달아 수 밀리초씩 빨라졌다 느려졌다를 되풀이하는 거예요.
직접 확인해볼 수 있어요
땅속 내핵을 직접 들여다볼 순 없지만, 이 현상의 흔적은 우리 주변에서도 찾아볼 수 있어요.
- 스마트폰이나 컴퓨터의 시계는 사실 GPS 위성과 초정밀 원자시계 신호에 자동으로 맞춰진다는 걸 설정 화면에서 확인해보세요.
- '윤초'를 검색해 보면, 국제지구자전청(IERS)이라는 기구가 지구 자전 속도를 꾸준히 관측해서 몇 년에 한 번씩 전 세계 표준시에 1초를 더할지 말지 발표한다는 걸 알 수 있어요.
오해와 진실
오해 1. "지구는 항상 똑같은 속도로 돈다"
진실: 지구 자전 속도는 계속 미세하게 변해요. 특히 달의 인력 때문에 아주 긴 시간에 걸쳐 하루가 조금씩 길어지는 추세인데, 이번 연구가 밝힌 수십 년 단위의 오르내림은 이것과는 또 다른, 내핵이 일으키는 별개의 원인이에요.
오해 2. "지구 속 핵은 가만히 멈춰 있다"
진실: 내핵도 끊임없이 흔들리고 스스로 회전하는 역동적인 존재예요. 가만히 멈춰 있기는커녕, 지구 자전 속도에까지 영향을 줄 만큼 활발하게 움직이고 있어요.
3줄 요약
1. 하루 길이는 완전히 고정된 게 아니라, 수십 년 단위로 수 밀리초씩 변합니다.
2. 원인은 지구 중심 내핵이 중력으로 맨틀과 정렬했다 벗어났다를 반복하기 때문입니다.
3. 이 미세한 변화는 GPS, 초정밀 원자시계 같은 정밀 시간 기술에 영향을 줄 수 있어 중요합니다.
자주 묻는 질문
Q. 하루 길이가 변하면 우리 생활에 영향이 있나요?
A. 일상에서 체감하긴 어렵지만, GPS 위성 항법이나 초정밀 원자시계처럼 아주 정밀한 시간이 필요한 기술에는 영향을 줄 수 있어 과학자들이 이를 보정 자료로 활용합니다.
Q. 내핵이 흔들리는 걸 어떻게 알아낸 건가요?
A. 땅속 수천 km는 직접 볼 수 없어서, 지진파가 내핵을 통과하는 속도나 지구가 먼 우주의 천체와 비교해 얼마나 빨리 도는지를 정밀 관측해 간접적으로 계산합니다.
Q. 지구 자전은 점점 빨라지나요, 느려지나요?
A. 아주 긴 시간으로 보면 달의 인력 때문에 하루가 조금씩 길어지는 추세예요. 이번 연구가 밝힌 건 그 큰 흐름 위에 얹혀 있는, 수십 년 주기의 작은 오르내림입니다.
