거대한 N극과 S극의 나침반 지구

 지구는 거대한 자석이다. 과학자들은 지구 핵 내부의 대규모 유동체 운동이 자기장을 만든다고 추측하고 있다. 철과 니켈로 이루어진 지구의 외핵이 지구의 내부에서 발생하는 열과 지구의 자전에 의해 대류하면서 자기장을 만들어 낸다는 것이다.

 나침반은 서로 다른 극끼지 잡아당기는 자석의 성질을 이용한 것이다. 지국 자기의 S극은 북극에 있고 N극은 남극에 있다. 자성을 띤 나침반의 N극은 지구의 S극에 이끌려 북쪽을 가리키고, S극은 자구의 N극에 이끌려 남쪽을 가리키게 된다.

 지리상의 북쪽을 '진북'이라고 하고 나침반이 가리키는 자기장의 북쪽을 '자북'이라고 한다. 그런데 진북과 자북은 일치할 것 같지만 사실은 일치하지 않는다. 나침반을 들고 바늘이 가리키는 방향으로 계속 따라가도 북극에는 도착할 수 없다는 말이다.

 이는 지구의 자기장 변화에 따라 자북도 조금씩 변하기 때문이다. 현재 지구의 남북축과 나침반 남북축의 차이는 약 11.5도 이다. 만일 나침반만 믿고 북극 탐험에 나섰다가는 북극에 도착하는 것이 아니라 북극에서 무려 약 1,800km나 떨어진 캐나다 북부의 허드슨만 근처를 배회하게 될 것이다. 

 자북의 변화는 기록에도 나타난다. 1580년에 런던의 나침반 바늘은 진북에서 동쪽으로 11도 꺾였으며 1660년에는 진북과 일치했다. 또 1820년과 1970년에는 북서쪽으로 각각 24도와 7도 회전되었다. 지구 외핵에서의 대규모 대류운동 중에 생긴 작은 소용돌이가 자기장 변화의 원인일 것으로 추측된다. 관측에 의하면 자북은 지금도 매년 0.1도씩 변하고 있다.