지구의 조수에 영향을 미치는 주요 요인 중 하나는 달입니다. 달과 지구 사이의 중력 관계는 조수의 밀물과 썰물을 일으켜 해안 지형을 형성하는 주기를 만들어 냅니다. 여기서는 달과 지구의 조수 사이의 복잡한 관계를 자세히 살펴보고 이 중력의 춤 뒤에 숨겨진 메커니즘을 조명해 보겠습니다.
달의 중력
달의 중력은 지구의 조수 형성에 큰 영향을 미칩니다. 달의 큰 질량은 지구에 중력을 작용하여 달에 가장 가까운 쪽과 달에서 가장 먼 쪽 모두에서 바다가 부풀어 오르게 합니다. 이렇게 물이 부풀어 오르면 만조가 발생하고, 그 사이의 낮은 지점은 썰물이 발생합니다.
지구가 자전함에 따라 서로 다른 지역이 이 조수간만의 차를 통과하기 때문에 대부분의 해안선에서는 매일 두 번의 만조와 두 번의 간조 주기가 발생합니다. 조수의 시기와 높이는 대륙의 존재 여부, 지구의 모양, 지역마다 다른 바다의 깊이 등의 요인에 의해 영향을 받습니다.
달의 중력은 물뿐만 아니라 단단한 지구에도 영향을 미칩니다. 달은 지구의 모양에 약간의 변화를 일으켜 적도에서는 지구가 길어지고 극지방에서는 지구가 짧아집니다. 이러한 변화는 과학 기기로 관찰할 수 있으며 해변에서 조수를 관찰하면 지구의 해양 분포에도 영향을 미칩니다.
지구를 끌어당기는 달의 중력은 다른 접선력과 함께 조수를 일으키는 바다의 팽창을 일으킵니다. 지구의 물은 중력과 다른 힘에 의해 지구를 밀고 당겨서 결국 달에서 가장 가깝고 가장 먼 쪽에 돌출부를 형성할 때까지 지구를 돌게 됩니다.
조석 팽창과 밀물·썰물
앞서 언급했듯이 달의 중력으로 인해 달에 가장 가까운 쪽과 가장 먼 쪽의 바다가 모두 부풀어 오르게 됩니다. 이러한 팽창으로 인해 달을 마주 보는 쪽과 반대쪽에는 만조가 발생하고, 만조와 수직인 지점에는 간조가 발생합니다. 지구의 자전은 조수에 더 많은 영향을 미치며, 지구가 이 물의 돌출부 아래에서 자전하기 때문에 매일 두 번의 만조와 두 번의 간조라는 익숙한 패턴이 생깁니다.
달과 지구는 서로 중력을 끌어당기고 지구에서는 달의 중력으로 인해 달에 가장 가까운 쪽과 달에서 가장 먼 쪽의 바다가 모두 불룩 튀어나오게 됩니다. 이러한 팽창으로 인해 만조가 발생하고, 낮은 지점은 썰물이 발생합니다. 달의 중력은 다른 접선력과 결합하여 지구의 물을 재분배하여 달에 가장 가까운 쪽과 가장 먼 쪽에 물이 부풀어 오르게 합니다.
조수의 상승과 하강은 지구의 육지가 달의 중력에 의해 생성된 조석 팽창을 통해 자전하면서 발생합니다. 관측자들은 조수 간만의 차를 통과할 때 조수가 상승하고 낮은 지점을 통과할 때 조수가 하강하는 것을 볼 수 있습니다. 그러나 지구 표면은 매끄럽지 않으며 조수는 대륙의 존재, 지구의 모양, 다른 위치의 바다 깊이와 같은 요인에 의해 영향을 받기도 합니다. 이러한 추가 요소는 특정 지역의 조수 간만의 시기와 높이에 영향을 미칩니다.
한 달에 두 번, 지구, 태양, 달이 일직선이 되는 동안 중력이 결합하여 봄철 조수라고 불리는 매우 높은 조수와 물이 이동한 매우 낮은 조수가 만들어집니다. 태양이 달과 직각일 때는 조수간만의 차가 크지 않은 조수가 발생합니다. 이러한 조수는 달이 공전 궤도의 특정 위치에 도달할 때 발생합니다.
지구의 조석 팽창은 지구 자전으로 인해 달의 위치와 정확히 일치하지 않습니다. 달은 지구 자전과 같은 방향으로 공전하기 때문에 지구의 어느 지점이 자전하여 달 바로 아래 위치에 도달하려면 추가 시간이 걸립니다. 그 결과 만조 팽창은 달과 직접 정렬되지 않고 약간 지연됩니다.
달의 공전 주기와 조수 변화
달의 공전 주기는 지구 주위를 도는 달의 공전 궤도에 영향을 미치는 현상으로 조수 변화에 영향을 미칩니다. 약 18.6년 동안 지속되는 이 주기는 조석의 크기에 변화를 일으킵니다. 달의 공전 궤도가 지구의 적도에서 멀어지면 조수의 크기가 작아지고, 달과 지구의 적도 사이의 공전 궤도가 더 정렬되면 조수가 과장됩니다. 이 현상은 1728년부터 기록되어 왔으며 달의 조석 주기로 알려져 있습니다.
앞으로 수십 년 동안 기후 변화와 해수면 상승과 같은 요인으로 인해 조수에 대한 달의 마디 주기의 영향이 증폭될 것으로 예상됩니다. 이로 인해 만조 홍수가 크게 증가할 수 있습니다. NASA는 달의 마디 주기, 기후 변화로 인한 해수면 상승, 달의 중력이 결합되어 2030년대에 만조 홍수 횟수가 급격히 증가할 것이라고 경고합니다. 이 주기가 만조에 미치는 영향은 통킹만, 영국 해협, 브리스톨 해협과 같은 특정 지역에서 전 세계 평균 해수면 상승의 영향보다 더 클 수 있습니다. 이러한 효과는 다양한 요인이 복합적으로 작용한 결과이며 달의 마디 주기에만 기인하는 것이 아니라는 점에 유의하는 것이 중요합니다.
달의 마디 주기, 기후 변화, 해수면 상승 사이의 복잡한 상호 작용을 이해하는 것은 해안 위험 계획과 만조 홍수와 관련된 위험 관리에 매우 중요합니다. NASA와 같은 기관에서 진행 중인 연구와 모니터링 노력은 이러한 현상을 더 잘 이해하고 예측하여 연안 지역에 미칠 수 있는 잠재적 영향을 완화하는 것을 목표로 합니다.
조수에 영향을 미치는 다른 요인
달은 조수에 가장 큰 영향을 미치지만, 조수 형성의 유일한 원인은 아닙니다. 태양과 지구도 조수에 영향을 미치는 정도는 적습니다. 태양의 중력은 달의 중력과 상호작용하여 다양한 조수 패턴을 만들어 냅니다. 춘조는 달과 태양의 중력이 일직선이 될 때 발생하여 조수가 매우 높은 반면, 간조는 태양과 달이 직각이 될 때 발생합니다.
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