기타 지구의 자전은 감속하고, 하루가 길어지고 있다. 게다가 지난 360만 년 동안 전례 없는 속도로

[お持て成し]

지구의 자전은 감속하고, 하루가 길어지고 있다. 게다가 지난 360만 년 동안 전례 없는 속도로 / 6월 18일(목) / Forbes JAPAN

미국 항공우주국(NASA)의 유인 달 탐사 미션 ‘아르테미스 II’ 우주비행사가 미션 2일 차에 우주선 ‘오리온’ 창문에서 촬영한 지구의 모습. 2026년 4월 2일 촬영 (NASA) 

현재 지구의 자전은 점점 느려지고 있다. 이는 기후 변화로 인해 빙하와 극지의 빙상이 녹아 지구상의 물 분포가 변하고 있기 때문이다. 그에 따라 하루의 길이도 조금씩 늘어나고 있지만, 그 속도는 최소한 지난 360만 년 동안 전례가 없을 정도로 급속하다는 것이 오스트리아의 비엔나 대학과 스위스의 취리히 공과대학이 진행한 최신 연구에서 밝혀졌다. 

미국인의 절반 이상은 기후 변화가 인간 활동에 기인한 것이라고 믿지 않는다. 하지만 이 연구 결과는 인간이 초래하는 온난화가 지구 시스템에 얼마나 심각한 영향을 미치는지를 보여주는 새로운 지표가 된다. 

■ 중요한 사실

지구에서의 ‘하루’는 현재 100년당 약 1.33밀리초(0.00133초)의 속도로 길어지고 있다. 주된 원인은 기후 변화에 따른 해수면 상승이다. 변화 정도는 매우 미미하지만, 위성 측위 시스템이나 세계 표준시 제도, 우주 미션 등 지구 자전에 관한 정확한 정보가 필요한 분야에서는 문제가 발생할 우려가 있다. 

빙상이나 빙하가 녹으면 물의 질량이 극지(육지)에서 해양으로 이동한다. 이 질량을 재분배함으로써 지구의 자전이 느려지고 있다.

연구팀은 해저에 서식하는 단세포 작은 해양 원생동물인 바닥생유공충 화석을 활용하고, 고도화된 머신러닝 기술과 결합해 360만 년 전부터 현재까지 하루 길이 변동을 재구성했다. 

지구물리학 전문지 『Journal of Geophysical Research: Solid Earth』에 실린 논문에 따르면, 지난 360만 년 동안 어느 시기든 기후에 기인한 하루 길이 증가율이 2000년부터 2020년까지 관측된 100년당 약 1.33밀리초라는 속도만큼 급격했던 경우는 없었다. 

영국 물리학회에 따르면, 지구의 자전 속도에 장기적인 영향을 미치는 가장 큰 요인이 달이라는 점은 변함이 없다. 조석 마찰 때문에 지구의 자전이 점점 느려지고, 하루가 더 길어지고 있다. 하지만 몇몇 시나리오에서는 21세기 말까지 기후변화의 영향이 달에 의한 영향을 능가할 가능성이 있다는 것이 이번 연구에서 밝혀졌다. 

◇ 주된 원인은 인간의 활동

■ 지구에 새겨진 고대의 시간을 해석한다

고대부터 기후가 지구 자전에 어떤 영향을 미쳐 왔는지 조사하기 위해, 연구팀은 저서유공충에 주목했다. 이 미세한 해양 생물 화석의 껍데기에는 고대 해수면 변동에 대해 알 수 있는 단서가 기록되어 있다. 연구진은 껍질의 화학 조성을 분석해 약 360만 년 전 신세대 후기 이후 하루 길이 변동을 복원했다. 

이 연구에서 가장 주목할 만한 발견은 과거 변동의 규모가 아니라 현재 변화의 속도이다. 21세기에 들어서면서 그린란드와 남극의 빙상, 산악 빙하의 융해가 가속화되고 있다. 해수면 상승이 진행됨에 따라 지구 양극에서 질량이 이동했다. 그 결과 지구는 적도 부근이 약간 부풀어 평평해지고, 자전 속도가 약간 느려졌다. 

연구 결과는 현대 기후변화가 지구 자전에 미치는 영향이 지난 360만 년 동안 전례가 없을 정도로 크다는 점을 시사한다.

취리히 공과대학의 베네딕트 소야 교수(우주측지학)는 “하루의 길이가 이렇게 급격히 늘어나고 있다는 사실에서 시사되는 바는, 현대 기후변화가 최소 360만 년 전 신세대 후기 이후에 전례 없는 속도로 진행되고 있다는 것이다”라고 지적. 따라서 현재 일어나고 있는 하루 길이의 급격한 증가는 주로 인간 활동의 영향에 의한 것으로 생각된다. 

■ '역대 가장 짧은 하루' 기록 갱신과는 어떤 관계가 있을까?

기후 변화로 지구의 자전 속도가 느려지고 있다면, 왜 최근에 지구 자전이 가속화됐다는 뉴스가 보도되고, ‘관측 사상 가장 짧은 하루’ 기록이 갱신된 걸까. 

확실히 기후 변화는 지구의 자전을 장기적으로 감속시키고 있지만, 자전 속도에 영향을 미치는 요인은 그것만이 아니라는 점을 과학자들은 설명한다. 지구 외피를 구성하는 액체 금속의 움직임, 대기 순환의 변화, 해류, 지구 형태의 미세한 변화 등 다양한 요인이 하루의 길이를 수 밀리초 단위로 변화시킬 가능성이 있으며, 이는 자전을 일시적으로 빠르게 하거나 느리게 만든다. 

지구에서는 2020년 이후 근대 관측 사상 가장 짧은 하루 기록이 여러 차례 갱신되었으며, 아직 연구로 완전히 밝혀지지 않은 메커니즘이 단기적으로 자전을 가속시키고 있는 것으로 보인다. 다만, 이러한 변동은 훨씬 장기적인 배경 속에서 발생하고 있다. 이는 달의 중력이 지구의 자전을 꾸준히 감속시키는 한편, 기후 변화로 인한 빙상 융해가 그 감속 속도를 더욱 가속화하고 있다는 상황이다. 

비엔나 대학과 취리히 공과대학의 연구 결과에 따르면, 온실가스 배출량이 현 상태대로 유지될 경우, 기후변화가 하루 길이에 미치는 영향이 21세기 말까지 달의 영향을 넘어설 것으로 예상된다. 

Jamie Carter

地球の自転は減速し、1日は長くなっている　しかも過去360万年間に前例のないペースで

地球の自転は減速し、1日は長くなっている　しかも過去360万年間に前例のないペースで（Forbes

地球の自転は減速し、1日は長くなっている　しかも過去360万年間に前例のないペースで / 6/18(木) / Forbes JAPAN

米航空宇宙局（NASA）の有人月探査ミッション「アルテミスII」の宇宙飛行士が、ミッション2日目に宇宙船「オリオン」の窓から撮影した地球の姿。2026年4月2日撮影（NASA）

現在、地球の自転は徐々に遅くなっている。これは気候変動によって氷河や極地の氷床が融解し、地球上の水の分布が変化しているためだ。それに伴って1日の長さも少しずつ延びているが、そのペースは少なくとも過去360万年間に前例のないほど急速だということが、オーストリアのウィーン大学とスイスのチューリッヒ工科大学による最新研究で明らかになった。

米国人の過半数は、気候変動が人間の活動に起因していると信じていない。だがこの研究結果は、人間が引き起こす温暖化が地球システムにどれほど深刻な影響を与えているのかを示す新たな指標となるものだ。

■ 重要な事実

地球における「1日」は現在、100年あたり約1.33ミリ秒（0.00133秒）のペースで長くなっている。主な原因は気候変動に伴う海面上昇だ。変化の度合いはごくわずかだが、衛星測位システムや世界の標準時制度、宇宙ミッションなど、地球の自転に関する正確な情報を必要とする分野では問題が生じるおそれがある。

氷床や氷河が融解すると、水の質量が極地（陸上）から海洋へと移動する。この質量の再配分により、地球の自転は遅くなっている。

研究チームは、底生有孔虫という海底に生息する単細胞の小さな海洋原生動物の化石を用い、高度な機械学習技術と組み合わせて、360万年間前から現在までの1日の長さの変動を再構成した。

地球物理学の専門誌『Journal of Geophysical Research: Solid Earth』に掲載された論文によれば、過去360万年間のどの時期においても、気候に起因する1日の長さの増加率が2000年から2020年までの期間に観測された100年あたり約1.33ミリ秒というペースほど急速だったことはなかった。

英国物理学会によると、地球の自転速度に長期的な影響を及ぼしている最大の要因が月であることには変わりない。潮汐摩擦によって地球の自転は次第に遅くなっており、1日も長くなっている。しかし、いくつかのシナリオでは、21世紀末までに気候変動の影響が月による影響を上回る可能性があることが今回の研究でわかった。

主な原因は人間の活動
■ 地球に刻まれた太古の時を読み解く

太古の時代から気候が地球の自転にどのような影響を及ぼしてきたのかを調べるため、研究チームは底生有孔虫に着目した。この微小な海洋生物の化石の殻には、古代の海面変動について知るための手がかりが記録されている。研究者らは殻の化学組成を分析し、約360万年前の鮮新世後期以降の1日の長さの変動を復元した。

この研究で最も注目すべき発見は、過去の変動の大きさではなく、現在の変化の速さである。21世紀に入り、グリーンランドや南極の氷床、山岳氷河の融解が加速。海面の上昇が進むとともに、地球の両極から質量が移動した。その結果、地球は赤道付近がほんの少しばかり膨らんで扁平化し、自転速度がわずかに遅くなっている。

研究結果は、現代の気候変動が地球の自転に及ぼしている影響が過去360万年間で前例のないものであることを示唆している。

チューリッヒ工科大学のベネディクト・ソヤ教授（宇宙測地学）は、「1日の長さがこれほど急速に延びているという事実から示唆されるのは、現代の気候変動が、少なくとも360万年前の鮮新世後期以降には前例のないペースで進んでいるということだ」と指摘。「したがって、現在起こっている1日の長さの急速な増加は、主として人間活動の影響によるものだと考えられる」と述べている。

■「史上最も短い1日」記録更新との兼ね合いは？

気候変動によって地球の自転速度が遅くなっているのであれば、なぜ地球の自転が加速したというニュースが最近報じられ、「観測史上最も短い1日」の記録が更新されているのだろうか。

たしかに気候変動は地球の自転を長期的に減速させているが、自転速度に影響する要因はそれだけではないと科学者らは説明する。地球の外殻を構成する液体金属の動き、大気循環の変化、海流、地球の形状の微細な変化など、さまざまな要因が1日の長さを数ミリ秒単位で変化させる可能性があり、自転を一時的に速めたり遅らせたりしているのだ。

地球上では2020年以降、近代観測史上最も短い1日の記録が何度か塗り替えられており、まだ研究で解明しきれていない機序が短期的に自転を加速させているとみられている。ただし、こうした変動ははるかに長期的な背景の中で生じている。それは月の引力が地球の自転を着実に減速させる一方、気候変動による氷床の融解がその減速ペースにますます拍車をかけているという状況だ。

ウィーン大学とチューリッヒ工科大学の研究結果では、温室効果ガスの排出量が現状のまま推移した場合、気候変動が1日の長さに及ぼす影響は21世紀末までに月の影響を上回ると予想されている。

Jamie Carter