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1. 개요
內 核 / inner core내핵은 지구의 핵 중에서도 약 5,100km 지점에서 중심이 있는 약 6,400km까지에 해당하는 부분이다. 이는 맨틀 아래에서 구텐베르크 불연속면을 통과하며 크게 굴절, 감속된 지진파의 속도가 다시 증가하는 것에 따라 구분된다.
20세기 초까지의 지질학 연구에 따르면 지구의 핵은 액체 상태의 구형이라 믿어지고 있었다. 그러다가 1936년 덴마크의 과학자인 잉게 레만(I. Lehmann, 1888 ~ 1993)은 1929년 뉴질랜드 머치슨 시에서 발생한 지진파를 연구하던 도중 P파의 굴절된 파형을 설명하기 위해서는 핵의 형태가 고체와 액체의 2단 구조로 이루어져 있어야 한다고 주장하였다. 이후 지진계의 발달로 이 가설은 사실로 받아들여졌으며, 그녀의 업적을 따서 외핵과 내핵의 경계를 레만 불연속면이라 칭하게 되었다.
과거의 일부 서적은 지구의 내부 구조를 설명할 때 외핵과 내핵을 합쳐 지각 - 맨틀 - 핵의 3단 구조로 이야기하는 경우도 있었는데, 외핵과 내핵의 성질이 실제로는 서로 사뭇 다르기 때문에 현재는 대부분이 외내핵을 따로 구분한 4단 구조로 설명하고 있다.
2. 상세
내핵은 압력이 높아 밀도는 12.2~13.6g/cm3[1]나 되어 고체 상태로 존재하며, 지하 5,155 ~ 6,378km인 지구 최중심부까지 분포하고, 온도는 5,500~6,960°C까지 올라간다.[2] 철 88.8%, 니켈 4.5%, 황 2%, 크로뮴 0.4%, 수소 260ppm, 탄소 500ppm, 셀레늄, 텔루륨, 소량의 산소 등으로 구성되어 있다.지하 6,350km 이하층에는 철의 양이 줄어들고, 백금, 금, 오스뮴, 이리듐, 팔라듐, 레늄 등의 귀금속이 다량 함유된 보석층이 있다. 이들은 무거워서 과거 맨틀 분화시절에 질량에 따라 각 층에 알맞은 양대로 분화되던 시절이 끝나는 44억 6천만 년 전 이후부터는 지각에는 ppb 단위로만 남게 되었지만 내핵의 최심부에는 이들이 대부분 존재한다.
예컨대 지구 전체 질량에서 금은 257ppb가 존재하지만 지각에서 금은 4ppb이며, 이리듐은 880ppb가 지구에 존재하지만 지각에는 0.3ppb, 루테늄은 1.18ppm이 지구에 존재하지만 지각에는 1ppb, 백금은 1.67ppm이 지구 전체에 존재하지만 지각에는 불과 5ppb가 존재한다.
지하 6,376km이하 지점, 지구의 최고 중심부의 2km 남짓[3] 남겨둔 중심층에는 백금, 팔라듐, 이리듐, 오스뮴, 레늄 등이 수십%~거의 100% 가깝게 함유된 거의 귀금속 액체로 이루어진 층이 존재한다.
3. 성질
내핵과 외핵의 경계면에서 P파의 진행속도가 약 10% 증가하는 것으로 보아[4] 내핵은 고체로 추정된다.호주국립대학(The Australian National University)의 트칼치치(Hrvoje Tkalčić)교수와 탄-손 팜(Than-Son Phạm)박사는 J 전단파(지구 내핵을 통과하는 전단파의 한 종류)를 '상관 파장법'을 통해 2개의 지진파 탐지기에서 받은 신호 사이의 유사성을 파악했다. 그 결과 내핵이 '단단하다'는 직접적인 증거를 발견했다고 과학저널 사이언스(Science)에 발표했다. #
내핵을 이루는 원소는 외핵과 비슷하게 철, 니켈이 대부분이라고 추측했으나 최근 연구 결과에 따르면 금과 백금 수준의 탄력성도 일부 발견되었다고 한다. 밀도는 12.6 ~ 13.0g/㎤이다. 온도는 약 5,700K로 섭씨 온도로는 5,400°C. 태양의 표면과 맞먹는 수준의 고온이 특징. 상부에 있는 지각, 맨틀, 외핵에 짓눌리는 탓에 내부 압력 역시 굉장히 높다. 대략적으로 계산된 수치가 330 ~ 360 기가 파스칼로 이는 약 3,300,000 ~ 3,600,000 기압에 해당된다. 당연하지만 지표면에서의 기압이 1기압.
내핵의 구성 나머지 5%는 규소가 가장 유력한 후보 구성 원소라고 제시했다. #
2015년도의 YTN의 방송 내용에서 지구 내핵이 단일층이 아닌 두개의 층이며, 최심부 내핵(innermost inner core)이 존재한다는 보도를 하였다. 이는 영문위키 내핵문서 5.4번 항목 "Multiple Layers"에도 기재되어 있다.
2022년 3월, 내핵이 초이온 상태라는 연구 결과가 발표되었다.
3.1. 내핵 속의 내핵
2023년 내핵 가장 깊은 곳에 반지름이 약 650㎞에 달하는 금속 구체로 된 또 하나의 핵이 존재한다는 연구 결과가 나왔다. # 이 구조는 통칭 Innermost Inner Core로 불리고 있다.4. 기타
- 다른 행성들에도 당연히 존재한다. 통째로 가스로 이루어져 있다고 알려져 있는 목성형 행성들조차 내핵은 고체의 암석질이다. 또한 행성 표면의 온도가 극도로 낮은 이들 행성도 내핵의 온도는 섭씨 3,000~4,000°C 정도로 지구의 내핵 못지 않고 고온이며, 목성의 경우 20,000°C를 넘는 수준으로 태양계 행성 중 가장 고온의 내핵을 가지고 있다.
- 아이스 에이지 단편에서는 광물질 벽으로 둘러싸인 무중력 공간에 둥둥 떠있는 구체의 모습으로 등장했다.
- 은근히 인터넷에서 많이 비유되었던 용어다. 특정 인물이나 단체의 위상이 논란이나 사건사고로 떨어질 때 위상이 내핵까지 추락했다는 식으로 표현했다. 현재는 나락으로 대체되면서 반쯤 사어가 되었다.
-
가끔 내핵을
지옥으로 받아들이는 종교인들이 있다.