태양의 활동이 심상치 않다. 흑점의 대규모 폭발과 이로 인해 발생하는 태양 폭풍이 최고도에 달하는 태양의 새로운 주기가 시작되었기 때문. 실제 미 국립해양기상청(NOAA)은 지난 1월 4일 공식 발표를 통해 지구의 크기만한 첫 흑점이 태양 북반구에 나타났으며, 오는 2011년과 2012년이 흑점 폭발의 절정기라고 예상했다.

여기까지는 자연스러운 현상이다. 태양은 약 11년을 단위로 새로운 주기를 맞이하며, 이때 태양에 발생하는 흑점은 최대 150여개로 알려져 있다. 흑점이 이동하거나 서로 충돌하여 발생하는 플레어(태양의 표면에서 축적된 에너지가 갑자기 폭발 하는 현상)는 열과 전자·양성자 등 무수한 고에너지 입자를 뿜어내고, 이로 인해 지구의 통신망이 위협을 당한다는 게 일반적인 상식이다.(여기까지가 그것이알고싶다에서 2012 태양폭풍해명 단지 11년을 주기로 움직이기 때문에 아무 문제없다고 한 무식한 제작진들)

수소폭탄 100만개의 파괴력을 가진 태양 흑점 폭발

과연 상식 수준일까. NASA(미 항공 우주국)는 이미 1년 전부터 이번에 나타날 태양 폭풍의 위력을 ‘지구에서 가장 강력한 지진의 100만배 수준’으로 전망했다. 관측된 지진 규모 중 가장 강력했던 것이 1960년 5월 칠레에서 일어난 진도 9.5였고, 수소폭탄 수준의 파괴력을 지녔다. 그렇다면, 다가오는 태양 폭풍의 위력은 수소폭탄 100만개의 파괴력과 맞먹으며, 이른바 초대형 폭발인 셈이다.

문제는 이 정도 규모의 태양 폭풍이 지구를 덮칠 때 어떤 일이 발생할지 아무도 예측하지 못한다는 데 있다. 전례 없는 현상이기 때문이다. 그래서 1859년 9월 지구를 덮쳤던 태양 폭풍과 비교되기도 한다. 과학자들은 지난 500년 동안 가장 강력했다고 짐작되는 당시 태양폭풍을 일으킨 태양 플레어의 위력을 X60으로 추정하고 있다.

X 등급은 지구 근처의 우주기상에 영향을 미치는 플레어의 최대 등급으로서, 1859년 당시 지구는 22만5000㎞에 달한 전 세계적 전신망이 마비되었고, 곳곳에서 크고 작은 화재가 발생했다. 이에 대해 과학자들은 “태양 폭풍이 파괴할 수 있는 게 별로 없던 시절”이었다고 말한다.

하지만 산업혁명 이후 지금은 너무나 상황이 다르다. 1989년 폭발한 태양 플레어의 규모는 X20이었는데, 지구에 도착하자마자 캐나다 퀘벡주와 몬트리올 등에 정전사태를 일으켜 600만명이 9시간 동안 전기 없는 삶을 살았고, 그 피해는 며칠간 계속되었다. X60 이상의 초강력 태양 폭풍이 다가오는 새로운 주기 때 몰아칠 경우 지구에 파괴될 것이 아주 많다는 의미.

이 사실은 최대 수치로 기록되는 태양 플레어 등급이 갈수록 뒤집어지고 있는 현상과 맥락을 같이 한다. 1989년 8월 16일과 2001년 4월 2일 발생한 태양 플레어 등급은 X20으로서 최대 수치였다. 이어 2003년 11월 4일 GOES 위성의 검출기가 판독할 수 있는 최대 수치를 넘긴 X선 방출이 발생했다. 과학계의 면밀한 관심 아래 진행된 조사가 진행되었고, 최대 X45로 추측되었다.

태양 흑점의 폭발로 야기되는 우주기상의 급격한 변화가 지구인에게 주는 의미는 상당히 포괄적이다. 게임 중독에 빠진 청소년은 일시적으로 게임을 중단할 수밖에 없을지 모르며, 비행기를 타고 해외여행에 떠난 관광객은 비행기 안에서 다량의 방사능에 피폭될 것이다. 만약, 임산부가 비행기 안에 있다면 태아에게 잠재적인 위험 요소가 된다.

또한 밴 알렌대와 오존층, 대기, 구름 등이 태양 폭풍을 저지할 것이라고 믿는 사람은 강력한 지구 자기폭풍의 결과로 인해 혹시 남한의 밤하늘에도 나타날 수 있는 오로라 현상을 즐겁게 감상할지 모른다. 지자기 북극이 한반도에 가까이 있던 고려와 조선 시대에는 오로라를 볼 수 있었다.

태양 양성자는 오존 밀도를 급격하게 낮춘다

밴 알렌대는 전리층의 바깥쪽을 도넛 형태로 에워싸는 2층의 방사능대로서 태양으로부터 날라 온 대전 입자들이 지구의 낮은 자기권에 붙잡혀 형성된 지역을 가리킨다. 즉, 태양 폭풍이 와도 이 지역에서 충분히 차단하고, 충격을 흡수할 수 있기에 걱정할 필요가 없다는 뜻.

그러나 밴 알렌대가 초강력 태양 폭풍의 연속적인 충격을 얼마만큼 차단하고, 압력을 어느 정도 흡수할 수 있을 건지에 대해서는 알려진 바가 없다. 시간차가 있어도 이 연속적인 흑점 폭발이 그때마다 지구를 향하고 있다면 문제는 더욱 심각해진다.

이어 흑점 폭발에서 발생한 양성자는 대기 상층부에 충돌하면서 대기에 존재하는 질소 및 수증기와 같은 가스 분자를 파괴시키고, 원자를 분리시켜 오존분자와 반응해 오존층을 엷게 만든다. 실제 1982년의 태양 양성자 사건 당시 오존 밀도는 일시적으로 70% 감소했으며, 그 결과 자외선은 아무런 방해도 받지 않고 지표면에 도달했다.

이번 흑점 폭발 때 오존 밀도가 얼마나 감소할지에 대해 아무런 예측도 할 수 없지만, 적어도 건강에 영향을 미칠 수준의 자외선이 지표면에 도달한다고 추정은 할 수 있다.

자기장이 급격하게 약해졌으며, 균열이 생겼다

이 같은 사실 이외에도 두 가지 중요한 사실이 더 있다. 하나는 지구를 태양 폭풍에서 보호할 자기장이 급격하게 약해지고 있다는 것과 자기장에 큰 균열이 발생했다는 그것.

영국의 BBC 뉴스는 2003년 12월 ‘지구 자기장 약화현상’이란 제목으로 다음과 같이 주장했다.

“지구의 자기장은 점차 사라지고 있다. 크립톤 암석에 저항하지 못하는 수퍼맨처럼 자기장의 힘은 점점 이상하게 약해지고 있다. 자기장이 약해지면서 지구는 우주공간으로부터 들어오는 방사선에 노출된다. 일부 인공위성들은 이러한 자기장 약화로 인한 방사선 노출의 영향을 이미 입고 있다.”

이러한 현상에 대해 과학계는 1835년 가우스가 최초로 지구 자기장을 측정한 이래 150년 동안 지구 자기장이 10%나 약해졌다면서, 이는 지구 자기 역전 현상의 과정이라고 밝혔다. 자기장이 약해지는 이때 초강력 태양 폭풍이 몰아치면 어떤 결과가 발생할까. 같은 기사에서 다음과 같이 말한다.

“자기장의 보호없이는 상당히 취약한 오존층은 매우 강한 태양의 입자활동이 없는 한 별 문제가 없을 것이라고 태양풍에서 나타나는 초에너지 방사능에 대해 언급하면서 미국 항공우주국의 고다드 센터의 Charles H Jackman은 주장한다.

전하를 띤 입자가 지구에 부딪히게 되면 니트로겐의 분자를 파괴하여 오존을 먹어치우는 질소산화물을 만들어낸다. 이러한 현상은 항상 일어나는 일이지만 자기장의 전화 또는 약화시기에는 그 효과가 증대된다고 한다. 하지만 그는 남대서양에서 발생한 비정상적 현상으로 인해 오존층이 소모되는 일은 없었다고 한다. 오존층은 강한 태양풍의 충격으로 파괴되지만 2-3년 안에 다시 복구되는 자기복구 작용을 한다.”

풀어 설명하자면, 자기장이 약해져도 초강력 태양폭풍과 같은 현상이 없다면 지구는 안전하며, 설령 초강력 태양 폭풍이 와서 오존층을 파괴해도 몇 년 후 다시 복구된다는 주장이다. 이 주장대로라면, 초강력 태양 폭풍이 지구를 강타하면 지구인은 강력한 유해 자외선에 그대로 노출될 수밖에 없으며, 약한 핵폭발 피해와 비슷하다고 비유되는 유해 우주선에도 무방비로 노출될 수 있다.

지구는 외풍이 들이치는 낡은 집

잦은 흑점 폭발은 4년 동안 진행되는데, 이 4년 동안 유해 자외선 등에 노출되고 또 오존층이 복구되는 3년 동안 노출되어야 하는 등 총 7년 동안 이를 피할 수 없다는 것. 게다가 지구는 이미 심각한 수준으로 오존증이 파괴되었고 또 약해져 있는 상태다. 엎친 데 덮친 격이다.

자기장의 균열은 이런 현상에 불을 지르는 꼴이다. 과학자들은 1960년대 이래 자기장에 균열이 발생했고, 이 균열이 전 세계적인 현상이란 것도 알고 있었다. 최근 발표에 따르면, 이 균열의 크기는 미국 캘리포니아 크기 수준이라고 한다. 이에 대해 버클리 소재 캘리포니아대학의 해럴드 프라이 교수와 동료들은 다음과 같이 말했다.

"그것은 마치 심한 폭풍우에 창문이 부서져 외풍이 들이치는 낡은 집과 같습니다. 그 집은 폭풍을 견딜 수 있겠지만, 집안의 침상들은 다 버리게 됩니다."

프라이 교수는 자기장의 균열이 잠깐 동안 일어났다가 복구되는 것이 아니라, 수시간 동안 지속되고 있음을 발견했다. 결국 흑점이 폭발하면 지구인은 서둘러 피해야 한다. 그것도 폭발한 후 15분 안에. 2005년 1월 20일에 발생한 흑점 폭발시 분출된 양성자가 지구에 도달하는데 걸린 시간은 불과 15분이었다.

잠깐 정리해보자. 과학자들은 곧 있을 24주기 태양 흑점 폭발이 1859년 있은 X60 등급에 해당하는 위력에 버금간다고 주장했다. 과연 그럴까. 1859년에는 지구 온난화가 없었으며, 오존층과 자기장 역시 약하지 않았다. 균열 역시 없었다. 당시를 건강한 청년으로 비유한다면, 2012년을 정점으로 154년이 흐른 지금 지구는 골골한 노인과 같다. 청년은 강펀치를 맞아도 견뎌낼 수 있지만, 노인의 경우엔 다르다. 하지만 펀치의 강도는 1859년도 때보다 더 강력할 수 있다.

태양 폭풍과 초대형 지진의 발생

여기서 문제가 끝나면 그나마 다행이다. 흑점 폭발이 지진 활동에 영향을 미친다는 이론이 있기 때문. 이 이론의 일부에는 미 항공우주국과 기상학자들이 있다. 최근 몇 년 동안 미 항공우주국은 캘리포니아권에서 초대형 지진이 10년 내에 일어날 수 있다고 경고했다. 2012년이 절정을 맞을 초대형 흑점 폭발 시기와 일치한다.

이와 관련해 자와할랄 네루대학의 사우미트라 무크헤르지 교수는 견해는 이렇다. "자석과 쇠 사이에 종이가 놓이는 것과 같은 이치"이며, "흑점 변화로 바깥 에너지 덩어리가 지구에 영향을 주기 때문"이라는 것.

흑점 폭발-지진 발생 이론을 주장하는 과학자들은 지진은 흑점의 변화가 발생한지 24~36시간 뒤에 발생한다고 주장하며, 이 시간은 태양 폭풍이 지구에 영향을 미치는 시간과 비슷하다. 2001년 1월 24일 태양 흑점이 폭발한 뒤 1월 26일 인도 구자르트주에서 리히터 규모 7.9의 강진이 발생했으며, 전 세계적으로 65차례의 지진이 동시에 발생한 것으로 알려져 있다.

이 이론은 이번 태양 흑점 증감 주기에서 또 다시 평가를 받게 될 것이다. 만약, 옳다는 것이 증명되면 취약한 단층은 활동하게 되며, 전 지구적인 차원에서 크고 작은 지진이 발생하게 된다. 이 경우 한반도도 무사할 수 없다. 태평양을 중심으로 원을 그리며 베트남 지역과 일본을 거쳐 아치형으로 형성돼 있는 환태평양 지진열도가 있으며, 한국에도 지진 취약지역이 있기 때문.

북극이 다 녹고 해수면이 상승

또한 큰 규모의 해일과 바다에 인접한 지역의 침수 또한 예상되고 있다. 지구는 지난 2007년 지표면 온도가 최고조에 다다르면서 환경재난과 관련된 기록들을 모두 새롭게 세웠다.

이 기록이 2012년까지 유지되거나 더 높게 갱신될 경우 북극의 빙하는 2012년 가을이 되기 전에 전부 녹을 것이며, 전 세계 해수면이 약 6m 올라가 미국의 플로리다 동부지역과 서부 샌프란시스코만의 3분의 2가량이 물에 잠길 것이라고 예상이 2007년 12월에 미 항공우주국의 기후 과학자 제이 즈왈리에 의해 제시되었다.

즈왈리는 이렇게 말했다. “지구온난화로 북극 빙하가 올 여름 아주 빠른 속도로 녹았다.” 실제 2007년 ９월 북극 빙하는 종전 기록보다 23％ 감소했으며, 1950년대와 비교할 때 50%가 감소했다. 나아가 그린랜드 표면 빙하 손실은 15년 전보다 400％ 증가했다. 북극 표면 온도는 지난 77년 동안 최고로 높았다고 한다. 문제는 북극해의 얼음이 80％의 태양열을 반사하여 대양의 온도를 차갑게 유지하고 있다는 것. 과학자들은 대양의 온도가 뜨거워지면 거대한 환경 재앙이 발생할 것이라고 경고하고 있다.

남극은 아주 심각한 북극보다는 상태가 양호한 편이다. 얼음이 녹는 속도가 과학자들의 예상보다 훨씬 빨라 10년 전보다 75% 더 많이 녹고 있는 것 이외에는 북극보다 심각하진 않다. 미국, 영국 등 5개국 과학자들로 구성된 연구팀이 조사한 바에 따르면, 남극 얼음은 2006년 한 해 동안 1920억t이 녹았으며, 전 세계 해수면은 0.5㎜ 상승했다.

최근 몇 년 동안 과학자의 예상을 깨고 얼음이 녹는 속도가 크게 늘고 있다는 바로 이때 강력한 태양 폭풍과 지진은 2005년 인도네시아 쓰나미 수준의 해일을 다시 한 번 되풀이할 수 있다. 이와 함께 급격하게 해수면이 상승할 수 있다는 전망은 해변 지대 도시의 침수를 예상케 한다.

하나 더 덧붙이자면, 지구의 대기 혼란이 전례 없이 급격해진다는 것. 과학자 일부는 대홍수를 경고하고 있다. 이는 미국의 ‘펜타곤 보고서’에서도 예상된 것이다. 이 보고서는 2010~2020년 유럽은 기후변화에 따른 최악의 후유증을 겪게 될 것이며, 미국과 유럽에서 최고기온이 90℉(32℃)가 넘는 날들이 지금보다 3분의 1 더 늘어날 것이고, 폭풍우와 가뭄, 폭염 등은 농업에 치명적인 타격을 입혀 날씨가 경제적 재앙이 될 것이라고 내다보았다. 또한 방글라데시는 해수면 상승으로 더 이상 사람이 거주할 수 없는 지역으로 바뀔 것이라는 전망까지도.

이 글은 농담이 아니다. 그리고 최대가 아닌 최소한의 예측 및 전망과 함께 태양 흑점 주기 때 있을 천문학적인 변화 등 다양한 변수를 모두 제외하고 오로지 ‘태양 폭풍과 지구’라는 좁은 의미에만 국한하였다. 결론은 내릴 수 없다. 앞서 몇 번 지적했다시피, 이번 사태는 전례가 없는 일이고 아무도 그 피해 양상을 짐작할 수가 없다. 미국의 과학자들은 최소 수백억 달러에 달하는 피해가 발생한다고 주장할 뿐이다. 이것은 인공위성 등 통신망 훼손에만 적용된 금액이다