[기고] 오로라 극대기

김용원 알래스카주립대 페어뱅크스 교수

오로라는 극지방을 대표하는 자연현상이자 관광자원이다. 알래스카의 경우는 북위 65도 이상의 지역에서 볼 수 있다. 오로라의 주기는 7일에서 10일 정도이며, 맑은 날이면 언제든 볼 수 있다. 다만 여름엔 낮 길이가 길어 오로라를 볼 수 없다.  
 
오로라의 극대기 주기는 11년이다. 2013년도가 이전의 극대기였다. 이때 체험한 오로라의 진풍경, 북극 겨울 관측 중에 만난 오로라는 잊을 수 없는 기억으로 뇌리에 새겨져 있다.  
 
최근 오로라를 접할 수 없는 곳에서 오로라가 관측되었다는 뉴스가 자주 들린다. 이는 2024년이 오로라 극대기로 태양에서 나오는 자기장이 매우 강해 생긴 현상이다. 겨울철 털모자는 보통 눈이 보일 정도로 쓰고 다니지만, 너무 추우면 턱까지 내려쓰는 경우가 있다. 털모자가 오로라이고, 얼굴이 지구라면 평상시에는 눈까지 보이지만, 오로라 극대기에는 턱까지 내려온 오로라를 볼 수 있다. 그렇지만, 평상시 오로라가 관측되던 곳에서는 오히려 보기 힘든 아이러니한 상황이 연출된다.  
 
오로라 극대기는 자연현상으로는 최상급이다. 그러나 오로라 극대기에 태양 흑점의 강력한 폭발, 즉 태양폭풍(solar storm)은 통신에 큰 영향을 미친다. 밀레니엄(1999년 말과 2000년 초)시기에 컴퓨터 시스템 오류 전망이 있었지만 정작 아무 일도 벌어지지 않았다. 그렇지만, 태양폭풍으로 발생하는 통신 장애는 이루 말할 수도 없다.  
 

우선, 테슬라 CEO인 일론 머스크의 스타 링크(Star Link) 위성 작동에 장애를 일으킬 수 있다. 이는 대부분 무선 통신에 해당한다. 유선은 이에 해당하지 않을 것이다. 그래서, 알래스카 주립대 페어뱅크스에서는 겨울마다 오로라 관측 로켓을 발사한다. 국방부와 NOAA, NASA 등 관련 기관도 참여해 오로라 발생과 통신 장애와의 관계 등을 연구하고 있다.
 
현재 오로라는 미국을 포함해 많은 곳에서 관측할 수 있다. 오로라의 활동 강도 측정에는 Kp지수 (Kp index)라는 것을 사용한다. 이는 지구 대기의 지자기 활동을 나타내는 지수다. 이 지수는 0에서 9까지로 9는 매우 강력한 자기 폭풍을 의미한다.  실제로 9까지 가는 경우는 매우 드물며, 보통 3년에 한 번꼴로 나타난다. 대부분은Kp1, Kp2, 및Kp3가 가장 빈번한 수준이다.  
 
알래스카 주립대학 ( https://www.gi.alaska.edu/monitors/aurora-forecast)은 오로라를 기상예보처럼 예측하는 사이트를 제공하고 있다. 이곳에서는 27일 동안의 오로라 일일 변화, 알래스카 내 오로라를 접할 수 있는 지역 등 귀중한 정보를 제공한다. 2024년 5월13일 현재 지수는 Kp7로 아주 높다. 이곳에서는 천체 카메라를 이용해서 오로라를 촬영한다. 오로라에 대해 자주 묻는 질문과 답(FAQ)을 기재하여 궁금증을 해소해 준다.  
 
오로라는 알래스카 원유 파이프라인과도 관계가 있다. 오로라는 지자기(극성) 를 띄기 때문에 쇠를 부식시킨다. 이로 인해 원유 파이프라인의 지지대는 강한 강철로 만들어졌다. 오로라가 강할 때 지지대를 부식시킬 가능성이 매우 높기 때문이다. 그리고 지지대 지하부에 아연 덩어리를 설치해 둔다. 철과 아연의 화학적 성질을 이용하여 부식이 빠른 아연이 철보다 먼저 부식하는 특성을 활용해 철의 부식을 더디게 하기 위한 것이다. 알래스카 원유 파이프라인은 미국의 3대 인공구조물 중 하나로 1970년대 당시 최고 기술들로 만들어졌다.
 
자연의 신비를 느낄 수 있는 오로라를  볼 수 있다는 것은 큰 행운이다. 이처럼 자연은 많은 아름다움과 혜택을 주지만, 인간은 산업화라는 명분으로 자연이 회복할 수 없을 정도로 많은 온실가스를 대기로 방출하고 있다.  이로 인해 지구는 점점 뜨거워지고 있으며 인류에게 기상이변이라는 부작용으로 앙갚음 하고 있다는 사실을 잊지 말아야 한다.

김용원 / 알래스카주립대 페어뱅크스 교수