조석 현상의 이해

 안녕하세요. 스타민s 입니다. 낮에는 뜨거운 때로는 따뜻한 태양이, 밤에는 밝고 이쁜 달이 우리의 밤을 밝혀주고 있습니다. 이렇게 이쁜 달과 태양이 우리에게 주는 영향들은 엄청 많습니다. 그중에 중력에 의한 영향을 살펴보려 합니다. 그런데 그 달이 우리에게 주는 영향이 있는데, 그 대표적인 현상이 조석 현상입니다. 이는 태양을 중심으로 지구가 공전을 하며 지구를 중심으로 달이 공전을 하고, 각각이 자전을 을 하기 때문입니다. 가장 큰 영향을 미치는 것은 달인데, 달과 지구 사이의 만유인력, 지구와 태양 사이의 만유인력의 영향을 받고, 각각 자전을 한다고 했는데 이 자전을 하면서 생기는 원심력까지의 힘을 합한 힘이 조석 현상을 만듭니다. 그리고 이힘을 기조력이라고 합니다. 기조력은 질량에 비례하고, 사이 거리의 세제곱에 반비례합니다. 그래서 질량이 엄청큰 탱양이 더 영향이 크다고 생각 할 수 있지만 지구와 훨씬 가까운 달이 더 영향이 큽니다. 그래서 조석 현상을 일으키는 장본인은 기조력의 힘을 가장 많이 차지한다고 볼 수 있는 달에게 있다고 말 할 수 있습니다.

달의 모양과 조석 현상의 관계

 

 달의 영향이 크다는 것을 알았으니 달의 위치에 따라 조석 현상이 달라진다는 것을 알 수 있습니다. 즉 밀물과 썰물이 생기고 차이가 난다는 것이다. 밀물과 썰물의 차이를 조차라고 한다. 달의 위치 모양에 따라 어떻게 달리질까요?

 조차는 지구 - 달의 위치로 있으면 기본적으로 지구는 자전을 하기 때문에 원심력에 의해서 물이 밖으로 몰리게 됩니다. 거기에 달의 만유인력으로 지구의 오른쪽은 밀물(만조)가 됩니다. 왼쪽은 달과 거리가 멀어져서 달의 영향이 적게 되는 대신 원심력으로 역시 왼쪽도 밀물(만조)가 되며, 위 아래는 왼쪽 보다 달의 영향을 더 받으며 원심력에 의해 빠져나는 힘 때문에 썰물(간조)가 됩니다. 그래서 하루에 달쪽에 있을 때 한번, 반대 쪽에 있을 때 한번 이렇게 두번 조석이 일어 납니다.

 

 그리고 태양과의 위치를 함께 볼때 기조력(조석현상을 일으키는 힘)이 차이가 나게 됩니다. 어떻게 달라지는지 보겠습니다. 첫 째, 태양 - 지구 - 달 이런 식으로 서 있다면 원심력과 달과 탱양의 만유인력 작용이 커져서 조차가 커지게 되는데 이것을 사리라고 합니다. 그리고 이때의 달은 보름달에 가깝습니다. 둘 째, 반대도 태양 - 달 - 지구 로 서 있다면 역시 그 힘이 커서 사리가 됩니다. 그럼 태양, 지구, 달이 직각인 모양이 되면 어떨까요? 달의 인력과 태양의 힘이 직각으로 분산되고 원심력까지 작용하게 되어서 조차가 작아지게 됩니다. 이 때를 조금이라고 합니다. 이때믄 반달(◐상현달, ◑하현달)에 가깝습니다. 여러 옛날 이야기에서 보면 보름달이 뜨면 괴물이 나오거나 사람이 이상해지는다는 말이 이런 달의 영향 때문인거 같습니다. 그리고 태양 - 달 - 지구 로 달이 안보이는 위치일 때, 이 때를 삭이라 하고 일식이 생길 수 있는 위치 입니다. 참고로 일식은 18년 11이 8시간 주기라고 합니다.

달의 주기와 지구의 위치

 

 그리고 조석현상 주기는 달의 주기는 약 27.3일 이여서 지구가 공전을 하며 한바퀴 자전을 하면 달은 동쪽으로 약 13도씩 이동 하는 결과를 낳아서 조석 주기는 약 50분씩 늦어지게 됩니다. 그래서 조석은 하루 두번 일어 나기 때문에 24시간하고 50의 절반 12시간 25분 주기가 됩니다. 또한 달은 지구로 부터 1년에 3.8cm의 속도로 멀어지고 있다고 합니다. 45억년전에는 2만5천km 였고, 10억년 전에는 35만km, 지금은 평균 38만km의 위치에 있다고 합니다. 평균인것은 타원운동을 하기 때문에 평균으로 이야기 하는 것입니다. 그리고 10억년 후에는 41만km로 멀어진다고 합니다.

 

 

 

10억년이니 지금 우리와는 크게 상관이 없겠지만 그렇다면 다양한 문제가 생기지 않을까요? 일식 주기가 바뀐다던지, 조석 현상의 세기가 달라진다던가 하지 않을까요? 이런 다양한 상상을 이어가고 싶습니다. 과학은 최고로 가까운 것을 이론으로 하는 것이라고 생각합니다. 상상으로 우리가 지금 하지 못하고 접하지 못하는 것들을 그려보면 재밌지 않을까요? 이런 질문을 던지며 이만 하겠습니다. 감사합니다.