1O1

지구 101 신생대

밀란코비치 주기

— 지구 궤도가 빙하기를 만든다

빙하기는 무작위로 오지 않는다. 지구 궤도의 세 가지 흔들림이 만드는 주기다. 감옥에서 손으로 계산해 낸 이론이 어떻게 심해 퇴적물로 증명됐는지 따라간다.

101 · 지구 101LESSON 084

지구 101 084

오늘의 질문

지구가 태양에서 받는 총 에너지는 거의 변하지 않습니다. 그런데도 빙하기가 왔다 갔다 합니다. 총량이 그대로인데 어떻게 지구가 얼었다 녹았다 할 수 있을까요?

오늘의 수업

오늘의 학습 목표

주기성 인식 — 불규칙해 보이는 현상에서 여러 주기를 분리해 내기

증폭 메커니즘 이해 — 작은 입력이 큰 출력을 내는 조건

자료의 질 판단 — 육상 기록과 심해 기록 중 어느 쪽을 믿을 것인가

예측과 개입 구분 — 자연 주기 예측에 인위적 변수가 끼어들 때

밀란코비치 주기 — 지구 궤도가 빙하기를 만든다

숫자로 보는 오늘

10만 년

이심률 주기

4.1만 년

자전축 기울기 주기

2.3만 년

세차운동 주기

1920년대

계산이 완성된 시기

1. THREE WOBBLES

세 가지 흔들림

지구의 공전과 자전은 완벽하게 일정하지 않습니다. 다른 행성들의 중력이 잡아당기면서 세 가지 방식으로 천천히 흔들립니다.

2. NORTHERN SUMMER IS THE KEY

핵심은 북반구의 여름이다

여기가 이 이론의 결정적 통찰입니다. 세르비아의 밀루틴 밀란코비치는 빙하기를 좌우하는 것이 겨울의 추위가 아니라 북반구 고위도의 여름 햇빛이라고 봤습니다.

세 주기가 겹쳐 북반구 여름 햇빛이 약해진다 — 각 주기의 위상이 맞아떨어지는 시기가 있습니다.
여름에 눈이 다 녹지 않는다 — 고위도에 눈이 해마다 조금씩 남습니다.
알베도 되먹임이 작동한다 — 눈과 얼음은 햇빛을 반사합니다. 넓어질수록 더 추워지고, 더 추워지면 더 넓어집니다(028에서 본 그 원리입니다).
이산화탄소가 줄어든다 — 차가운 바다는 이산화탄소를 더 많이 흡수합니다. 온실 효과가 약해져 냉각이 증폭됩니다.
빙기 완성 — 궤도가 만든 작은 변화가 되먹임을 거쳐 수 km 두께의 빙상이 됩니다.

3. CALCULATED BY HAND

감옥에서 계산한 이론

밀란코비치는 1914년 제1차 세계대전 발발 직후 포로로 붙잡혔습니다. 헝가리 부다페스트에서 비교적 자유로운 연금 상태로 지내며, 그는 도서관에서 계산을 이어갑니다.

4. THE 100,000-YEAR PROBLEM

아직 안 풀린 문제

이론이 증명됐다고 모든 게 끝난 건 아닙니다. 큰 수수께끼가 하나 남아 있습니다.

5. WHERE WE ARE NOW

지금 우리는 어디에 있나

궤도 계산에 따르면 현재 지구는 간빙기(빙기와 빙기 사이의 따뜻한 시기)에 있고, 북반구 여름 일사량은 서서히 줄어드는 중입니다.

확인 문제 1 / 6

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밀란코비치 주기의 세 요소가 아닌 것은?

①궤도 이심률
②자전축 기울기
③세차운동
④태양의 밝기 변화

정답 ④ — 세 요소는 이심률(약 10만 년), 자전축 기울기(약 4.1만 년), 세차운동(약 2.3만 년)입니다. 태양 자체의 밝기 변화는 별개의 요인입니다.

확인 문제 2 / 6

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밀란코비치가 빙하기의 열쇠로 지목한 것은?

①북반구 고위도의 여름 일사량
②남반구의 겨울 기온
③적도의 연평균 기온
④지구 전체가 받는 총 에너지

정답 ① — 겨울에는 어차피 눈이 내립니다. 관건은 그 눈이 여름에 다 녹느냐입니다. 여름이 서늘하면 눈이 남아 쌓이기 시작합니다.

확인 문제 3 / 6

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빙상이 북반구에서 주로 자란 이유는?

①북반구가 남반구보다 태양에서 멀기 때문
②빙상이 자랄 고위도 육지가 북반구에 몰려 있기 때문
③북반구의 대기가 더 차갑기 때문
④남반구에는 눈이 내리지 않기 때문

정답 ② — 남반구 고위도는 대부분 바다입니다. 빙상은 육지 위에서 자라므로 북아메리카·유라시아가 있는 북반구가 무대가 됩니다.

확인 문제 4 / 6

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궤도 변화가 만드는 작은 일사량 차이가 거대한 빙상으로 커진 이유는?

①궤도 변화 자체가 매우 컸기 때문
②알베도와 이산화탄소 되먹임이 변화를 증폭했기 때문
③화산 활동이 동시에 일어났기 때문
④지구 자전이 갑자기 느려졌기 때문

정답 ② — 궤도는 방아쇠일 뿐이고 증폭기는 지구 자신입니다. 얼음이 햇빛을 반사하고, 차가운 바다가 이산화탄소를 흡수하면서 냉각이 스스로 커집니다.

확인 문제 5 / 6

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1976년 밀란코비치 이론을 증명한 결정적 자료는?

①육상 빙하 퇴적층
②심해 퇴적물 코어의 산소 동위원소 분석
③나무 나이테
④남극 빙하 코어의 공기 방울

정답 ② — 육상 기록은 새 빙하가 이전 흔적을 지워 불완전합니다. 심해 퇴적물은 끊김 없이 쌓여, 유공충 껍데기의 산소 동위원소비로 과거 빙하량을 연속 복원할 수 있습니다.

확인 문제 6 / 6

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'10만 년 문제'란 무엇인가?

①빙하기가 정확히 10만 년마다 오지 않는 문제
②일사량 영향이 가장 작은 이심률 주기가 기록에서는 가장 뚜렷하게 나타나는 모순
③10만 년 전 자료가 존재하지 않는 문제
④계산에 10만 년이 걸린다는 문제

정답 ② — 세 주기 중 이심률의 일사량 효과가 가장 약한데도 지난 80만 년 기록에서는 10만 년 주기가 가장 두드러집니다. 아직 확정된 설명이 없습니다.

마무리 확인

오늘의 정리 — 생각해보기

밀란코비치는 여름의 서늘함이 빙하기를 만든다고 했습니다. 직관적으로는 "겨울이 추워야 빙하기"일 것 같은데 왜 아닐까요? 눈이 쌓이는 과정과 녹는 과정을 나눠서 설명해 보세요.

궤도 변화가 만드는 일사량 차이는 크지 않습니다. 그런데도 지구는 수 km 두께의 빙상을 만들었습니다. 작은 원인이 큰 결과를 낳으려면 무엇이 필요할까요? 028의 눈덩이 지구와 같은 구조인지 비교해 보세요.

10만 년 문제는 가장 약한 신호가 가장 뚜렷한 결과를 낸다는 모순입니다. 당신이 연구자라면 이 문제를 풀기 위해 무엇을 조사하겠습니까? 어떤 자료가 새로 필요할까요?

과제 · 활동지를 풀고 서술형 문항에 자기 생각을 정리해 오기 웹 레슨 · https://101scenes.com/ko/earth/084-milankovitch-cycles/