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1. 개요
外核 / outer core외핵은 지구 중심에 존재하는 핵 중에서 내핵 바깥 부분을 말한다. 액체 상태이며 지표면으로부터 약 2,900km~약 5,150km까지 분포한다. 오차는 맨틀과 외핵의 경계면은 ±5km, 외핵과 내핵의 경계면은 ±10km 이다.
구성 물질이 중금속인 데다 압력에 의해 고밀도로 짓눌려 있기에 지구 전체 부피의 약 16%만 차지하는데 질량은 전체의 약 31%이다. 맨틀과 비교해보면 굉장한 차이.
2. 성질
외핵은 내핵과 거의 같은 성분이며, 다만 내핵보다 압력이 낮아서 고체가 되지 못하고 유동성이 있는 액체 상태라는 점이 다르다. 외핵이 액체 상태라는 걸 알아낸 방법은 지진파 탐사인데 지진파는 외핵을 통해 전달되지 않아 액체 상태로 판명되었다. 1906년 영국의 지질학자 리처드 딕슨 올든은 지진파인 P파 연구를 통해 지구 반지름의 0.4배 되는 부분 즈음에 액체로 된 층이 있다는 것을 발견했다. 이후 덴마크의 과학자 잉게 레만에 의해 5,100km 부근에 내핵이 존재한다는 것을 알게 되었고, 2,900km에서부터 5,100km까지를 외핵이라 부르게 되었다.외핵의 가장 큰 특징은 액체라는 점이다. 외핵의 온도가 맨틀과 맞닿는 부분은 약 3,000K~4,500K, 내핵과 맞닿는 부분은 4,000~8,000K 로 추산되는데, 압력이 충분하지 못해 유체 상태로 존재하면서 내핵으로 달궈진 외핵 밑바닥에서 외부로 난류로 대류한다. 이 때문에 지구 자기장을 만드는 원인으로 추측된다. 플룸 구조론에 의하면 차가운 플룸이 외핵과 핵의 경계면까지 내려가서 데워진 다음 다시 뜨거운 플룸이 되어 맨틀 상부로 올라오게 된다. 지구 자기장 생성 이론인다이나모 이론을 간단히 말하면 액체 상태의 철로 된 외핵이 지구가 자전함에 따라 돌게 되어 자기장을 만든다는 설이다. 자세한 내용은 다이나모 이론 참고. 지구 외핵의 평균 자기장 강도는 지표면의 50배로 추산된다.
지구가 점차 식으면서 핵의 온도가 낮아지고 있기 때문에 내핵과 인접한 부분부터 점차 고체로 변하면서 내핵이 커지고 있다. 내핵은 1년에 약 1mm 씩 외핵을 잡아먹으면서 성장하고 있는 것으로 보이며, 이는 1초당 8만톤의 철이 고체로 굳는 것과 동일하다. 핵이 전부 얼어붙어서 자기장이 사라지려면 910억년이 걸리며, 지구는 그 전에 적색거성이 된 태양에 잡아먹혀 사라질 것이다.
지진파 실험에 의해 나온 밀도는 9.9g/cm³에서 12.2g/cm³ 정도이다. 때문에 외핵은 액체 상태의 철과 니켈, 그리고 어느 정도의 경원소들로 구성되어 있으리라 생각된다. 내핵과 성분이 유사하다 생각된다. 엄밀히 따지면 내핵보다 5~10% 정도 밀도가 낮기에 보다 가벼운 원소로 구성되어 있으리라 생각되지만 직접 채취는 당연히 불가능하므로 간접적인 방식으로 경원소의 정체를 추정하고 있다.
내핵과 근접할수록 중원소의 비중이 커지는데, 알루미늄, 규소의 비중은 줄어들고 황 등의 비중이 늘어나며 여전히 산소는 많이 존재하지만 황과 산소의 화합물의 비중이 증가하며 철과 같은 중금속들과 특이한 화합물들이 존재하는 층이다.
또한 외핵에서는 우라늄, 토륨과 같은 방사성 동위체들의 양이 극도로 적어져 극소량만 존재하는 층이다. 따라서 외핵에서는 매 시간당 34.3억kW의 열이 생산되며 지구가 자체적으로 생산되는 열이 방사성 동위체에 생산되는 열의 양을 넘어서는 층이다. 이러한 이유는 지구 다른층에 비해서는 낮은 열이 생성되지만 밑으로 내려갈수록 지구 자체 질량으로 인한 압력열로 생산되는 열의 양이 더 커지기 때문이다.
3. 대중 매체
영화 코어에서는 외핵에 문제가 생겨서 지구 자기장이 망가졌고, 주인공 일행이 핵폭탄으로 해결하러 간다는 설정이 나온다.[1][1] 물론 지금 기술로는 터무니없다.