지구의 자전축 기울기(경사각) 발생원인 및 현상, 테이아(Theia)

지구의 자전축 경사각은 약 23.5도입니다. 이는 태양에 대해 지구의 자전축이 기울어져 있는 각도로, 수십억 년 전 지구 형성 초기의 충돌 사건으로 발생하였는데, 초기 태양계에서는 수많은 소행성 및 행성체들이 충돌하며 궤도와 자전축을 변화시켰습니다. 가장 유력한 가설은 대충돌 가설로, 화성 크기의 행성체 테이아(Theia)가 지구와 충돌하여 자전축의 경사를 만들어냈다는 가설입니다.

지구와 충돌한 테이아(Theia) 잔해 맨틀에서 확인

 

※ 지구 경사각으로 인한 현상

지구의 자전축이 기울어져 있기 때문에 다양한 기후 현상과 계절 변화가 발생합니다. 

 

사계절 변화

지구의 자전축 경사로 인해 북반구와 남반구는 서로 반대의 계절을 경험합니다. 예를 들어, 북반구가 여름일 때 남반구는 겨울이며, 반대로 북반구가 겨울일 때 남반구는 여름이다. 이러한 계절 변화는 농업, 생태계, 인간 활동에 큰 영향을 미치게 됩니다.

 

일조 시간의 변화

지구의 자전축 경사는 각 위도에서 일조 시간의 변화를 일으킵니다. 여름에는 북극권 지역에서 태양이 지지 않는 백야 현상이 발생하며, 겨울에는 태양이 뜨지 않는 극야 현상이 나타납니다. 중위도 지역에서는 여름철 낮이 길어지고 겨울철에는 낮이 짧아지게 됩니다.

 

기온 변화

자전축 경사로 인해 태양 에너지가 지구 표면에 비추는 각도가 계절에 따라 달라지며, 이는 기온 변화를 초래합니다. 여름에는 태양빛이 직각에 가깝게 비추기 때문에 더 많은 에너지를 흡수하여 기온이 상승하고, 겨울에는 태양빛이 비스듬히 비추어 에너지 흡수가 적어져 기온이 낮아집니다.

지구와 달 거리 3.8cm 씩 멀어지는 이유 달이 없다면

 

※ 태양계 다른 행성들의 경사각

태양계의 다른 행성들도 저마다의 자전축 경사각을 가지고 있으며, 이 경사각들은 각 행성의 계절 변화와 기후에 큰 영향을 미치고 있습니다.

행성	자전축 경사각	계절 변화
수성	약 0.01도	계절 변화 없음
금성	약 177도	뒤집힌 상태로 자전하고 있어 계절 변화가 없음
화성	약 25도	뚜렷한 사계절이 있고 지구보다 길게 존재함
목성	약 3.1도	계절 변화 없음, 대기 순환과 자기장에 의한 기후 변화가 더 큼
토성	약 26.7도	계절 변화가 뚜렷함
천왕성	약 97.8도	옆으로 누워있는 상태로 자전하고 각 계절은 약 21년 동안 지속됨
해왕성	약 28.3도	긴 공전 주기로 인해 한 계절이 40년 이상 지속됨

 

※ 지구에 경사각이 없었다면

지구의 자전축이 기울어지지 않았다면, 모든 지역에서 태양의 고도는 연중 일정하게 유지될 것입니다. 이는 계절 변화가 사라지고, 항상 일정한 날씨가 지속됨을 의미합니다. 또한 현재는 여름 동안 북극과 남극에서 태양이 지지 않는 백야 현상이 나타나고, 겨울에는 태양이 뜨지 않는 극야 현상이 발생합니다.이로 인해 적도 지역은 항상 태양이 정오에 수직으로 비춰 연중 고온을 유지합니다. 반면 극지방은 태양이 낮게 떠서 기온이 매우 낮게 유지되면서 극지방과 적도 지역 간의 기온 차이가 더욱 크게 발생할 것입니다.