자기층서학 (Magnetostratigraphy)
쉽게 풀면
지구자기장은 수십만 년 단위로 북극과 남극이 뒤바뀌는 역전을 반복해 왔습니다. 암석이 만들어질 때 안에 든 자성 광물이 당시 자기장 방향을 기록하므로, 지층을 아래에서 위로 차례로 측정하면 정상·역전이 번갈아 나타나는 줄무늬 패턴이 얻어집니다. 이 패턴은 바코드처럼 시대마다 고유하므로, 이미 알려진 전 지구 극성 연대표와 맞춰 보면 지층의 나이를 알 수 있습니다.
왜 중요한가
지자기 역전은 전 지구에서 동시에 일어나므로 자기층서학은 화석이 없거나 방사성 연대 측정이 불가능한 육성·해성 퇴적층을 전 지구적으로 대비할 수 있는 강력한 도구입니다. 인류 화석 산지의 연대 결정, 해양 시추 코어의 연대 모델, 퇴적 속도 계산에 널리 쓰입니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
약 78만 년 전의 마지막 지자기 역전이 코어의 42m 깊이에 나타나므로 천 년에 약 5cm씩 쌓였다는 뜻이다.
시료를 차례로 가열해 나중에 덧씌워진 자기 신호를 벗겨 내고 암석이 처음 만들어질 때의 자기 방향만 남겼다는 의미이다.
조금 더 깊게 보면
지자기 극성 연대표(GPTS)는 해양 지자기 이상 줄무늬와 방사성 연대로 보정되어 있으며, 정상·역전 극성이 우세한 긴 구간(크론)과 그 안의 짧은 역전(서브크론)으로 구성됩니다. 시료 측정에는 초전도 자력계를 쓰고, 교류 소자나 열소자로 후기 자화를 단계적으로 제거한 뒤 주성분 분석으로 특성잔류자화(ChRM) 방향을 구합니다. 극성 패턴의 대비는 지층의 대략적 연대 범위를 다른 방법으로 먼저 알아야 유일하게 결정되며, 퇴적 속도 변화와 결층이 패턴을 왜곡할 수 있으므로 생층서·천문층서와 결합해 해석합니다.
주의할 점
극성 줄무늬 패턴만으로는 연대표의 어느 구간인지 여러 해가 가능하므로, 독립적인 연대 제약 없이 자기층서만으로 연대를 확정해서는 안 된다. 또한 퇴적물의 잔류자화는 퇴적 후 수천 년 뒤에 고정되는 경우가 있어(잠김 지연) 경계 위치가 실제보다 아래로 밀릴 수 있다.