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| 2017년의 자북극(위), 진북극(중앙), 지자기북극(왼쪽 아래). |
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1. 개요
자극(磁極) 또는 자기극(磁氣極, magnetic pole)은 현실적인 비쌍극자 모델에서 지구 자기장의 자기력선이 지표에 연직 방향이 되는 지구상의 지점이다.2. 자북극
자북극(磁北極, magnetic north pole) 또는 자기북극(磁氣北極)은 북반구에서 복각이 +90°를 이루고 자침이 수직으로 배열하는 하나의 지점이다. 이에 대하여 다른 한 지점에서 그 지점을 통과하는 자기력선의 수평 북쪽 방향을 자북(磁北, magnetic north)이라고 한다. 자북과 도북 방위각의 차이 각을 '도자각' 이라고 하며, 자북과 진북 방위각 간의 차이각을 '자편각(편각, 자진각, 자기공산각)' 이라고 한다.자북은 특정 위치에서 나침반이 가리키는 북쪽과 남쪽이므로, 지도정치(地圖定置)[1]를 할 때 가장 중요한 요소이다. 나침반을 사용한 길찾기와 항해는 자북을 따라 지도를 활용하여 위치를 알아낸다.
자북 중심은 2000년대 캐나다 부샤 반도에 있었으며 해마다 약 55~60km씩 러시아 쪽으로 이동하여 2021년 기준 북위 86°24', 동경 156°47'09.6"로 북극해상에 있다. 자북극에서는 나침반 바늘이 바로 선다는 얘기가 있는데 자기장의 범위가 밀집되어있는 것이 아니므로 실제로는 그렇지 않다.
3. 자남극
자남극(磁南極, magnetic south pole) 또는 자기남극(磁氣南極)은 남반구에서 복각이 -90°를 이루고 자침이 수직으로 배열되는 하나의 지점이다. 이에 대하여 다른 한 지점에서 그 지점을 통과하는 자기력선의 수평 남쪽 방향을 자남(磁南, magnetic south)이라고 한다.지구의 자기는 완벽한 대칭이 아니므로, 자북극과 자남극 역시 대척점 관계에 있지 않다. 자북극의 대척점과 자남극은 약 530km 떨어져 있다.
4. 용어의 혼동
지구과학교육과 논문에 따르면, '지자기극'과 '자기극', '자북(자남)의 개념에 대한 혼동이 흔히 지적된다. 이러한 혼동은 일반인 뿐만 아니라, 검수가 진행되는 교과서에서조차 발생하고 있다고 한다.지구 자기장에서는 지자기극과 자기극은 서로 다른 개념이다. 전자는 지구 자기장에 가장 근사하는 쌍극자 모델의 극에 해당하는 것이며 후자는 실제 지구의 자기장으로 비쌍극자 현상까지 고려한 극이며 자침의 복각을 이용해서 측정하는 극이다. 현재 교과서는 어떤 책에서도 쌍극자와 비쌍극자의 구분을 하지 않고 있다. 4종류의 교과서들은 삽화에서 쌍극자 모델을 간접적으로 표현하면서 그 극을 자기극으로 표현하고 심지어 E 교과서는 자북극과 자북까지도 계속 혼동하고 있다 …(중략)… 교과서들은 자북 또는 자침의 방향과 진북 사이의 각으로 편각을 정의하고 있으나 E 교과서는 자북이 아닌 자북극과 진북 사이의 각으로 정의하고 있다.
이규호. "편각과 관련된 고등학생들의 오개념 및 교과서 분석" 한국지구과학회지 32, no.6 (2011) : 687-703.
이규호. "편각과 관련된 고등학생들의 오개념 및 교과서 분석" 한국지구과학회지 32, no.6 (2011) : 687-703.
자북과 자북극은 별개의 개념(방향점과 극점)으로, 지구 둘레로 자기장이 형성될 때 특정 지점에서 자기력선이 향하는 방향이 자북이며 실제 자기력선을 쭉 따라가는 것이 자북극이다. 자북은 자북극으로 향하는 방향이지만, 측정하는 지점에 따라 자기력선의 수평이 다르게 놓이므로 자북극과 동일하지 않게 된다. 한반도에서 자북 방향은 진북 방향의 서쪽이지만 자북극 방향은 진북 방향의 동쪽이다.
[1] 지도를 사용하기 전에 지도상의 방위가 실제 방위와 일치하도록 놓고 조절하는 것.