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> 어느 책에서 지구 지오이드 형태를 서양배에 비유한 글을 보았습니다.
> 그 모양이
> 북극부근은 지구타원체보다 올라가 있고 북반구 중위도와 저위도는 타원체보다 내려가 있으며,
> 남극부근은 지구타원체보다 내려가 있고 남반구 중위도와 저위도는 타원체보다 올라와 있었습니다.

실제 지오이드의 형태는 이보다 좀 더 복잡한 구조입니다. 서양배 모양은 자전축 둘레로 평균을 낸 지오이드의 형태이지요. 지난 세기, 60년대에 유행했던 비유라고 합니다. 이 일종의 평균 지오이드의 형태를 물리적으로 설명하려고 한 시도가 있었지만, 만족스럽게 설명하지 못했을 뿐만 아니라 그 자체가 '실제'가 아니라는 점에서 큰 의미는 없다고 할 수 있습니다.

http://www.geo.ucalgary.ca/~macrae/t_origins/earth_shape/earth_shape.html
에 한 번 가 보세요. 영어로 되어 있긴 하지만 실제 지오이드가 어떻게 생겼는지 친절하게 설명하고 있습니다.

위 웹페이지에서도 언급된 것처럼 관측된 지오이드와 지구타원체 간의 차이는 지구 맨틀 대류와 연관되어 있다는 것이 지배적인 의견입니다. 물론, 맨틀 대류로 모든 것이 설명되지는 않지만 큰 특징들은 그렇다는 것입니다.

지구가 위도나 경도 좌표와는 무관하고 깊이에만 비례하는 밀도분포를 가지고 있다고 해 보죠. 지오이드는 지구타원체와 완벽히 일치해야 할 것입니다. 이제, 우리나라와 일본의 지하 깊숙한 곳에 (한 1000 ~ 2000 km 밑) 상대적으로 밀도가 높은 물질을 가져다 놓는다면, 주변과 같은 중력 포텐셜을 가지기 위해선 지구 중심으로부터 더 멀어져야 하고, 따라서 지구타원체보다 튀어나온 (높은) 지오이드가 동해 상에 만들어질 것입니다. 반대로 밀도가 낮은 물질이 자리한다면 지구타원체보다 낮은 지오이드가 동해상에서 관측될 것입니다. 이런 원리에 비추어 볼 때, 3차원적인 지오이드 이상 (Geoid Anomaly), 즉, 지오이드와 지구타원체 사이의 거리는 지구 내부의 밀도차로 설명할 수 있습니다.

한편, 지진학자들은 지구 내부를 관통해서 전파하는 지진파의 속도로부터 지구 맨틀의 밀도 분포를 유추해 낼 수 있습니다. 80년대 초에 발표된 기념비적인 연구에서 유추된 밀도 분포를 바탕으로 계산한 지오이드는 관측된 지오이드와 매우 흡사한 형태를 가지는 것으로 밝혀졌습니다. 또한 이러한 지구 맨틀의 밀도 분포는 맨틀 대류에 의한 것이라고 여겨집니다. 왜냐하면 지진학자들이 얻어낸 밀도 분포가 판구조론의 예측과 대략 일치했기 때문이죠. 따라서 지오이드의 큰 특징들은 맨특대류에 의한 것이라고 결론내릴 수 있습니다.

> 극부분은 암석으로 이루어진 대륙(북극)과 얼음대륙(남극)으로 이루어진 밀도차이라고 생각해보았으나 각 반구의 중위도와 저위도는 이해할 수 없었습니다.
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> 그런데 밑의 글은 어느 사이트에서 읽은 글인데 저와는 생각이 반대더군요..
> 어떤것이 맞는지, 또 저의 생각이 맞다면 왜 중-저위도의 형태가 그렇게 되는지 알고싶습니다..
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> 서양배 모양은 이러한 지오이드의 특징을 그대로 나타내는 것입니다.
> 북극이 위로 볼록한 이유는, 북극은 대륙이 아닌 바다로 되어 있습니다.
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> 해양지각은 대륙지각보다 밀도가 높죠.
> 해양지각의 밀도는 약 3.0g/㎤ 이고, 대륙지각의 밀도는 약 2.7g/㎤ 이죠. 따라서 해양의 밀도가 더 높으므로 지오이드는 위로 볼록한 모양을 하게 됩니다.
> 따라서 북극은 위로 볼록한 모양을 합니다.
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> 질문하신, 남반구 중위도의 위로 볼록한 모양도 마찬가지 입니다.
> 남반구의 중위도는 북반구보다 바다가 많아 밀도가 높은 해양지각이 많이 있어서 지오이드는 위로 볼록한 모양을 하고, 지구타원체보다 높습니다.
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> 남극이 오목한 이유는,
> 대륙지각이 있고, 그 위에는 대륙지각보다 밀도가 더 낮은 빙하로 되어 있기 때문에 아래로 오목 들어간 모양을 하고 있는 것입니다.
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