기본 콘텐츠로 건너뛰기

그린란드 얼음 밑에 거대한 대수층이 존재 ?




 그린란드의 얼음 밑에는 표면과는 달리 액체 상태의 물이 존재하고 있습니다. 왜냐하면 빙하가 녹은 물이 스며들게 되어 있으니까요.최근 유타 대학의 연구자들이 발표한 내용에 따르면 아주 놀라운 크기의 대수층이 그린란드에 존재하다고 합니다. 그 면적은 무려 27000 평방마일 (약 7 만 제곱 킬로미터) 로 미국의 웨스트버지니아 주 보다 더 크며 남한 면적의 2/3 수준에 달하는 크기입니다. 


 그린란드의 빙하는 남극의 거대한 빙하에 비해서 더 빨리 녹아내리기 때문에 향후 해수면 상승에서 매우 중요한 역할을 할 것으로 예상되고 있습니다. 만약 이 빙하가 다 녹아내리면 해수면은 6-7 미터 정도 상승하게 될 것입니다. 과학자들은 그린란드 빙하가 얼마나 빨리 녹아내릴 것인지에 대해서 매우 큰 관심을 가지고 있으며 이에 대한 연구는 과학계의 핫 이슈라고 할 수 있습니다. 


 빙하를 연구하는 과학자들은 그린란드의 두꺼운 얼음 아래 액체 상태의 물이 있다는 사실은 잘 알고 있습니다. 표면에서 녹은 물이 아래로 내려가 일종의 지하 호수와 강을 만드는 것은 빙하지형의 특징이라고 할 수도 있으며 그린란드는 물론 남극 지하에서도 호수를 발견한 적은 있었습니다. 그러나 이번에 발견된 페레니얼 만년빙 대수층 (perennial firn aquifer) 은 그 크기와 규모에서 이전의 예상을 벗어난 것입니다. 


 연구의 주저자인 유타 대학의 릭 포스트 교수 (Rick Forster, lead author and professor of geography at the University of Utah) 는 "현재 해수면 상승의 가장 큰 요인은 그린란드 빙상에 있다. 그리고 빙상이 녹는 속도는 기록적이다. 따라서 대수층이 저장하는 물의 양을 매년 확인 하서 실제 녹아내린 물의 양과 해수면 상승의 차이를 이해하는 것은 중요하다' 라고 언급했습니다. 




(그린란드에서 시추를 하는 연구진. 옆에 있는 것은 스노우모빌로 186 마일이나 떨어진 곳까지 이동하기 위한 수단임   This drill rig was used to extract firn cores from within the Greenland firn aquifer. One of the snowmobiles used in the 186 mile traverse of the ice sheet to reach the drill site. Clement Miege, University of Utah Ph.D. student and Terry Gacke, Ice Drilling Design and Operations. Credit: Evan Burgess)


 포스터의 팀은 2010 년 부터 그린란드의 남동부에서 연구를 진행했습니다. 2010  - 2011 년 사이 시추를 한 지역 중 첫번째 지역에서는 33 피트 아래 (약 10 미터), 두번째 지역에서는 82 피트 (약 25 미터) 에서 물과 마주칠 수 있었는데 이는 빙하 아래 비교적 깊지 않은 곳에 거대한 대수층 (aquifer : 물을 가지고 있는 층) 이 있다는 증거였습니다. 이 대수층의 규모를 밝히기 위해서 연구팀은 지상 및 공중 레이더 데이터를 바탕으로 관측을 진행했습니다. 그 결과 그린란드 남부에 약 7 만 ㎢ 너비에 대수층이 5 - 50 m 두께로 존재한다는 사실이 밝혀졌습니다. 






(시추에서 물의 존재를 확인하는 연구팀 )     


 포스터의 팀은 이 결과를 Nature Geoscience 에 발표했습니다. 이들의 연구가 중요한 이유는 실제로 그린라드에서 녹는 얼음의 양과 바다로 흘러들어가는 양이 왜, 얼마나 차이가 나는지를 알려주기 때문입니다. 앞서 이야기한 것처럼 그린란드는 거대한 빙상은 지구 해수면을 상당한 수준으로 상승시킬 수 있습니다. 이렇게 큰 얼음 덩어리가 녹아서 지구 해수면이 상승한다는 것은 헐리웃 재난 영화 같은 이야기로 들릴 수도 있지만 사실 이런 일은 지구 역사에선 매우 흔한 사건입니다. 


 예를 들어 지금으로부터 9만 5 천년전에서 2 만년전에는 지금의 캐나다 대부분과 미국 북부 일부 (시카고, 뉴욕을 포함) 에 두께 3.2 km 정도 되는 거대한 로렌타이드 빙상 (Laurentide Ice Sheet) 이 존재했습니다. 마지막 빙하기가 끝나면서 이 방상을 비롯한 거대 빙상들이 녹아내리면서 해수면이 120 미터 정도 크게 상승했고 지금의 온난한 기후가 찾아왔습니다. 사실 기후 자체로 말하면 해수면이 과거보다 크게 상승한 현대가 빙하기보다 더 살기 적합히죠. 하지만 지금보다 기후가 더 상승해 해안 지대가 물에 잠기게 되면 그로 인한 재산, 인명상의 피해는 엄청날 것으로 우려됩니다. 상당수 대도시와 인구 밀집 지대가 해안가를 중심으로 발달해 있기 때문이죠.  


 
(지난 빙하기 이후 해수면 상승. 현재와 비교해서 120 - 140 미터 정도 해수면이 낮았음   This figure was prepared by Robert A. Rohde from published data, and is incorporated into the Global Warming Art project. 
 Reference
 1. Fleming, Kevin, Paul Johnston, Dan Zwartz, Yusuke Yokoyama, Kurt Lambeck and John Chappell (1998). "Refining the eustatic sea-level curve since the Last Glacial Maximum using far- and intermediate-field sites". Earth and Planetary Science Letters 163 (1-4): 327-342. doi:10.1016/S0012-821X(98)00198-8
2. Fleming, Kevin Michael (2000) Glacial Rebound and Sea-level Change Constraints on the Greenland Ice Sheet, Australian National University PhD Thesis
3. Milne, Glenn A., Antony J. Long and Sophie E. Bassett (2005). "Modelling Holocene relative sea-level observations from the Caribbean and South America". Quaternary Science Reviews 24 (10-11): 1183-1202. doi:10.1016/j.quascirev.2004.10.005)  ) 


 따라서 해수면 상승의 정도를 정확하게 예측하는 것은 단순히 과학적 연구 이상의 의미를 지니고 있습니다. 과학자들은 현장 탐사는 물론 항공, 우주 관측을 통해 표면의 얼음이 녹는 정도를 정확히 관측하기 위해 노력하고 있지만 문제는 녹은 물이 모두 다 곧장 바다로 흘러들어가지는 않는다는 것입니다. 일부는 아래로 스며들어 아예 기반암이 있는 곳까지 내려가기도 하고 위에서 처럼 호수나 대수층을 이루기도 합니다. 


 본래는 얼음이 물보다 가볍기 때문에 (그래서 얼음이 물에 뜨죠) 녹은 물은 모두 가장 아래층으로 갈 것 같지만 오랜 시간 돌처럼 단단해진 아랫층의 얼음은 쉽게 녹아 내리지 않아서 물의 침투를 막을 수 있는 일종의 불투수층을 형성할 수 있으며 이로 인해 일종의 대수층이 빙상안에 형성됩니다. 이와 같은 숨어 있는 녹은 물의 존재는 정확히 얼마나 많은 얼음이 녹았는지 측정하는데 혼동을 줄 수 있습니다. 이번 연구로 인해 과학자들은 빙상 안쪽에 숨어 있는 막대한 물의 양을 측정할 수 있게 되었습니다.  


 연구팀은 아직 이 거대 대수층이 빙상을 더 빨리 녹게 만들 것인지 아니면 더 천천히 녹게 만들 것인지 확신하지는 못하고 있습니다. 그 역할은 이제 부터 연구 과제지만 아무튼 그린란드 빙상이 겉으로 보는 것보다 더 많이 녹아들어가고 있다는 증거임에는 틀림없습니다. 사실 밖에서 봤을 때도 그린란드 빙상의 질량 감소는 2008 년에서 2012 년 사이 연간 367 기가톤 (3670 억 톤) 에 달했습니다. 그러나 실제로는 안으로 더 많이 녹아 있는 상태일지도 모릅니다. 이것은 미래 해수면 상승에 또 다른 변수로 작용할 가능성이 있습니다. 


 (참고로 이 연구는 나사의 Operation IceBridge 의 도움을 받았습니다 )     



 참고 


Journal Reference:
  1. Richard R. Forster, Jason E. Box, Michiel R. van den Broeke, Clement Miege, Evan W. Burgess, Jan H. van Angelen, Jan T. M. Lenaerts, Lora S. Koenig, John Paden, Cameron Lewis, S. Prasad Gogineni, Carl Leuschen, Joseph R. McConnell.Extensive liquid meltwater storage in firn within the Greenland ice sheet. Nature Geoscience, 2013; DOI:10.1038/ngeo2043





댓글

이 블로그의 인기 게시물

중등도 코로나 19 환자에서 제한적인 효과만을 확인한 렘데시비르

   현재 렘데시비르는 인공 호흡기 치료가 필요한 환자 등 중증 코로나 19 환자의 치료제로 사용되고 있습니다. 다만 공급이 부족해서 갑자가 중증 코로나 19 환자가 늘어날 경우 수급 문제가 불거질 수밖에 없습니다. 따라서 이를 중등도 코로나 19 환자 (경증이나 무증상은 당연히 치료가 필요없거나 대증 요법 정도) 사용한다는 것은 지금 당장에 급한 연구는 아니지만, 나중에 수급량이 많아지고 가격이 낮아질 때를 생각하면 의미 있는 연구 결과입니다.   렘데시비르 제조사인 길리어드 사이언스의 다아애나 브레이너드 박사 ( Dr. Diana Brainard of Gilead Sciences )는 병원에 입원이 필요했던 중등도 코로나 19 환자 584명을 렘데시비르 5일, 10일 투여 실험군과 위약을 투여한 대조군으로 나눠 임상 경과, 사망 등 중요한 합병증 발생 등에서 차이를 보이는지 조사했습니다. 연구 대상자의 40% 이상은 당뇨 같은 만성 질환이 있었으며 평균 연령은 57세였습니다.   연구 결과 대조군의 2%, 5일 투여군의 2%, 10일 투여군의 1%가 사망했으나 사망자 수가 4명, 3명, 2명 정도로 통계적 차이를 판단하기에는 사망자 수가 적어 결론을 내리기 어려웠습니다. 연구팀은 5일 투여군에서 임상 경과가 다소 호전되는 것을 판단했으나 10일 투여군에서는 통계적 차이를 검증할 수 없었습니다. 결론적으로 말해 중등도 코로나 19 환자에서 렘데시비르 투여는 확실한 임상적 이득이 없었습니다.     5일 투여량만 해도 가격이 3120달러라는 점을 감안할 때 중등도 환자에서 렘데시비르 투여는 설령 공급이 원활하다고 해도 적절한 치료법이 아닌 것으로 판단됩니다. 더구나 지금처럼 공급이 불안해 중증 환자 투여 물량 확보가 아쉬운 상황에서는 말할 것도 없습니다.  이번 연구는 렘데시비르보다 효과가 뛰어나면서 저렴한 차세대 항바이러스 치료제의 필요성을 다시 보여준 것으로 생각됩니다....

코로나 19 감염 위험성이 큰 동물은?

  ( A new genomic study ranks the potential of the SARS-CoV-2 spike protein to bind to the ACE2 receptor site in 410 vertebrate animals. Old World primates and great apes, which have identical amino acids at the binding site as humans, are predicted to have a very high propensity for binding ACE2 and are likely susceptible to SARS-CoV-2 infection. Credit: Matt Verdolivo/UC Davis )    코로나 19를 일으키는  SARS-CoV-2는 사스 및 메르스와 마찬가지로 박쥐를 자연 숙주로 삼는 베타 코로나바이러스 계통입니다. 따라서 본래 박쥐에 살던 바이러스가 중간 단계를 거쳐 사람으로 넘어온 것으로 추정됩니다. 그런데 이 이야기는 SARS-CoV-2 역시 사람에만 감염되는 것이 아니라 종을 넘어 다른 포유류나 조류, 혹은 척추동물에 감염될 수 있음을 시사합니다. 코로나 바이러스가 침투하는 경로인 ACE2 수용체는 다른 척추동물에서도 볼 수 있기 때문입니다. 다만 SARS-CoV-2와 ACE2 수용체의 결합 수준은 동물마다 큰 차이가 있어 감염 위험도는 모두 다를 수밖에 없습니다.   캘리포니아 대학 데이비스 캠퍼스 (UC Davis)의 조안나 다마스 (Joana Damas)와 그 동료들은 410종의 척추동물에서 ACE2 수용체 유전자를 조사해 코로나 19 감염 위험도를 조사했습니다. 연구팀에 따르면 ACE2 수용체 전체가 아니라 25개의 아미노산 배열이 특히 결합력에 큰 영향을 미쳐 감염 가능성을 결정합니다.   연구 결과 쉽게 예상할 수 있듯이 사람과 가까운 침팬치, 고릴라, 보노보...

178Tb/s - 광섬유 통신 신기록 수립

  ( Lidia Galdino, lead researcher on the study. Credit: James Tye / UCL )  현재 가정에 들어오는 초고속 광통신은 10Gb/s 정도가 가장 빠른 편입니다. 그러나 사실 광섬유를 통해서 보낼 수 있는 정보량은 이것보다 훨씬 많습니다. 현재 개발 중인 기술 가운데서는 이미 1Tb/s 이상이 속도를 지닌 것들이 많아 미래에는 테라 인터넷 시대가 가능할 것으로 예상됩니다. 그런 가운데 영국 유니버시티 칼리지 런던 (UCL)의 리디아 갈디노( Lidia Galdino )가 이끄는 연구팀이 178Tb/s라는 신기록을 세웠다는 소식입니다.   광섬유 통신을 위한 주파수는 4.5THz까지 높일 수 있습니다. 최근에 개발된 신기술은 9THz 벽도 돌파했습니다. 그러나 연구팀은 16.8THz라는 새로운 영역에 도달했습니다. 주파수가 높을 수록 더 많은 정보를 전송할 수 있습니다. 하지만 16.8THz의 주파수로도 178Tb/s의 데이터 전송 속도는 사실 불가능합니다. 연구팀은  Geometric Shaping (GS) 방식으로 레이저 신호의 페이즈, 밝기, 편광 수준을 조절해 여러 신호가 서로 간섭 없이 전달되게 만들어 이런 신기록을 수립했습니다.   물론 새로운 기술이 항상 그렇듯이 바로 상용화가 가능한 것은 아닙니다. 특히 광섬유는 장거리 정보 전송이 가능해야 할 뿐 아니라 오류 없이 장시간 작동이 가능해야 합니다. 자꾸 에러가 생기거나 고장난다면 아무리 속도가 빨라도 무용지물입니다. 이 단계를 극복하고 경제성까지 갖춰 실용화 되는 경우는 사실 소수에 지나지 않습니다.   하지만 경쟁적으로 Tb 급 대역폭을 지닌 광통신 기술이 개발되고 있어 테라바이트 급 정보도 순식간에 전송할 수 있는 시대가 올 것은 분명합니다. 과거 전화선을 이용한 56K 모뎀에서 지금의 광섬유 기반 초고속 인터넷이 온 것처럼 속도는 계속 빨라질 수밖에 없기 때문입니다...