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2015년 3월 18일 수요일

남극 동부 빙상의 위기?


 현재 육지 빙하의 대부분은 그린란드와 남극 대륙에 집중되어 있습니다. 사실 육지에 있는 물은 대부분 빙하와 지하수이며, 표면에 강과 호수에 있는 물의 양은 얼마 되지 않습니다. 문제는 이 빙하들이 지구의 평균 기온이 올라감에 따라 점점 녹아서 질량을 잃고 있다는 것이죠. 이점은 사실 당연한 이야기이기도 합니다. 온도가 오르니까 얼음이 녹겠죠.
 하지만 얼마나 빨리 얼음이 녹을 것인지는 또 다른 이야기입니다. 현재 해수면은 19세기 말에 비해서 20cm 정도 상승했는데, ​앞으로 21세기 남은 기간의 상승폭은 아마도 이전보다 훨씬 클 것으로 예상되고 있습니다. 왜냐하면 상승 속도에 점차로 가속도가 붙고 있기 때문이죠. (  http://jjy0501.blogspot.kr/2015/01/Sea-level-rise-acceleration-is-faster-than-we-thought.html
참조)
​ 과학자들은 구체적으로 얼마나 빨리 상승할지 정확히 예측하기 위해서 남극과 그린란드의 빙하를 주시하고 있습니다. 현재의 해수면 상승은 바다의 온도가 오름에 따라 나타나는 열팽창과 빙하가 녹아서 발생하는 해수면 상승 효과가 반반 정도라고 생각되지만, 시간이 흐름에 따라 빙하가 녹아서 추가되는 물의 양이 해수면 상승을 주도할 것은 분명합니다.
 최근 텍사스 대학, 나사 및 여러 다국적 연구팀은 남극 동부에 있는 토튼 빙하(Totten Glacier)의 상태를 저널 Nature Geoscience 에 발표했습니다. 토튼 빙하는 남극 동부에서 가장 크고 중요한 빙하 중에 하나로 만약 여기에 있는 빙하가 모두 녹아버린다면 전 세계 해수면은 대략 3.3m 정도 상승할 것으로 예상됩니다. 이 빙하가 녹아내리고 있다는 소식은 이전에도 소개드린 바 있죠. (전에 토텐 빙하라고 했는데, 발음이 토튼이 맞을 것 같아서 정정합니다)



(동부 남극 해안. This is the East Antarctic coastline. Icebergs are highlighted by the sunlight, and the open ocean appears black. Image Credit: NASA)


(토튼 빙하의 위치. The Totten Glacier Catchment (outlined in blue) is a collection basin for ice and snow that flows into the ocean through Totten Glacier alone. The catchment is estimated to contain enough frozen water to raise global sea level by at least 11 feet (3.3 meters). Image Credit: Australian Antarctic Division  )   

 텍사스 대학의 자민 그린바움( Jamin Greenbaum, a UTIG Ph.D. candidate) 및 텍사스 대학, 호주, 프랑스, 영국, 나사의 다국적 연구팀은 토튼 방하가 바다로 흘러다는 지점을 집중적으로 조사했습니다. 이 연구에는 얼음을 뚫고 내부를 볼 수 있는 항공 레이더가 사용되었습니다. 이 레이더는 전자기파가 매질을 통과하는 정도를 측정해서 내부를 파괴하지 않고도 들여다볼 수 있습니다.

 그 결과는 놀라웠다고 합니다. 본래 과학자들은 이전 연구를 통해서 토튼 빙하가 급속도로 얇아지고 있다는 사실을 알고 있었습니다. 이번 연구에서 드러난 사실은 토튼 빙하의 입구 부분의 빙하 바닥이 따뜻한 바닷물에 직접 노출되어 있다는 것입니다. (참고로 이 빙하의 아래 부분은 해수면 아래에 있습니다) 이 레이더 관측 결과는 토튼 빙하의 아래 부분이 안정적이라는 이전 위성 관측 결과를 뒤집는 결과입니다.

 본래 따뜻한 물은 밀도가 낮아져 위로 상승하게 됩니다. 하지만 소금이 포함되어 있으면 이야기가 다를 수도 있습니다. 염분을 많이 포함한 바닷물은 따뜻해도 염분을 적게 포함한 차가운 바닷물 보다더 무겁습니다. 빙하가 녹은 해빙수가 섞인 차가운 바닷물은 염도가 낮은 반면, 따뜻한 바닷물은 염도가 높기 때문에 아래로 가라앉아 빙하의 아랫부분을 녹이고 있습니다. 즉, 공중에서 본 것과 달리 사실 빙하가 물위에 뜬 상태라는 것입니다. 이는 이 빙하가 빠른 속도로 얇아지는 이유와 더불어 이 빙하가 머지 않아 붕괴될 것이라는 점을 시사합니다.

 물론 이 넓은 빙하 전체가 그렇다는 것이 아니라 바다와 면한 입구 부분에 이런 문제가 있다는 것이지만, 연구팀에 의하면 그렇다고 해도 역시 문제는 심각한 상태라고 합니다. 왜냐하면 이 빙하 안쪽의 캘리포니아 면적만한 부분이 해수면보다 아래 있기 때문입니다. 

 과학자들은 이 토튼 빙하가 과거에도 전진과 후퇴를 반복했다는 사실을 알고 있지만, 이번에는 생각보다 더 빨리 후퇴하거나 붕괴될 수 있다는 사실이 밝혀진 셈입니다. 일단 바다쪽의 방하가 녹으면 따뜻한 바닷물이 안쪽의 거대한 분지 지형으로 밀고 들어올 수 있습니다.  

(토튼 빙하의 레이더 이미지.  This image shows the previously unknown landscape beneath Totten Glacier. Orange arrows point to seafloor troughs deep enough to allow warm water to enter beneath the floating ice. Image Credit: UTA/Jamin Greenbaum )  

 이번 연구는 남극 빙하가 생각보다 불안정할 수 있다는 사실을 시사합니다. 물론 그렇다고 해도 이 빙하가 안쪽까지 붕괴되는 것은 우리 세대 이후의 일이 될 가능성이 높습니다. 지질학적 기준으로보면 100년도 눈깜짝할 사이니 말이죠. 하지만 빙하의 붕괴속도가 생각보다 빠를 경우 장기적인 해수면 상승 예상을 수정해야 할 수 도 있기 때문에 이에 대한 상세한 연구는 불가피합니다.

 우리 세대와 우리 앞 세대의 잘못으로 인해 우리 후손들이 큰 피해를 입게되지 않기를 바라지만, 현실적으로 해수면 상승은 어느 정도 일어난 상태이고 앞으로는 더 빨라질 가능성이 높습니다. 다만 이를 최소화 하기 위한 노력은 지금 가능하다고 생각합니다.

 참고

  
Journal Reference:
  1. J. S. Greenbaum, D. D. Blankenship, D. A. Young, T. G. Richter, J. L. Roberts, A. R. A. Aitken, B. Legresy, D. M. Schroeder, R. C. Warner, T. D. van Ommen, M. J. Siegert.Ocean access to a cavity beneath Totten Glacier in East AntarcticaNature Geoscience, 2015; DOI: 10.1038/ngeo2388






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