바다는 어떻게 남극의 얼음을 녹일까?
- 따뜻한 바닷물이 남극 빙붕 하부를 녹이는 ‘소용돌이 기작’밝힌 연구결과, 국제학술지 ‘커뮤니케이션스 지구와 환경’ 게재-
기후변화로 인해 남극의 빙하가 전례 없이 빠르게 녹아내리는 최근, 해양수산부(장관 조승환)와 극지연구소(소장 강성호)는 남극 빙하가 얼마나 빨리 녹을 것인지 예측할 수 있는 열쇠를 찾았다. 여름철 남극 해안가에서 발생하는 소용돌이가 바다 표층의 따뜻한 물을 빙붕 아랫부분으로 흘려보내는 과정을 세계 최초로 발견한 것이다. 그간 지구온난화로 인해 따뜻해진 바다가 남극의 얼음을 녹인다는 사실은 잘 알려져 있었으나, 바다 표면의 따뜻한 물이 어떻게 수백 미터 두께의 빙붕 아래로 흘러들어가는지는 구체적으로 밝혀지지 않았다.
빙붕(ice shelf)은 남극대륙 위에 놓인 빙하(glaicer)에서 이어져 바다에 떠 있는 200~900미터 두께의 거대한 얼음덩어리로, 빙하가 바다에 빠지는 것을 막는 역할을 한다. 육지에 놓인 빙하가 바다로 들어가면 그 규모만큼 해수면을 끌어올리기 때문에, 빙붕의 붕괴는 해수면 변화의 주요 요소이다.
한편, 남극의 빙하가 전부 녹으면 지구의 해수면은 약 58m 상승한다고 알려져 있다. 이는 인천이나 부산, 뉴욕 같은 해안가 도시는 물론 서울이나 런던 같은 도시들도 잠길 수 있는 높이로, 따라서 남극 빙붕이 녹는 원인을 분석하고 미래를 예측하는 것은 기후변화 대응에 있어 매우 중요하다.
이번 연구 결과는 극지연구소 이원상 박사 주도의 국제공동 연구팀이 2019년부터 해양수산부 R&D 사업을 통해 남극 빙붕이 녹는 원인에 대한 연구를 진행하면서 이루어낸 성과이다. 이 연구팀에는 극지연구소와 더불어 국내 대학(경북대)과 미국(캘리포니아 대학교, 컬럼비아 대학교), 뉴질랜드(오클랜드 대학교) 대학 등이 참여하고 있다. 연구팀은 2019년 쇄빙연구선 아라온호로 난센 빙붕에 접근하였고, 무인 수중글라이더를 활용해 육안으로 파악하기 어려운 바닷속을 관측하였다.
무인 수중글라이더는 아라온호가 빙붕에 접근해있는 동안 바닷속 넓은 지역을 돌아다니면서 센서를 통해 수온, 염도, 산소포화도 등의 정보를 수집하였다. 연구팀은 무인 수중글라이더가 관측한 자료를 토대로 바닷물의 방향과 속도 등을 분석하였고, 그 결과 시계방향으로 회전하는 직경 10km의 소용돌이가 따뜻한 바닷물 표면의 열을 빙붕 하부로 전달하는 과정을 알아낼 수 있었다.
그간 따뜻한 표층의 바닷물이 빙붕 하부로 전달됐을 것이라는 추정은 있었지만, 그 과정이 관측되거나 규명된 것은 이번이 세계 최초이다. 난센 빙붕 앞 소용돌이는 남반구 여름철에만 일시적으로 나타나는 자연 현상으로, 남극 내륙에서 바다로 부는 바람(대륙 활강풍, katabatic winds)과 해안을 따라 흐르는 연안류, 빙붕 아래에서 빙하가 녹아 뿜어져 나오는 물인 융빙수 등의 요인이 복합적으로 작용해 형성된 것으로 확인된다. 이 소용돌이가 차가운 중층수를 위로 끌어올리는 동시에 표층의 따뜻한 바닷물을 아래로 끌어내려 빙붕이 녹는 속도를 가속화하는 것이다.
이번 연구는 앞으로 소용돌이의 존재를 파악함으로써 빙하가 녹는 속도를 보다 정확히 예측할 수 있게 되었다는 데 의미가 있다. 소용돌이가 발견되는 지역에서는 빙하가 기존의 예상보다 더 빨리 녹을 것으로 예측할 수 있기 때문이다. 연구팀은 빙하 하부가 해수면보다 낮은 곳에 위치해 남극에서도 기후변화에 가장 취약한 지역인 서남극 스웨이트(Thwaites) 빙하에서도 이러한 소용돌이가 작용할 것으로 예상하고, 2023년 말부터 현장탐사를 진행할 계획이다.
이번 연구결과는 국제학술지 ‘커뮤니케이션스 지구와 환경(Communications Earth&Environment)’ 6월호에 게재되었다. 해당 호에는 ‘바다가 남극을 녹이는 과정(How the ocean melts Antarctic ice)’에 대해 극지연구소의 연구결과와 더불어 일본과 벨기에의 연구결과까지 논문 3편이 동시에 실렸으며, 기후변화에 민감하게 반응하는 해수면 변동 연구의 시급성을 강조하는 글붙임1도 별도로 소개됐다.
해양수산부 송명달 해양정책실장은 “남극의 극한 환경 속에서도 남극 현장의 변화를 관측하는 우리나라 연구팀의 노고가 있었기에 바닷물이 어떻게 남극의 얼음을 녹이는지 세계최초로 밝혀내는 훌륭한 연구성과를 낼 수 있었다.”라며, “앞으로 연구 범위를 남극 전역으로 확대하여, 남극 빙하가 녹는 원인과 속도를 밝히고, 이에 따른 전 지구 해수면 상승 예측 등 관련 연구도 지원하여 기후변화에 적극적으로 대응해나갈 수 있도록 하겠다.”고 말했다.
