June 16,2019

남극 전체 해저에서 빙상 퇴각중

바다 맞닿은 지점 퇴빙 속도 5배 이상 빨라

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남극의 빙상은 전세계 얼음의 90% 이상을 차지하고 있다. 이 거대한 빙상의 가장자리 아래 해저와 맞닿은 지점에 따뜻한 바닷물이 흘러들어오면서 빙상이 얇아지고 안쪽으로 빠르게 후퇴하고 있는 것으로 밝혀졌다.

영국 리즈대(University of Leeds) 극 관측 및 모델링(CPOM)센터는 최근 위성 관측자료를 활용해 남극 빙상이 물에 잠긴 가장자리 혹은 ‘접지선’(grounding line)이 어떻게 변하고 있는지에 대한 최초의 완전한 지도를 작성해 이 같은 사실을 보고했다. 대부분의 남극 빙하는 물에 잠긴 깊은 골을 따라 바다로 곧장 흘러들어가며, 접지선은 빙상 가장자리 바닥이 해저로부터 떨어져 떠있기 시작하는 곳이다.

2010 년과 2016 년 사이에 남극 대륙 주변의 해양 환경과 접지선 이동 비율을 보여주는 지도. Credit: Hannes Konrad et al, University of Leeds

2010 년과 2016 년 사이에 남극 대륙 주변의 해양 환경과 접지선 이동 비율을 보여주는 지도. Credit: Hannes Konrad et al, University of Leeds

6년 사이에 런던 크기 얼음 면적 녹아

과학저널 ‘네이처 지구과학’(Nature Geoscience) 2일자에 발표된 이 연구는 남빙양이 2010~2016년 사이에 남극 대륙의 해저 얼음을 1463㎢나 녹였음을 보여준다. 이 면적은 현재의 런던 크기에 해당한다.

리즈대 하니스 콘래드(Hannes Konrad) 박사가 이끄는 연구팀은 남극 빙상에서 가장 큰 65개 빙하 가운데 여덟 곳에서 접지선 퇴각이 특히 극심하다는 사실을 발견했다. 육지에서 빙하가 녹는 퇴빙 속도는 마지막 빙하기 이래 연간 약 25m로 알려져 있다. 그러나 이 빙하들에서의  접지선 퇴각은 이 속도보다 다섯 배 이상 빠른 것으로 나타났다.

가장 큰 변화는 서부 남극에서 나타났다. 이곳 빙상의 5분의1 이상은 퇴빙 속도보다 더 빠르게 해저에서 후퇴했다.

빙하의 고도 변화를 위성으로 측정해 빙하 접지선의 수평 이동을 탐색하는 방법을 보여주는 도해. Credit: Hannes Konrad et al, University of Leeds

빙하의 고도 변화를 위성으로 측정해 빙하 접지선의 수평 이동을 탐색하는 방법을 보여주는 도해. Credit: Hannes Konrad et al, University of Leeds

위성 이용, 빙상 후퇴의 명백한 증거 확인

콘래드 박사는 “이번 연구는 전에 지도가 작성된 몇몇 지점뿐만 아니라 빙상 전체에서 바닷물이 빙상 기저부를 녹여들어옴으로써 빙상 후퇴가 일어나고 있다는 명백한 증거를 제공한다”며, “빙상 퇴각은 내륙의 빙하에 큰 영향을 주고, 해저면에서 빙상이 풀려나면 마찰이 제거돼 지구 해수면 상승 속도가 높아지게 된다”고 말했다.

연구팀은 또한 예기치 않은 변화를 발견했다. 서부 남극의 스웨이트 빙하(Thwaites Glacier) 접지선 퇴각이 계속 가속화돼 왔으나, 최근까지 남극대륙에서 가장 빨리 퇴각하던 빙하 중 하나인 인근 파인 아일랜드 빙하에서 멈춘 것이다. 이는 빙상 기저부에서의 바닷물 해빙이 정지됐을 수도 있음을 시사한다.

콘래드 박사는 “이러한 차이는 남극 대륙 전체 빙상이 갖는 불안정성의 복잡한 속성을 드러내는 것으로서, 이를 탐지할 수 있다면 더 많은 조사가 필요한 부분을 정확히 찾아낼 수 있을 것”이라고 덧붙였다.

2010년 4월에 발사된 유럽우주국의 지구 관측위성 크리오샛-2(CryoSat-2). Credit: Wikimedia Commons / ESA - P. Carril

2010년 4월에 발사된 유럽우주국의 지구 관측위성 크리오샛-2(CryoSat-2). Credit: Wikimedia Commons / ESA – P. Carril

접근 어려운 접지선, 위성 사용해 측정

접지선은 일반적으로 해수면 아래 1㎞ 이상 깊이에 위치해 있어 잠수정으로도 접근하기가 어렵기 때문에 원격 감지 탐색 방법이 매우 중요하다.

연구팀은 유럽 우주국(European Space Agency)의 지구 관측위성인 크리오샛-2(CryoSat-2)를 이용해 남극대륙 해안선 1만6000㎞에 걸쳐 접지선 이동을 추적할 수 있었다. 크리오샛-2는 빙상의 높이 변화를 측정하도록 설계되었으나, 높이 변화는 빙하와 해저 기하학에 대한 지식 그리고 떠 있는 얼음 두께와 얼음 표면 높이와의 상관관계에 관한 아르키메데스의 부력 원리를 사용해 접지선의 수평 이동거리를 변환해 낼 수 있다.

논문 공저자인 리즈대 지구 및 환경과학대 앤디 쉐퍼드(Andy Shepherd) 교수는 “우리는 크리오샛-2가 남극 대륙 접지선 이동을 잘 탐지해 내는 것을 보고 매우 기뻤다”며, “접지선은 해저에서도 접근이 불가능하고 육지에서도 보이지 않기 때문에 위성 측정값을 활용해 환경 변화를 식별하고 이해하는 것은 환상적인 방법으로 생각된다”고 말했다.

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