과학자들이 북서쪽 그린란드 빙하 속에서 빙하시대 이전에 형성된 호수 흔적을 발견했다.

표면에서 1.8km 아래에 있는 이 호수의 흔적은 과거 호수의 밑바닥 모습을 그대로 간직하고 있는데 과거 신생대 지구의 모습을 추정케 하고 있다.

또 수백만 년 전부터 수십만 년 전까지 이 지역에 빙하 대신 호수가 어떻게 존재했는지 그 실상을 말해주고 있다. 기후온난화로 빙하가 급속히 사라지고 있는 상황에서 과거 북극 상황을 연구하는데 큰 도움을 줄 것으로 예상된다.

빙하 밑 1.8km에 7100 제곱킬로미터 규모

12일 ‘라이브 사이언스’에 따르면 이 거대한 호수 흔적은 미국 콜롬비아 대학의 라몬트-도헤티 지국 관측소를 통해 발견됐다.

연구에 참여한 가이 팩스맨(Guy Paxman) 연구원은 “접근할 수 없는 환경 속에서 매우 오래된 흔적들이 숨겨져 있었다.”며, “이를 통해 과거 지구의 기후환경과 관련된 정보를 이해할 수 있을 것”이라고 말했다.

논문은 과학 저널 ‘지구·행성과학 회보(Earth and Planetary Science Letter)’ 최근호에 게재됐다. 제목은 ‘A fault-bounded palaeo-lake basin preserved beneath the Greenland Ice Sheet’이다.

연구팀은 레이더를 이용해 그린란드 빙하 속에 있는 지형을 관측했다. 또 NASA의 빙하 관측 프로젝트인 ‘오퍼레이션 아이스브리지(Operation IceBridge)’를 통해 관련 데이터를 수집할 수 있었다.

데이터 분석 결과 빙하 표면에서 약 1.8km 떨어진 곳에 7100 제곱킬로미터 넓이의 호수 바닥의 흔적을 찾아냈다.  연구팀은 또 이 호수가 있었을 당시 호수 바닥 아래 250m 지점까지 물에 잠겨 있었을 것으로 보고 있다.

연구진은 또 북쪽으로부터 호수로 흘러들어가는 18개의 하천과 남쪽으로 물을 배출하는 배출구를 확인할 수 있었다. 이는 이 거대한 호수로 많은 양의 물이 끊임없이 순환되고 있었음을 말해주는 것이다.

그동안 연구에 따르면 지난 수백만 년 동안 그린란드 빙하가 여러 지점에 걸쳐 전진과 후퇴를 반복해오고 있었다. 이런 상황에서 빙하가 없는 구간이 발생할 수 있었고, 그 안에 호수가 형성됐을 가능성이 매우 크다는 것.

이를 뒷받침하는 사실도 밝혀지고 있다.

연구팀은 “수백만 년 전 지구의 고대 단층(ancient fault)이 움직이면서 빙하 이동에 영향을 주고 있었다는 사실이 지형학적 분석을 통해 확인되고 있으며, 그 결과 그린란드에 초대형 호수가 생성됐을 가능성이 매우 크다.”고 설명하고 있다.

대규모 시추작업 통해 신생대 지질‧환경 연구

연구팀은 또 호수가 발견된 지점에서 다수의 퇴적물이 축적돼 있다는 사실을 확인하고 있다.

팩스맨 박사는 “호수가 발견된 빙하 아래 1.8km 지점에서 1.2km 지점에 이르기까지 다수의 퇴적물이 축적돼 있었다.”고 말했다.

연구팀은 이 퇴적물을 통해 호수가 존재했던 시기가 수십만 년 전부터 수백만 년 전 사이인 것으로 추정하고 있다. 또 2021년부터 대규모 시추작업을 시작해 호수가 존속했던 시기가 언제인지 정확한 데이터를 산출할 계획이다.

이전에 과학자들은 지난 2003년 그린란드 빙하 속을 시추해 3085m 지점에서 1m에 달하는 기반암을 수집한 바 있다.

이 작업을 위해 5년이라는 기간이 걸렸는데 최근 시추기술이 발전하면서 작업 기간이 단축되고 있는 중이다. 더구나 이번 시추작업은 1.2~1.8km로 과거보다 얕은 곳을 대상으로 하고 있어 어려움이 없을 것으로 예상하고 있다.

내년부터 실시할 시추작업의 명칭은 ‘그린드릴(GreenDrill)’이다.

연구팀은 이 시추 작업을 통해 화석이나 특정 화학물질 등 퇴적물과 관련된 세부적인 물질을 탐사할 계획이다.

호수 속에 존재했던 생물이나 물질 등 각종 데이터를 통해 오래전 지구 기후 상황을 파악할 수 있으며, 당시 빙하의 모습을 비교할 수 있을 것으로 보고 있다. 또 이 데이터를 통해 빙하가 없는 미래 북극 상황을 예측할 수 있을 것으로 보고 있다.

이번 연구는 지질학적으로 중요한 의미를 담고 있다. 오랜 기간 동안 빙하 아래 보존돼온 풍경이 빙하기 이전 지구 상황을 설명해 주고 있기 때문이다.

지질학자들은 신생대를 전‧후반으로 구분하고 있는데 6500만 년 전부터 200만 년 전까지를 제3기, 그 이후를 제4기로 구분하고 있으며, 제4기 후반 빙하가 확장됐던 시기를 빙하시대로 구분하고 있다.

과학자들은 이번 연구를 통해 빙하시대를 넘어 신생대 상황을, 그중에서도 신생대 전반기인 제3기 상황을 있는 그대로 탐사해 신생대, 빙하시대로 이어지는 방대한 정보를 수집할 수 있을 것으로 기대하고 있다.