그린란드 빙상의 해빙수가 해수면 상승에 기여하는 기전 규명

KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2015-01-16

그린란드의 약 80%를 덮고 있는 거대한 빙상(ice sheet)의 융해는 전 세계에서 가장 큰 단일의 눈과 얼음 덩어리이기 때문에, 해빙수(glacial meltwater)로 인한 해수면 상승(sea level rise)에 가장 큰 기여를 하는 것으로 인식되고 있다. 그러나 현재까지 과학자들의 관심은 주로 갑작스럽게 배수되는 경향이 있는 해빙수 수체인 빙상의 옥색 호수와 해양으로 미끄러져 들어가 빙산이 되는 얼음 덩어리에 초점을 맞춰왔다. 최근 미국 UCLA 소속의 연구진의 주도로 수행된 연구는 거의 규명되지 않았던 빙상의 상층으로 흐르는 하천과 시내의 방대한 네트워크가 다른 두 가지 공급원과 결합될 때 해수면 상승에 책임이 있다고 밝혔다. 눈과 얼음이 여름철 동안 녹을 때, 이러한 수로는 실제로 모든 표면 유출수를 포획하는 복잡한 배수 시스템을 형성하고, 2일 미만의 기간 내에 배수 시스템의 전체 부피를 쏟아낼 수 있다는 사실을 연구팀은 발견했다. 이것은 전 세계에서 가장 큰 수상 공원으로 거대하고 아름답지만, 푸른 하천을 수송하여 협곡을 줄여 얼음으로 만든다고 이 연구의 주저자이며, UCLA 지질학부 학장인 Laurence C. Smith는 밝혔다. 미국 국립과학원회보(PNAS; Proceedings of the National Academy of Sciences)에 발표된 연구는 지구 온난화를 진행시킬 수 있는 대대적인 파괴의 양뿐 아니라 빙상의 부서지기 쉬운 특성 역시 조명했다. 나사의 냉동 구면 과학 프로그램(Cryospheric Sciences program)의 지원에 따라, 3명의 UCLA 석사 과정 학생을 포함한 11명의 연구진은 2012년 7월 동안 6일에 걸쳐 이제까지 수행되지 않았던 까다롭고 위험한 환경에서 측성을 수집했다. 빙상이 덮여 있는 영역의 양이 방대하고 일정하기 않았기 때문에, 연구진은 헬리콥터를 이용하여 이동했다. 네트워크에 대한 지도를 제작하고, 하천의 유속을 계산하기 위하여, 연구진은 군사용 등급의 인공위성 이미지, GPS 기술을 갖춘 부표 및 화성 탐사를 연구한 제트 추진 연구소 공학자들이 프로젝트를 위하여 특별하게 고안한 무인 보트 등을 사용했다. 이 연구는 광대하고 극히 이례적인 융해와 동시에 수행됐다. 과거 700년 동안 1889년 발생했던 한 가지 사건은 2012년 융해만큼 빙상을 융해시켰다. 이 연구는 빙상이 얼마나 빠르게 융해될 수 있는지와 해빙수가 얼마나 빨리 이탈할 수 있는지에 대한 실제적인 평가라고 Smith는 밝혔다.연구팀은 특히 얼마나 많은 해빙수가 보유될 수 있는지, 얼마나 많은 해빙수가 해양으로 이동하는지, 얼마나 빨리 이동하는지 등을 규명하는데 관심을 가졌다. 이와 관련된 의문은 빙상이 스펀지 또는 스위스 치즈같이 행동할 수 있는가라고 Smith는 밝혔다.최소한 빙상 표면의 상층에서 빙상은 스위스 치즈같이 거동한다. 빙상의 2,000제곱마일을 가로 지르는 시내와 하천으로 적극적으로 흐르는 523개의 모든 빙상이 빙상 아래 해빙수를 해양으로 지체 없이 수송하는 빙하 구혈(moulin) 또는 싱크 홀로 배수됐다. 한편, 보통 정도의 스펀지 효과는 표면 아래에서 내부 또는 빙상의 기저에서 어느 정도 발생했다. 이러한 지역 내에서, 연구진은 빙상이 55,000~61,000 초당 세제곱 피트(cubic feet per second)의 속도에서 배수됐다고 규명했다. 이러한 속도는 수계 면적의 1/10 미만으로 생성되는 콜로라도 강의 평균 흐름의 2배 이상이다. 연구진은 또 빙상이 육상에 존재하고 지도로 나타난 네트워크의 1/5 가량이 배수된 Isortoq River를 조사했다. 이러한 산출량이 지구 온난화에 대한 전 세계적인 반응을 개발하기 위하여 기후 변화에 관한 정부 간 협의체에 의해 사용됐던 기후 모델인 MAR(Modele Atmospherique Regional)의 핵심이기 때문에, 산출량은 중요하다. 연구진은 Isortoq River의 방출량이 모델이 예측했던 것보다 25% 더 적었다고 밝혔다. 빙상에서 유래한 다량의 물이 있지만, 어느 정도의 양인지 추산될 수 없다고 공동 저자인 UCLA 지리학과 박사 과정 학생인 Vena Chu는 밝혔다. 모델은 해빙수가 직접적으로 해양으로 이동한다고 자동적으로 가정했다고 공동 저자이며, MAR을 운영하는 CCNY(City College of New York) 냉동 구면 공정 실험실(Cryospheric Processes Laboratory) 책임자인 Marco Tedesco는 밝혔다. 따라서 얼마나 빙하 아래에서 보유될 수 있는지에 대한 연구가 필요하다고 Tedesco는 밝혔다. 아직까지 연구진은 Isortoq River에서의 흐름이 23,000~46,000 feet per second의 평균 유속으로 빙상으로부터 생성된 해빙수를 해양으로 이동시킨다는 것을 발견했다. 엄청나게 큰 유속은 두려움을 불러일으킨다. 왜냐하면 Isortoq River가 그린란드 빙상이 전 세계의 해양으로 융해되는 것을 연결하는 최소 100개의 거대 육상 하천 중 하나이기 때문이다. 새로운 연구는 학자들은 유출수가 해수면 상승에 직접적으로 기여하는 것을 과대평가하고 있는 기존 기후 모델을 정교하게 만들 수 있게 해줄 것이라고 CCNY 소속의 지구 및 대기 과학과 조교수인 Tedesco는 밝혔다. 만약 우리가 추정을 개선할 수 있다면, 우리는 지구 온난화(global warming)의 정도와 영향을 보다 더 잘 예측할 수 있을 것이라고 Tedesco는 밝혔다. 그린란드는 실제로 미래 해수면 상승에서 중요한 요인이며, 따라서 기후 모델을 개선하는 데 매우 중요하다고 그는 지적했다. http://www.eurekalert.org/pub_releases/2015-01/uoc--uss010715.php