해수면 상승의 미래는 남극대륙과 그린란드 아래 달려있다.
2022년 2월 21일 미국 동부시간 오후 3시 | Umair Irfan | 원본기사 : https://www.vox.com/22939545/antarctica-greenland-ice-sheet-shelf-glacier-melt-climate-sea-level-rise
지구상의 가장 큰 얼음 덩어리에는 굉장히 많은 물이 포함되어 있어 온도가 상승함에 따라 전 세계의 해수면을 상승시키고 있다. 인공위성은 우주에서부터 이러한 급격한 변화들을 관측할 수 있다.
그러나 새로운 연구에 따르면 지구 얼음의 가장 심오한 변화들 중 일부는 지표면으로부터 훨씬 아래에서 일어나고 있기 때문에 대부분 보이지 않는다는 것을 발견했다. 육지 얼음과 빙붕은 아래에서 점점 얇아지고 있으며, 과거 예상했던 것보다 훨씬 더 빠르게 일어나고 있다.
얼음은 매우 단순하면서도 동시에 매우 복잡하다. 단순히 얼어붙은 물이지만 지구 극지방 근처에 수마일 두께의 막으로 모이기 때문에 산을 움직이고 지구의 윤곽을 바꿀 수 있는 지질학적 힘이 된다.
얼음은 순전히 무게만으로 땅을 누르고 수천년간 미끄러지며 땅을 깎는다. 이러한 얼음은 전 세계 담수의 4분의 3 이상을 차지하고 있다.
이 얼음이 녹게 되면 수십억 명의 생명과 생계를 위협할 수 있다. 전 세계 인류의 3분의 1이상이 해안선으로 부터 60마일 (100km) 이내에 살고 있다. 평균기온이 계속해서 상승함에 따라 해수면 또한 상승 할 것이다.
따뜻해진 온도는 단단한 얼음을 바다로 흘러드는 액체로 녹이며 바다 자체도 뜨거워져 물을 팽창 시킨다. 이러한 요인들은 물의 수위를 그 어느 때 보다도 높아지게 하고 있다. 최근 국립해양대기청(National Oceanic and Atmospheric Administration)은 향후 30년 동안 미국 해안의 해수면이 지난 100년간 상승한 만큼 약 10~12인치 (25cm~30cm) 상승할 수 있다고 보고 했다.
NOAA 해양서비스 국장인 니콜 르보프는 보도자료에서 “2050년까지 오늘날의 날씨, 해수면 및 기반 시설 기준에 따른 파괴적이고 피해가 심한 보통 수준의 홍수가 오늘보다 10배 이상 자주 발생할 것으로 예상된다”고 말했다. “이러한 수치는 일부 지역에서 2-5년에 한 번씩 발생하는 사건이 매년 여러 번 발생하는 것으로 바뀌는 것을 의미한다”
극지방의 얼음이 녹으며 초래할 엄청난 결과에도 불구하고, 변곡점 (갑자기 뒤집히는 점)이/가 될 수 있는 몇몇 매커니즘과 지구 전체에 미치는 파급효과를 포함하여 과학자들이 아직 모르고 있는 것들이 많다. 그러나 최근의 연구들은 가장 연구가 어려운 지역 중 하나에 더욱 선명하게 초점을 맞추고 있는데 , 그것은 과학자들이 직접 눈으로 볼 수 없는 영역이다. 이 발견은 앞으로 수십년 안에 해수면이 얼마나 상승할지 예상했던 수준을 뒤바꿀 수 있다.
얼음 아래 무엇이 숨겨져 있을까
해수면을 형성하는 얼음에는 두가지 주요 종류가 있다. 첫번째는 해빙인데, 해빙은 꽁꽁 얼어붙은 바닷물에서 나오며, 북극 얼음의 대부분을 차지하고 있다. 이것이 형성 되면서 바닷물의 염분을 변화시키고 강력한 해류 형성을 돕는다.
한 얼음큐브가 녹는 것이 물컵의 수위를 바꾸지 않는 것처럼 해빙이 녹는 것은 바다의 전반적인 물의 양을 바꾸지는 않는다. 하지만 해빙은 햇빛을 반사하는 반면, 어두운 바다는 열을 흡수하는 경향이 있다. 이는 온난화를 가속시키고 악순환이 되어 더 많은 얼음을 녹인다. 따뜻한 온도는 또한 물의 열팽창에 기여하여 해수면을 상승시킬 수 있다.
두번째 종류의 얼음은 육지얼음으로, 압축된 눈으로 인해 수천년 동안 막(sheet) 형태로 쌓인다. 남극 대륙 빙상의 두께는 평균 2.4km이며 일부 지역에서는 최대 5km까지 이른다. 그린란드의 빙상은 평균 두께가 1.6km이다. 육지 얼음이 바다 위로 튀어나오면 바다를 떠다니는 빙붕이 된다.
세계 빙붕의 대부분은 남극 대륙에 있으며 100만 평방 킬로미터 또는 36만 6천 평방 마일에 걸쳐 있다. 그것들은 더 빠르게 바다로 흘러가게 될 빙하의 속도를 늦추는 버팀목 열할을 한다. 그러나 빙하는 얇아지거나 부서지면서 더 빠른 속도로 바다로 흘러 들어가 해수면을 높인다.
최근 몇 년 동안 얼음 손실은 남극에서 가속화 되고 있다. 2018년 연구에 따르면 매 40시간마다 10억 미터 톤의 얼음을 잃고 있으며 그 손실의 최소 절반은 빙붕에서 발생된다.
이러한 엄청난 손실의 대부분은 확인이 매우 어려운 장소에서 발생하고 있다. “숨겨진 세계다” 라고 영국 남극 조사국(British Antarctic Survey)의 지구물리학자인 로버트 라터는 말했다. “위성을 통해 특정 지역에서 얼음이 상당히 얇아지고 있다는 것을 알 수 있지만 표면에서 밑으로가 아닌 밑에서 위로 일어나고 있다”
라터는 최근 지구 물리학 리서치 레터지에 실린 논평을 통해 과학자들은 이러한 중요한 빙붕에 대한 이해를 심화하기 위한 혁신적인 새로운 방법을 찾고 있다고 밝혔다. 핵심은 기저 용융라고 하는 현상이 표면이 아닌 밑에서 일어나는 것을 측정하는 것이다.
남극의 차가운 공기는 얼음 위나 가장자리 주변에서 얼음을 얼게하는 경향이 있으나 남극의 깊은 바다는 그다지 차갑지 않다. “남해 수심 수백미터 아래에는 엄청난 양의 열에너지가 있다” 라고 라터는 말했다. 이 따뜻한 물은 빙붕의 밑 부분과 접촉하여 녹일 수 있다.
남극기준으로 따뜻하다는 것은 “얼어붙지 않을 정도”를 의미하지만 빙붕을 얇게 만들기에는 충분하다. “사실 이것이 현재 남극에서 일어나고 있는 심각한 얼음 손실의 원인”이라고 말했다.
가장 심각한 기저용융 중 일부는 서남극의 스와이트 빙하와 아일랜드 빙하 주변의 빙붕에서 일어나고 있다. 60년동안 파인 아일랜드 주변의 얼음 전선이 제자리에 있었지만 2015년~ 2020년 사이 북부지역이 갑자기 30km이상 후퇴했다. 이것은 얼음의 변화가 항상 느리고 일정하지는 않지만 갑작스러울 수 있다는 예시이다.
과학자들은 빙붕에 구멍을 뚫고 아래에 기구와 로봇을 내리는 등 여러가지 방법으로 빙붕의 녹는 깊이를 조사하고 있다. .
그러나 연구원들은 또한 빙붕 밑에서 녹는 것이 표면에 명백한 징후를 남길 수 있음을 발견했다. 작년 지구물리학 리서치 레터지의 연구에 따르면 빙붕은 표면이 매끄러운 경향이 있지만 밑에서 녹으면서 거칠어지기 때문에 빙붕의 표면 거칠기를 측정하면 아래에서 얼마나 많은 기저 용융이 일어나고 있는지 측정하는 훨씬 쉬운 방법이 될 수 있다고 주장했다. 이런 거칠기는 붕괴로 이어질 수 있는 불안정한 얼음 골절에 대한 조기 경고 신호일 수 있다.
기후 변화가 그린란드 빙상을 위아래로 압박하고 있다.
그린란드는 세계 얼음의 8%를 차지하는 지구상에서 두번째로 큰 빙상이 있는 곳이며 그 역시 그 어느 때보다 빠르게 녹고있다. 그러나 그린란드의 얼음 손실은 남극대륙과 결정적으로 큰 차이가 있다.
첫째로 그린란드의 거의 모든 얼음은 육지에 있고 오직 소량의 부분만 물에 떠있다는 것이다. 또한 그린란드 공기는 더 따뜻하기 때문에 남극에서보다 빙상 표면에서 녹는 것이 얼음 손실의 훨씬 더 중요한 원인이다. 실제로 여름에는 녹은 얼음으로 인해 수천개의 호수와 개울이 빙상 표면에 형성된다.
케임브리지 대학의 스콧 극지 연구소 (Scott Polar Research Institute)의 빙하학자인 폴 크리스토퍼슨(Poul Christoffersen)은 “빙상이 표면에서 빠르게 녹고 있으며 이는 남극 대륙에서는 볼 수 없는 것”이라고 말했다.
녹은 물은 그린란드의 빙상 표면에 호수를 형성하지만, 얼음 또한 보이지 않는 아래에서 녹고있다. 출처: Joe Raedle/Getty Images
물은 계속 위에 머물지 않는다. 갈라진 틈과 틈 사이를 통해 쏟아져 나오며, 어떤 곳에서는 1마일 이상 아래의 돌같은 땅으로 떨어진다. 이번주 국립과학원 회보(Proceedings of the National Academy of Sciences)에 발표된 연구에서 크리스토페르센과 그의 동료들은 이것이 그린란드의 빙상을 아래에서 녹이고 있다고 밝혔다.
수력 발전 댐을 통해 흐르는 물처럼, 떨어지는 녹은 물은 엄청난 양의 운동에너지를 전달한다. 그 에너지로 인해 물은 빙상아래로 모이며 따뜻해진다. 이것은 차례로 기저 용융을 유발한다. 크리스토페르센은 “녹는 속도는 사실 놀라울 정도”라고 말했다. 그는 그린란드 빙상의 최대 기저 용융 속도가 이 열의 원인을 포함하지 않은 이전 추정치보다 100배 이상 높을 것으로 추정했다.
땅과 빙상 사이에 끼어있는 물은 윤활유 역할도 하여 빙상이 바다 쪽으로 더 쉽게 미끄러지도록 한다. 그러나 이 물은 보이지 않기 때문에 연구원들은 무슨 일이 일어나고 있는지에 대한 대략적인 그림만 가지고 있을 뿐이다. 크리스토페르센은 “우리는 이 시스템에 대해 잘 알지 못한다” 라고 말했다. “그것들은 큰 강인가, 무수히 많은 작은 개울인가 아니면 작은 개울인가?”
연구원들은 이러한 요인이 그린란드 전체 용융 속도를 8% 증가시킬 것으로 예상했다. 크리스토페르센은 “별로 많지 않은 것 같지만 8%의 대출금을 받아본 사람은 그것이 꽤 고통스럽다는 것을 안다” 고 말했다. 이것은 앞으로 몇년 동안 전 세계 해수면 상승에 대한 그린란드의 비중이 이전에 생각했던 것보다 더 클 수 있음을 의미한다.
아직 얼음 속에 잠긴 미스터리들이 더 많다.
이러한 최근 발견들은 지구의 빙하권 (얼어붙은 지역) 이 곤경에 처해 있음을 확인시켜준다. 과학자들은 이제야 인식하기 시작하여 연구에 박차를 가하고 있다.
얼음이 녹는 것에 대한 더 나은 이해는 우리가 미래를 상상하고 다가올 것에 대비하도록 도와준다. 예를들어 사람들이 방파제와 고층건물과 함께 더 높아지는 바다에 적응할 것인지 아니면 해안지역에서 완전히 물러날 것 인지를 결정하는데 도움을 줄 수 있다. 그러나 연구원들은 연구할 것이 많이 남아 있고, 얼음이 건널 수 없는 강을 건넜다고 경고한다.
예를 들어, 남극 서부의 빙붕이 얇아지면 붕괴 주기에 들어갈 수 있다. 얼음 조각들은 산산조각이 날만큼 충분한 질량을 잃을 수 있고, 육지에서 유지되고있는 빙하는 훨씬 더 빨리 바다로 흘러가게 될 것이다.
라터는 “이 바이러스를 달아나게 할 수 있는 이론적이 시나리오가 있다”라고 말했다. “한번 시작되면, 멈추기는 매우 어려울 것” 이러한 잠재적인 티핑포인트 (갑자기 뒤집히는 점)는 특히 2050년 이후 해수면 상승을 예측하는 데 있어 가장 큰 불확실성 중 하나이다.
다른 주요 불확실성이자 잠재적 희망의 원천은 인간이 기후 변화에 대해 무엇을 할 것인가이다. 이미 유실된 얼음과 상승하는 바다의 위협에 직면한 사람들은 해수면 상승에 대한 위협의 커지는 상황에서, 최악의 가능성 중 일부를 막을 수 있을 정도의 온실 가스 배출을 과감하게 줄이기 시작할 수 있다.
아니면 세계는 지구를 더 뜨거워지도록 두고 재난을 향한 길을 계속 갈 수 있다. 전세계 수십억 명의 사람들의 미래는 얇은 얼음 위에 달려있다.
