2100년까지 남극 빙붕 60% 붕괴…원인은 ‘수압 파쇄’ 탓 (연구)

지구의 기온이 계속해서 상승하면 남극 대륙을 둘러싼 거대한 얼음덩어리인 빙붕은 붕괴할 것이라고 과학자들이 경고하고 나섰다.

미국 컬럼비아대가 이끄는 한 국제 연구진은 인공위성 관측 자료와 인공지능(AI) 심층학습을 사용해 남극 대륙을 둘러싼 빙붕 표면의 균열을 지도화했다. 그러고 나서 이들은 이 관측 모델을 사용해 남극 빙붕의 약 60%가 수압 파쇄(hydrofracturing)라는 현상 탓에 붕괴 위험에 있다는 것을 예측해냈다.

이번 연구는 기후 변화의 영향으로 빙붕 표면의 균열이 융해수에 잠길 경우 남극 대륙과 이어져 바다에 떠 있는 약 90만6500㎢의 이들 얼음덩어리가 붕괴할 수 있다는 점을 시사한다.

이처럼 갑작스러운 얼음덩어리의 유실은 전 세계적으로 해수면 상승을 유발할 수 있는데 기존 연구들에서는 80년 뒤인 2100년까지 최대 0.9m 높일 수 있는 것으로 나타났다. 이런 해수면 상승은 저지대에 사는 수많은 사람에게 영향을 줄 수 있고 심지어 섬 전체가 물에 잠기게 할 수도 있다.

빙붕은 대개 좁은 만(灣)과 넓은 만에 주로 끼여 있어 얼음층이 측면에서부터 압축돼 대륙에서 밀려오는 빙하의 전진 속도를 늦춘다. 그런데 위성 영상을 관측한 결과, 남극의 빙붕들이 분열하고 있는 것으로 나타났다. 대부분 빙붕에는 압력 방향에서 수직으로 길게 수많은 균열이 생성됐다. 표면에 형성되는 균열은 깊이가 몇 m에서 몇십 m에 달하며 아래 쪽에 있는 균열은 몇십 m에서 몇백 m나 위쪽으로 생길 수 있다.

현재 대부분의 빙붕은 1년 내내 얼어붙어 있어 안정된 상태이지만, 이번 세기말까지 광범위한 지구 온난화가 일어날 수 있다고 이들 연구자는 예측한다. 이는 빙붕의 표면 균열 속으로 융해수를 밀어 넣어 액체 상태의 물이 균열을 키우는 수압 파쇄 현상을 일으켜 빙붕 전체가 순차적으로 빠르게 붕괴할 수 있다는 것이다.

연구에 참여한 영국 에든버러대의 마틴 웨어링 박사는 “모든 빙붕의 최대 60%가 이 과정에 취약한 상태”라면서 “이는 심각한 우려를 낳는 사항”이라고 설명했다.

기후 변화에 대처하는 주된 조치가 이뤄지지 않는 한 남극 빙붕 표면의 융해는 앞으로 크게 늘어날 것으로 예상된다. 그 원인인 수압파쇄가 이미 몇몇 지역에서 일어났기 때문이다. 최소 1만 년 동안 안정된 상태였던 라르센 빙붕의 일부는 1995년과 2002년 각각 단 며칠 만에 붕괴됐다. 이 중 두 번째 붕괴는 2008년과 2009년 윌킨스 빙붕이 부분적으로 붕괴된 데 이은 것이다. 전문가들은 이와 같은 붕괴의 주된 원인이 수압파쇄라는 데 동의했다.

라르센과 윌킨스 빙붕은 남극 대륙에서 가장 북쪽에 있는 얼음층 중 일부를 구성하고 있다. 따라서 기온이 상승해 계절적으로 얼음이 녹는 시기 동안 가정 먼저 영향을 받아왔다. 이에 대해 컬럼비아대 라몬트-도허티 지구연구소의 칭야오 라이 박사는 “그것은 단지 융해에 관한 것이 아니라 융해의 장소에 관한 것”이라고 말했다. 같은 연구소의 조너선 킹슬레이크 박사도 “이런 빙붕은 대기와 얼음 그리고 바다가 상호작용하는 취약한 부분”이라면서 “만일 빙붕의 균열이 융해수로 가득 차게 되면 그 후 붕괴가 매우 빨리 일어날 수 있고 해수면에 큰 영향을 미칠 수 있다”고 말했다.

하지만 현재 빙붕의 움직임을 정확하게 예측할 수는 없다고 이들 연구자는 말한다. 킹슬레이크 박사는 “얼마나 빨리 융해수가 생성하고 균열을 메울 수 있을지가 첫 번째 질문”이라면서 “최악의 시나리오는 세기말쯤 많은 지역이 바다에 잠기는 것이지만, 이런 예측은 사용한 모델과 인류가 앞으로 온실가스를 얼마나 감축하느냐에 따라 크게 달라진다”고 지적했다.

킹슬레이크 박사에 따르면, 두 번째 질문은 특정 지역이 수압 파쇄를 겪게 될 것인가 하는 것이고, 세 번째 질문은 그 과정이 폭주해 붕괴가 광범위하게 일어날 것인가 하는 것이다.

연구에 참여한 미국국립빙설자료센터(NSIDC)의 시어도어 스캠보스 박사는 “이 연구는 ‘이곳에서 녹아 넘치면 빙붕이 붕괴할 것 같다’고 말할 지역들을 잘 가리킨다”고 말했다. 이어 여름철에 그 해안을 따라 기온이 상승하면 해수면에 큰 영향을 미친다. 결국 모든 빙붕은 융해수로 덮일 수 있다”면서 “하지만 우리에겐 시간적 여유가 없고 커다란 문제들이 남아있다”고 덧붙였다.

자세한 연구 결과는 세계적 학술지 네이처(Nature) 최신호(8월 27일자)에 실렸다.

윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr