그린란드 빙상, 더 빨리 녹아내리는 이유 찾았다 (연구)

그린란드 중부 빙상의 융해가 맨틀과 핵의 경계에서 뜨거운 맨틀이 상승해 암석 하부까지 도달하는 현상인 ‘맨틀 플룸’의 지열 활동으로 빨라지고 있다는 연구 결과가 나왔다.

일본 도호쿠대 연구진은 그린란드 하부에 있어 이른바 ‘그린란드 플룸’으로 불리는 맨틀 플룸의 범위와 분포를 분석했다.

연구진은 지표면 아래의 구조를 3D 이미지로 만들기 위해 그린란드 하부의 지각과 맨틀을 통과하는 지진파 경로를 측정했다. 이는 음파가 차갑고 딱딱하며 밀도 높은 물질에서 더 쉽고 빠르게 전달되지만 뜨거운 바위처럼 따뜻한 물질에서 더 느리게 전달되는 원리를 이용한 것으로, 병원 CT 촬영과 유사한 방식으로 작동한다.

지진 측정은 이른바 ‘그린란드 빙상 감시망’으로 불리는 지진 기록소들이 수집한 자료를 분석하는 방식으로 이뤄졌다.

이를 통해 연구진은 그린란드 플룸이 맨틀과 핵의 경계에서 천이층(MTZ)까지 상승해 있다고 판단했다. 천이층은 맨틀의 중층에서 깊이 약 400~900㎞의 부분으로, 맨틀 내 지진과 속도는 이 층에서 급격히 증가한다. 상부 맨틀과 마찬가지로 주로 감람암으로 이뤄져 있는 화학 조성은 거의 변함이 없지만, 고압에서 밀도가 큰 결정 구조로 변한 것으로 여겨진다.

그린란드가 속한 북대서양 지역에서는 지열 활동이 활발하다. 인근 아이슬란드와 노르웨이령 얀마옌섬에도 각각 맨틀 플룸을 지닌 활화산이 존재한다. 북극해 노르웨이령 스발바르 제도에서도 지열 활동이 활발하게 이뤄지고 있다.

그런데 이번 연구로 그린란드 플룸은 아이슬란드와 안마옌섬 그리고 스발바르 제도의 지열 활동에도 영향을 주는 두 개의 플룸 지류를 가진 것으로 나타났다.

이에 대해 연구 주저자인 도요쿠니 겐티 교수는 “그린란드 플룸에 관한 지식은 이런 지역에서의 화산 활동에 관한 우리의 이해를 높일 것”이라면서 “그린란드 빙상의 융혜에 따른 전 세계 해수면 상승이라는 문제가 있는 쟁점을 해결하는데도 빛을 발할 것”이라고 설명했다.

자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘지구물리학 연구저널: 고체 지구’(Journal of Geophysical Research: Solid Earth) 최신호에 실렸다.

윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr