무분별한 지하수 개발, 해수면 상승 속도 2배 빨라졌다

서기원 서울대 지구과학교육과 교수 연구진
해수면 상승 속도 30년 만에 2배 빨라져
지구온난화와 함께 지하수 사용이 원인
지구 자전축 변화로 밝혀

태평양에 있는 섬나라인 투발루의 외무부 장관이 해수면 상승으로 인한 위험을 강조하기 위해 바다에서 연설하고 있다. 최근 연구에 따르면 해수면 상승은 지구온난화와 함께 과도한 지하수 사용이 원인으로 지목된다. /Courtesy Tuvalu Ministry of Justice/Facebook

해수면 상승의 원인이 지구온난화뿐 아니라 과도한 지하수 사용 때문이라는 연구 결과가 나왔다. 해수면 상승 속도가 지난 30년 전보다 2배 이상 빨라진 가운데 이를 막으려면 수자원의 효율적인 사용이 중요하다는 진단이다.

서기원 서울대 지구과학교육과 교수가 이끄는 연구진은 15일 “지구 자전축의 변화를 분석한 결과 지하수의 고갈이 해수면 상승에 큰 영향을 미친 것으로 나타났다”고 밝혔다.

과도한 화석연료 사용으로 진행된 지구온난화는 지구의 평균 기온을 빠르게 높이고 있다. 세계기상기구(WMO)에 따르면 지난해 지구 평균 기온은 산업화 이전보다 1.15도 높아졌고 이 추세를 유지하면 앞으로 5년 내로 3.5도 이상 더 오를 전망이다. 산업화 이전보다 1.5도 높아진다는 것이다. 이 수치는 195개국이 2015년 파리협약으로 정한 한계 기준점이다.

지구 온도가 빠르게 오르면서 해수면 상승 속도도 빨라지고 있다. 1990년대 해수면은 매년 2.1㎜씩 상승했지만 2020년 이후에는 매년 5㎜씩 상승하고 있다. 해수면 상승이 계속 빨라지면서 몰디브를 비롯한 섬나라는 수십년 안에 가라앉을 수 있다는 경고가 나오고 있다. 해수면 상승을 막기 위해서는 탄소 배출을 줄이는 것뿐 아니라 수자원의 효율적인 사용도 중요해질 전망이다.

서울대 연구진은 인간의 지하수 사용이 해수면 상승에 미친 영향을 파악하기 위해 지구의 자전축 변화를 분석했다. 지구는 마치 팽이처럼 빠른 속도로 자전하고 있는데, 지하수와 바닷물의 비율에 따라 자전축이 바뀌기도 한다. 이를 활용하면 지하수 사용에 따른 해수면 상승을 확인할 수 있다.

연구진은 ‘초장기선 전파간섭계(VLBI)’ 시스템을 이용해 지구의 자전축이 어떻게 변했는지 확인했다. VLBI는 지구에서 수십억광년 이상 떨어진 퀘이사의 신호를 여러 장소에서 측정해 상대적인 위치를 파악하는 시스템이다. 지구 자전축은 물론 지각 이동, 천문 관측에도 활용된다.

지구의 자전축 변화를 관측한 결과와 지구온난화로 인한 영향을 비교한 결과 큰 차이가 나타났다. 반면 지하수의 변화에 따른 효과를 함께 고려했을 때는 실제 관측값과 큰 차이가 없었다. 지구의 자전축과 해수면 상승이 지하수 사용에 영향을 받았았다는 의미다. 특히 1993년부터 2010년까지 뽑아 쓴 지하수는 2조1500억t(톤)에 달하는데, 이로 인해 지구 자전축은 약 80㎝가량 움직인 것으로 나타났다.

서 교수는 “지구의 자전축 변화를 증거로 지하수 고갈이 해수면을 높였다는 것을 증명한 연구”라며 “산업화 이후 지구의 변화를 이해하는 데 중요한 자료로 활용할 수 있을 것”이라고 말했다.

이번 연구 성과는 국제 학술지 ‘지구물리학 연구 레터스’에 이날 공개됐다.

참고자료

Geophysical Research Letter, DOI: https://doi.org/10.1029/2023GL103509

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