“누군가 뜨거운 수돗물 튼 것 같아”… 따뜻한 심해수, 남극을 녹이고 있다

거대한 열 덩어리 ‘극지방 심해수’
남극 대륙 향해 서서히 이동
빙하 장벽 역할 얼음판을 밑에서 녹여
빙하·빙상에 해수면 58m 높일 물 함유

상대적으로 따뜻한 극지방의 심해수 덩어리가 점차 규모를 키우면서 남극의 빙붕 아래로 이동하고 있다는 연구 결과가 나왔다. 이 따뜻한 물이 남극의 해안가를 따라 형성돼 있는 빙붕을 아래에서 녹이면, 장벽이 사라지면서 남극 내륙의 빙상과 빙하가 바다로 흘러가게 된다. 남극의 빙상과 빙하에는 전 세계 바다의 수위를 58m 높일 만큼의 물이 함유돼 있어 세계의 해수면 상승을 가속할 수 있다는 우려가 나온다.

빙하(Glacier)는 육지에서 눈이 쌓여 압축된 뒤 중력에 의해 천천히 이동하는 얼음층이며, 빙상(Ice Sheet)은 육지를 광범위하게 덮고 있는 가장 큰 형태의 빙하다. 빙붕(Ice Shelf)은 빙상이 바다로 흘러와 바다 위에 떠 있는 두꺼운 얼음 덩어리로, 빙하가 바다로 흘러내리는 것을 막는 역할을 한다.

해당 이미지는 기사의 이해를 돕기 위해 생성형 AI로 제작된 가상 연출 컷입니다. 마이크로소프트의 대화형 인공지능(AI) 코파일럿(Copilot) 생성 이미지

1일 사이언스데일리에 따르면 케임브리지 대학이 주도하고 캘리포니아 대학이 참여한 연구진은 연구선과 해양 기기가 수집한 장기 측정값을 분석했다. 수십년간의 선박 데이터와 부표 측정, 머신러닝을 결합했다. 그 결과 지난 20년 동안 남극 심해수로 알려진 비교적 따뜻한 물 덩어리가 확장하면서 서서히 남극 대륙 쪽으로 이동해 온 것을 밝혀냈다.

연구의 주 저자인 케임브리지 지구과학대학 조슈아 랜햄은 “이 따뜻한 물이 남극 빙붕 아래를 흐르면서 밑에서부터 얼음을 녹여 빙붕을 불안정하게 만들 수 있다는 점이 우려스럽다”고 말했다.

랜햄에 의하면, 심해의 열이 남극해를 가로질러 이동하는 것을 연구자들이 직접 관찰한 것은 이번이 처음이다. 그는 “이것은 지구 온난화로 인해 기후 모델에서 예측됐던 현상이었지만, 우리는 데이터에서 이를 본 적이 없었다”고 밝혔다.

지금까지 과학자들은 이 온난화 추세를 확인할 만한 충분한 연속적 데이터가 부족했다. 그동안 과학자들은 남극을 도는 남극해에 대한 연구는 선박 조사에 의존해 왔다. 이 조사들은 보통 10년에 한 번 정도 실시됐으며, 온도, 염분, 영양염 수준에 대한 상세한 스냅샷을 제공했다. 하지만 측정 간격 때문에 해양을 통한 열의 장기적 변화를 추적하기 어려웠다.

이와 달리 이번 연구팀은 이 선박 기록과 전 세계 자율 부표 네트워크의 데이터를 결합했다. 표류 기기인 아르고 플로트는 상층 바다의 상태를 지속적으로 측정하고 더 빈번한 관측을 제공하지만, 사용 기간은 짧았다. 연구팀은 머신러닝 기법을 사용해 플로트 데이터를 선박 측정에서 확인된 패턴과 결합했다. 이 접근법을 통해 지난 40년간 해양 상태를 월별 상세한 기록으로 재구성할 수 있었고, 따뜻한 해수의 꾸준한 이동을 발견할 수 있었다.

스크립스 해양학 연구소의 수석 저자 중 한 명인 사라 퍼키 교수는 “과거에는 빙상이 차가운 물로 보호돼 녹지 않았다. 지금은 해양 순환이 변한 것 같다. 마치 누군가가 뜨거운 물의 수도꼭지를 틀었고, 욕조가 점점 더 따뜻해지는 것 같다”고 말했다.

퍼키는 이러한 따뜻한 물의 확장이 과학자들이 온난화하는 세상에서 예상하는 바와 일치한다고 지적했다. 지구 온난화로 인한 초과 열의 90% 이상이 바다에 흡수되며, 남극해가 그 열의 상당 부분을 흡수한다.

이 같은 현상은 단순히 얼음이 녹는 문제로 끝나지 않는다. 케임브리지대 지구과학대학의 알리 마샤예크 교수는 “남극해는 전 지구 열과 탄소 저장 조절에 핵심적인 역할을 하므로, 이곳의 열 분포 변화는 전 지구 기후 시스템에 더 넓은 영향을 미친다”고 밝혔다.

극지방 근처에서는 매우 차갑고 밀도가 높은 물이 형성돼 깊은 바다로 가라앉는다. 이때 열, 탄소, 영양분을 아래로 끌어당겨 컨베이어 벨트라고도 불리는 전 지구적 해류 시스템을 구동하는 데 도움을 준다. 그런데 기온이 상승하고 빙하가 녹아 담수가 증가하면 이 시스템에 악영향을 주게 된다.

우상규 기자 skwoo@segye.com