[표지로 읽는 과학] 영구동토층 녹으면, 강둑 침식률 증가

네이처 제공

이번 주 국제학술지 ‘네이처’ 표지에는 강줄기가 변화해온 모습을 나타낸 이미지가 실렸다. 지난 1만년간 강의 이동 수준을 수치 시뮬레이션으로 표현한 그림이다. 

에밀리 C 게이먼 미국 캘리포니아공대 지질·행성과학과 연구원 연구팀은 새로운 계산 방법을 개발해 영구동토층이 강의 흐름에 미친 영향을 확인한 연구 결과를 9일 네이처에 발표했다. 

영구동토층은 토양 온도가 2년 이상 0℃ 이하를 유지하고 있는 층을 의미한다. 영구동토층이 강의 침식과 이동에 미치는 영향은 그동안 불분명했다. 강의 이동 속도를 늦추거나 가속화하는 상반된 결과가 관찰돼 그 영향력이 불확실했다. 

연구팀은 영구동토층이 미치는 영향을 보다 확실히 이해하기 위해 알래스카 코유쿡강을 중심으로 새 계산 방법을 적용했다. 위성 이미지 픽셀 길이의 10~20%에 해당하는 규모에서 강 유역의 침식을 살펴볼 수 있는 계산법을 적용하자 사람의 눈에 보이지 않는 규모의 변화가 관찰됐다. 

이를 통해 연구팀은 영구동토층이 있는 곳은 없는 곳보다 강둑 침식률이 47% 감소한다는 사실을 발견했다. 영구동토층이 해빙되면 강 이동률이 30~100% 증가한다는 점도 확인했다.  

영구동토층이 있으면 강둑 지반이 단단해지면서 침식이 덜 일어나는 것으로 추정된다. 강둑 침식률이 낮으면 주변 지역의 안정성이 높아지고 오염물질이 물로 녹아들 위험도 줄어든다. 강둑 주변 생태계를 보호하는 데도 도움이 된다. 

반면 기후 변화로 영구동토층이 녹아 침식률이 올라가게 되면 수질이 떨어지고 주변 생태계 및 지역의 안정성도 떨어지게 된다. 연구팀은 “북극에 있는 마을의 약 43%가 강 옆에 위치한다”며 “기후 변화로 인한 영구동토층 해빙은 인간의 생활권에 중대한 영향을 미칠 수 있을 것으로 보인다”고 말했다. 

영구동토층에는 대량의 메탄이 갇혀 있기 때문에 기후 변화로 영구동토층이 녹으면 메탄 방출로 기후 변화가 더욱 심화될 수 있다는 가설도 존재한다.

[문세영 기자 moon09@donga.com]