[와우! 과학] 서울 면적 10배 크기 A68 빙산, 분리 원인 찾았다

4년여 전인 2017년 7월 남극에서 네번째로 규모가 큰 라르센C 빙붕에서 서울 10배 크기에 해당하는 면적 5800㎢의 A68 빙산이 분리된 원인은 얼음의 균열을 복구해주는 ‘아이스 멜랑주’(Ice mélange) 층이 얇아진 탓으로 나타났다.

미 캘리포니아대 어바인캠퍼스·미 항공우주국(NASA) 제트추진연구소(JPL)의 빙하학자로 이뤄진 공동연구진은 아이스 멜랑주 층이 빙붕 밑의 해수 순환은 물론 기후 변화라는 두 가지 영향 탓에 약해지고 있다는 사실을 알아냈다. 아이스 멜랑주는 빙하 말단부에서 바스러진 유빙의 일종으로 빙산과 눈의 혼합물을 말한다. 연구진은 이번 연구에서 라르센C 빙붕에 있는 균열 지역 11곳을 관찰하면서 세 가지 시나리오를 만들었다. 첫째는 빙붕 자체가 녹아 얇아진 경우, 그다음은 아이스 멜랑주 층이 얇아진 경우 그리고 나머지는 빙붕과 아이스 멜랑주 층 모두가 얇아진 경우다.

그 결과 일단 아이스 멜랑주 층이 얇아지면 균열은 76m에서 112m까지 확대하는 것으로 나타났다. 반면 빙붕과 아이스 멜랑주 층이 모두 얇아지면 균열은 확대하는 수준이 줄어들었다. 그리고 아이스 멜랑주 층이 빙붕의 균열을 복구하는 데 도움을 줬을 때 그 틈은 79m에서 22m로 줄어드는 것으로 확인됐다.

이에 대해 연구 주저자인 에릭 러로어 JPL 선임연구원은 “아이스 멜랑주 층의 두께가 10m에서 15m밖에 되지 않을 때 그것은 물과 비슷해 빙붕의 균열은 더 커지기 시작한다”면서 “세 가지 시나리오 조건의 차이는 물질의 성질이 서로 다르기 때문”이라고 설명했다.

남극에서는 겨울에 따뜻한 바닷물이 하부에서 아이스 멜랑주 층을 덮쳐 균열이 빙붕 전체로 확장하게 할 수 있다.

이 점에 대해 연구 공동저자인 에릭 리그놋 JPL 연구원은 “남극 반도의 빙산이 분리하는 사건이 증가한 배경에 있는 지배적인 이론은 표면의 용융 웅덩이에 있는 물이 빙붕의 갈라진 틈으로 스며들어 그 물이 다시 얼면서 팽창하는 수압 파쇄(hydrofracturing) 현상 탓”이라고 설명했다. 이어 “그렇지만 이 이론은 용융 웅덩이가 없던 겨울 남극의 A68 빙산이 라르센 빙붕에서 어떻게 분리됐는지는 설명하지 못한다”고 덧붙였다. 지난 2월 NASA의 인공위성 이미지는 A68 빙산이 개개의 파편으로 분해돼 남극 이북 바다를 떠다니는 모습을 보여줬다. 빙붕이 빙산이 떨어져 나오는 것을 막아주는 역할을 한다는 점을 고려하면 아이스 멜랑주 층의 약화는 해수면 상승을 가속화해 빙붕을 더욱더 불안정하게 만들 수 있다.

리그놋 연구원에 따르면, 빙붕의 커다란 균열을 복구하는 아이스 멜랑주 층이 얇아지는 현상의 또 다른 원인으로는 기후 변화가 꼽히고 있는데 이는 남극 빙붕의 빠른 후퇴를 유도할 수 있다.

이 점을 염두에 둬 우리는 극지 얼음의 소실에 의한 해수면 상승의 시기와 정도에 대해 예상보다 더 빠르고 큰 충격을 줄 가능성이 있다는 예측을 다시 생각할 필요가 있을지도 모른다고 리그놋 연구원은 덧붙였다.

연구진은 이번 관측에 NASA와 유럽의 인공위성 관측 자료뿐만 아니라 NASA의 항공 빙하 관측 프로젝트 ‘오퍼레이션 아이스브릿지’(OIB·Operation IceBridge), ‘빙상·해수면 모델’(ISSM)의 자료를 사용했다.

자세한 연구 성과는 미국 국립과학원회보(PNAS) 최신호에 실렸다.

윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr