<사진. 스발바르 제도 Kronebreen의 2014년 9월 사진
출처. KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』>

빙산분리와 기후에 대한 새로운 관점

극지방의 온도가 서서히 증가되는 것이 관찰됨에 따라, tidewater glacier(썰물 때 빙하가 바다로 떨어져 나와 만들어진 빙산)의 갑작스런 후퇴와 빙붕(ice shelf)의 갑작스런 붕괴를 설명하는 빙산분리(iceberg calving)에 대한 새로운 관점을 제시하는 연구결과가 Nature Geoscience지에 게재되었다.

핀란드-스웨덴-미국-중국 연구팀이 함께 진행한 본 연구결과와 이론적 기반은 미래 해수면의 높이를 예측하는 능력을 향상시키는데 도움을 줄 것으로 기대된다.

해수면 상승은 기후변화에 의한 가장 큰 위협 중 하나이다. 향후 100년 동안, 빙상(ice sheet) 및 빙하는 녹거나 빙산의 분리를 통해 해수면 상승의 주요한 원인 중 하나가 될 것이다. 분리된 빙산의 양은 컴퓨터 시뮬레이션으로 쉽게 예측될 수 없으며, 이는 빙산 분리가 빠르게 발생하고 비선형적인 변동성을 보이고 있기 때문이다. 빙산분리 시뮬레이션은 미래 기후변화를 예측하는데 해결해야 할 가장 큰 도전과제 중 하나로 남아있다.

본 연구에서 스발바르(Svalbard), 알래스카, 그린란드 및 남극의 현장자료와 이론 및 컴퓨터 시뮬레이션 자료를 통합하였다. 그 결과 분리된 빙하 및 빙상은, 기후 및 지리학적 조건의 변화에 반응하여 임계점 주위를 오르내리는 핵심적인 시스템 역할을 하는 것으로 나타났다.

관찰된 빙산 분리의 빈도는 1~ 1조 입방미터 범위의 우주적인 스케일링 법칙(universal scaling laws)으로 분포하였다. 즉, 분리 확율은 크든 작든 간에 특정한 패턴에 따른다는 것을 의미한다. 마치 지진과 관련된 구텐베르크-리히터 법칙(Gutenberg-Richter law)의 경우와 매우 유사하다고 핀란드 과학IT센터(IT Center for Science)의 Jan Astrom 박사는 밝혔다.

또한 조사한 것과, 수 백만 개의 개별 얼음 블럭으로 나눠지는 모델을 이용한 빙산 분리에 대한 컴퓨터 시뮬레이션 결과와 일치하였다. 균열은 얼음 블럭을 통해 갑자기 진행되어, 자기조직화 임계성(self-organised criticality)이라는 전통적인 이론에 의해 예측된 바와 유사한 형태로 빙산 분리를 촉발시킨다. 이 이론은 원래 아벨리안 모래쌓기 모형(Abelian sandpile model)이다.

즉, 빙산 분리는 환경에 매우 민감하다는 의미로, 약간의 기후변화는 분리가 거의 없는 상태와 완벽하게 전체 빙붕이 분리되는 것 간의 차이를 만들어낸다고 웁살라대학 Dorothee Vallot은 밝혔다. 빙산분리에 대한 이러한 새로운 관점은, 극지방의 온도가 서서히 올라감에 따라 빙붕의 갑작스런 붕괴 및 tidewater glacier의 갑작스런 후퇴 현상을 설명해 준다.

연구팀은 본 연구결과와 이론적 토대가 향후 해수면의 높이변화를 예측하는데 도움을 주게 될 것이라고 제안하였다.

■ KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 http://mirian.kisti.re.kr