해빙 감소로 남극 빙하의 녹는 속도가 빨라질 수 있다

확장된 로스 환류는 따뜻한 물을 방출하고 바다의 '컨베이어 벨트'를 혼란에 빠뜨릴 것입니다. 지난 2월, 영국 남극 조사국의 해양 지구물리학자인 로버트 라터는 서남극 해안의 쇄빙선에서 갑판에 올라 놀라운 광경을 목격했습니다. 회색 바다가 눈으로 볼 수 있는 한 멀리 열려 있었습니다. 배가 부서질 만큼 얼음이 전혀 없었습니다. 다음날 위성 조사 결과 대륙 주변의 해빙이 사상 최저치를 기록하는 것으로 나타났습니다. 빠르게 줄어들고 있는 북극 해빙과는 달리, 남극 대륙을 둘러싸고 있는 해빙은 최근까지만 해도 기후 변화에 더 저항력이 있는 것처럼 보였습니다.

 

그러나 최근 여러 연구에 따르면 이제 장기적인 쇠퇴가 시작될 수 있으며, 예상치 못한 불길한 도미노 효과를 가져올 수 있다는 주장이 제기되었습니다. 실제로 해빙이 줄어들면 로스 환류라는 소용돌이 해류가 강화되어 따뜻한 물이 육지에 더 가까워지고 서 남극 빙상의 붕괴가 가속화될 수 있습니다. 이로 인해 전 세계 해수면이 3.3미터 상승할 만큼 충분한 물이 가두어집니다. 더 강한 환류로 인해 예상되는 더 따뜻한 물과 빙하가 녹는 것은 이미 열을 분배하고 대기에서 이산화탄소를 제거하는 해류의 중요한 '컨베이어 벨트'인 전 세계 해양 역전 순환의 일부가 느려지는 힌트를 보여줍니다.

 

이에 대해 라터는 "이것은 매우 암울한 예측이다"라고 말하며, "우리가 정말로 해빙 감소 추세에 있다면 나쁜 결과가 많이 있을 것이다"라고 우려를 드러냈습니다. 기후 모델은 남극 해빙의 궁극적인 감소를 예측하지만, 실제로 얼음 덮개는 10년 전까지 약간 확장되었습니다. 그러다가 2014년부터 2017년까지 얼음이 급속히 사라지기 시작했는데, 이를 본 나사의 고다드 우주 비행 센터의 기후학자인 클레어 파킨슨은 "북극이 30년 동안 잃어버린 것보다 더 많은 것을 3년 만에 잃어버린 것"이라고 말했습니다.

 

현재 얼음은 몇 년 동안 반등했다가 다시 하락세를 이어가며, 지난해와 올해 다시 최저치를 기록했습니다. 한국극지연구소의 해빙 연구원인 클레어 에이르스는 "이러한 불규칙한 행동으로 인해 얼음의 장기적인 감소가 본격적으로 시작되었는지 여부를 알기가 어렵다"라고 말했으며, "지난 10년 동안 남극의 전체 해빙에는 상당한 변동이 있었다"라고 설명했습니다. 이어 "우리는 이것에 대한 이유를 아직 모른다"라며, "엘니뇨와 같은 단기적인 기후 변동과 남극해의 거친 바람의 변동이 아마도 중요한 역할을 하고 있다"라고 추측했습니다.

 

그러나 서남극 바다를 포함한 일부 지역에서는 이미 감소세가 뚜렷이 나타나고 있습니다. 해빙 아래 숨겨져 있는 이 바다에는 더 먼 북쪽에서 온 따뜻한 해류를 공급받아 너비가 1000km에 달하는 로스 환류가 회전합니다. 핵과학자회의 물리 해양학자인 펠리페 고메즈 발디비아와 그의 동료들은 감소하는 해빙이 환류에 어떤 영향을 미칠 수 있는지 알고 싶었습니다. 차세대 기후 모델인 영국 지구 시스템 모델을 사용하여 그들은 해빙이 얇아짐에 따라 새로 노출된 물에 대한 표면 바람의 힘이 환류를 강화하고 확장한다는 것을 발견했습니다.

 

최근에는 과학 학술지에 발표된 연구에 따르면, 더 큰 환류는 따뜻한 물을 서남극의 빙하에 더 가깝게 가져왔고 이 빙하는 빙붕처럼 바다로 쏟아져 나와 아래에서 녹기 쉽습니다. 발디비아는 "확장 후 30년 이내에 환류는 빙하 아래의 물을 1°C까지 데울 수 있다"라고 말합니다. 이는 얼음의 침식을 가속화하는 전례 없는 폭염입니다. 가장 놀라운 점은 온실가스 배출량이 감소하고 기후 온난화가 둔화되는 시나리오에서도 환형이 확대되었다는 것입니다. 모델에서 해빙이 감소하기 시작하자마자 팽창이 발생했습니다.

 

라터는 "인간이 이미 행한 일 때문에 이제 통제가 불가능해졌다"라고 말합니다. 영국 국립 해양학 센터의 물리 해양학자인 티아고 도토는 "비록 단일 모델 결과일 뿐이지만, 확장은 물리적으로 타당하다"라며, "서남극의 빙붕이 녹는 데 중요한 역할을 할 수 있다"라고 주장했습니다. 이는 확장이 이미 시작되었을 가능성이 높다는 것을 뜻하며, 몇 년 전의 연구에서는 강화된 환류가 지난 20년 동안 빙붕 아래 해역에서 기록된 0.3°C 온난화의 일부에 기여했을 수 있음을 보여주었습니다.

 

환류가 확장됨에 따라 녹는 빙하의 따뜻한 물과 담수도 빙붕에서 로스해 쪽으로 보내져 바닥수 형성이라는 과정을 방해할 수 있습니다. 로스해에서는 해빙이 지속적으로 형성되고 날아갑니다. 얼음에 의해 배출된 소금이 풍부하고 찬 바람에 노출되어 표층수는 심연으로 가라앉을 만큼 무거워집니다. 이 저층수 공장은 심해의 이산화탄소를 격리하는 동시에 세계 해양 유역 전체에 열과 영양분을 운반하는 대규모 흐름인 지구 역전 순환의 엔진 중 하나입니다.

 

작년에 발표된 연구에 따르면 깊은 곳으로 가라앉은 다음 표면으로 올라와 데이터를 전송하는 로봇식 딥 아르고 플로트 배열은 이러한 바닥수가 따뜻해지기 시작했다는 사실을 발견했습니다. 더욱이 2022년에 발표된 로스해의 63년 기록에 따르면 표면에 가까운 해역의 밀도가 꾸준히 낮아졌다는 사실이 밝혀졌습니다. 도토는 두 가지 효과 모두 저층수 공장의 불안정성과 순환 역전의 원인이 될 수 있다고 말합니다. 해양학자들은 역전 순환의 더 유명한 부분인 대서양에 대해 비슷한 우려를 갖고 있지만, 현대 관측에서는 아직 어떤 약화도 발견하지 못했습니다.

 

그러나 미국 국립해양대기청 산하 대서양 해양 기상연구소의 물리해양학자 이상기 씨는 남극해의 변화는 분명하다고 말했습니다. 최근 과학 학술지에 발표된 논문에 따르면, 이 씨와 그의 동료들은 역사적인 해양 측정으로 보정된 기후 모델을 사용하여 역전 순환의 하부가 1970년대 이후 최대 20%까지 약화되었음을 발견했습니다. 이 씨는 "갑자기 일어난 일이 아니다. 점차적으로 그렇게 됐다"라고 말했습니다.

 

해빙이 감소하고 환류가 확장됨에 따라 남극 바닥수 형성이 더욱 느려질 수 있습니다. 매사추세츠 공과대학의 물리 해양학자인 리 키안이 이끄는 그룹은 과학 학술지에 새로운 고해상도 해양 모델을 발표하여 2050년까지 역전 순환의 하부 셀이 40% 약화될 것이라고 예측했습니다. 이 씨는 "현재부터 녹는 물의 증가로 인해 인류의 연간 탄소 배출량의 거의 3분의 1을 흡수하여 기후 변화를 완화하는 바다의 능력도 약화되며, 용량도 줄어들 수 있다는 것을 의미한다"라고 말했습니다.