| 지구온난화가 심화하면서 북극곰의 위태로운 생존, 사라지는 북극의 얼음 등을 단골 소재로 북극이 기후위기의 지표로 자주 언급된다. 북극의 얼음이 사라지는 시점을 두고도 이런저런 혼란스러운 소식이 전해진다. 도대체 북극 얼음이 언제 다 녹는다는 것일까. 이런 궁금증에서 시작해 북극 얼음의 변화가 인간과 동물 그리고 지구에 어떤 영향을 미치는지, 되돌릴 수는 없는지 등 지구 극지방의 얼음과 지구온난화 사이의 상관관계 등을 6회에 걸쳐 시리즈로 준비했다. [기자말] |
남극대륙 북쪽에 위치한 핼리 만은 세계에서 두 번째로 큰 황제펭귄 번식지이다. 그러나 2016년부터 3년간 거의 모든 황제펭귄 새끼들이 살아남지 못했다. 황제펭귄이 번식하기 위해서는 번식주기인 4~12월에 안정적인 얼음이 필요하다. 그동안 깃털이 자라야 새끼 황제펭귄이 먹이활동을 하러 바다에 들어갈 수 있기 때문이다.[1]
하지만 중태평양 해수의 온도가 상승하는 엘니뇨가 발생하며 남극에 이례적인 폭풍이 찾아와 서식지인 육지와 이어진 바다 얼음을 깨버렸다. 아직 수영능력이 없는 새끼들이 대거 익사하여 황제펭귄은 번식에 실패했다. 현재 펭귄들의 서식 환경은 빠르게 변화하고 있으며 장기적으로 대체 번식지를 찾기도 어려운 상황이다.[2] [3] [4]
수천 년 안정적이었던 남극의 얼음이 부서지고, 얇아지고, 녹고 있다. 남극 대륙의 초기 연구는 극적으로 변화한 장소를 찾는 것을 목표로 할 정도로 이 지역 얼음의 흐름과 빙상의 고도가 잘 변하지 않았다. 하지만 상황이 변했다.[5]
[관련기사]
[지구온난화와 북극②] 기상학자들 "무섭다"... 머잖아 지도에서 사라질 나라들(http://omn.kr/20a8k)
[지구온난화와 북극①] 2050년 전에 '얼음 없는 북극' 현실화... 점점 빨라진다(http://omn.kr/208pe)
남극이 녹고 있다
빙하(glacier)는 육지 위로 천천히 흐르는 얼음과 눈의 축적물이다. 이 빙하가 육지에 자리를 잡고 5만㎢ 이상 확장되면 빙상(ice sheet)이라 불린다. 현재 지구에는 두 개의 빙상이 존재하는데, 그린란드와 남극 대륙을 덮고 있다. 두 곳에 얼음 형태로 존재하는 담수의 양은 지구 담수 총량의 68% 이상이다.
남극에 분포하는 빙상은 면적이 1390만㎢로[6] 대략 한반도의 약 60배에 해당한다.[7] 남극 빙상의 평균 두께는 1937m이고, 가장 두꺼운 곳은 약 4.9km이다. 남극을 덮은 얼음의 부피는 2692만㎦다. [8][9] 동남극 빙상의 높이는 대략 3~4km 정도이고, 서남극과 남극 반도 빙상은 이보다 낮은 편이어서 가장 높은 지역은 약 2.5km이다.[10] 만약 남극 빙상 전체가 녹는다면 전 세계 지구 해수면은 약 60m 상승할 것으로 예측된다.[11]
빙상이 녹거나 바다로 흘러 들어가서 얼음의 질량이 손실되는 만큼 눈이 쌓이면 빙상은 '균형' 상태에 놓여있다고 말한다.[12] 연구에 따르면 1979~2017년의 40년간 남극 빙상 질량은 균형을 이루지 못했다. 2009~2017년에 매년 2520억 톤만큼 남극 얼음이 손실됐다. 해가 갈수록 얼음 손실은 많아졌다. 매년 1979~1990년에 400억 톤, 1989~2000년 500억 톤, 1999~2009년 1660억 톤이 손실됐다.
남극 질량 손실에 가장 많이 기여한 지역은 서남극이다. 2009년-2017년 동안 서남극은 매년 전체 손실의 63%인 1590억 톤만큼 얼음 질량이 손실됐다. 이는 동남극과 남극 반도에서의 질량 손실보다 약 3~4배 더 크다. [13]
북극과 남극은 어떻게 다른가
북극과 남극 모두 극지방이지만, 지리적 차이로 북극이 남극보다 상대적으로 더 따뜻하다. 바다가 육지보다 더 천천히 따뜻해지고 더 천천히 냉각되기 때문이다. 남극은 얼음으로 뒤덮인 대륙인 반면 북극은 얼음이 떠 있는 바다이다.[14][15]
남극과 북극의 해류 흐름 또한 차이를 만들어냈다. 남극은 바람과 해류가 남극 대륙을 중심으로 원처럼 돌아 추위를 유지한다. 북극은 남쪽의 기후와 상호작용하며 영향을 주고받는다.[16] 이에 따라 북극은 겨울에 평균 영하 40℃이고, 여름에 평균 0℃까지 올라간다. 남극은 겨울에 평균 영하 60℃, 여름에는 평균 영하 28℃이다.[17]
바다에서 형성되고 녹는 얼음인 북극의 해빙은 녹아도 이론상으로 지구 해수면 상승에 직접적으로 기여하지 않지만[18] 남극 빙상의 용융은 해수면 상승에 직접 영향을 미친다. 남극 얼음의 용융은 2006~2015년에 매년 해수면이 0.43(±0.05)mm만큼 상승하는 데 기여했다. 그 속도는 과거에 비해 빨라졌다. 2006-2015년 남극 빙상의 질량 손실량은 1992-2001년의 3배였다.
기후 변화에 관한 정부간 협의체(IPCC)의 기후변화 시나리오는 온실가스가 현재 수준으로 유지된다면(RCP 8.5) 2100년까지 지구 평균 해수면이 0.84m 상승할 것으로 예상했다. 이때 남극 빙상의 상승 기여는 0.12m로 추산됐다. 이 시나리오도 확실한 것은 아니다. 남극 빙상의 용융 경로가 불안정해 상황에 따라 다른 변수와 결합해 지구 평균 해수면을 1m 이상으로 끌어올릴 수도 있기 때문이다.[19]
빠르게 녹고 있는 서남극 빙상
남극 대륙의 얼음 질량 손실은 주로 서남극 빙상에 의해서이다.[20] 2000년대 이후 서남극 빙상의 얼음 손실이 증가하면서, 남극 대륙 얼음 전체의 손실에 크게 영향을 미쳤다.[21] 주된 이유는 빙상의 끝단에서 바다 위로 길게 뻗은 빙붕(ice shelf)의 붕괴이다. 빙상이 녹는 것을 막아주는 빙붕이 서남극 지역에서 따듯한 해수와 접하면서 얇아지고 있다.[22]
빙붕은 빙상의 연장으로 해안에서 바다 위로 뻗어 있는 두꺼운 얼음판을 지칭한다. 빙붕의 두께는 약 50~600m이며 얼음이 해안에서 수십~수백 km까지 확장될 수 있다. 남극대륙에는 총 15개의 주요 빙붕이 있다.[23][24]
균형 상태의 빙붕은 이미 바다 위에 떠 있는 상태여서 용융 자체가 해수면 수위에 직접적인 영향을 미치지는 않지만[25] 기존 빙붕이 녹아 사라지면 그 자리를 새로운 빙붕이 채워 바다를 누르고 담수를 추가하여 해수면 상승을 일으킨다. 바닷물이 얼어 있는 북극의 얼음(해빙)과는 해수면에 미치는 영향이 다르다. 결국 빙붕의 붕괴는 대륙 빙하 얼음의 손실을 가속화하고, 해수면을 끌어올린다. 남극 대륙 빙하의 90%가 빙붕이란 부벽을 통해 지탱되고 있다.[26] 빙붕은 남극 대륙 빙하의 지지대인 셈이다.[27] <네이처>에 등재된 한 연구에 따르면 54개의 빙붕 중 20개의 빙붕이 얇아지고 있으며, 가장 광범위하고 빠르게 손실되고 있는 빙붕은 서남극에서 발견되었다. [28] 남극 질량 손실의 가장 큰 원인인 '스웨이츠 빙하'이다.
스웨이츠 빙하는 남극에서 빠른 속도로 붕괴되고 있어 '종말의 빙하'라고 불린다.[29] 이 빙하에서는 매년 500억 톤의 얼음이 녹고 있으며, 현재 전 세계 해수면 상승의 약 4%를 담당한다.[30] '스웨이츠 빙하'에서 지난 몇 년 남극의 다른 곳보다 더 많은 질량이 손실됐다.[31] 이 빙하가 완전히 붕괴하기까지 몇 세기가 걸리겠지만, 완전히 붕괴하는 날에는 전 세계 해수면의 65cm를 증가시킬 수 있다.[32]
남극 빙상의 질량 손실이 돌이킬 수 없는 경로에 진입했는지는 확실하지 않다.[33] 최근 남극의 초대형 빙하가 전례 없이 너무 빠른 속도로 녹고 있다는 사실은 영국 남극 조사국(British Antarctic Survey)의 새 연구 등을 통해 확인됐다. 육지에 무거운 빙하가 앉으면 지구의 표면을 밀어 내리다가, 빙하가 녹으면 땅이 반등하게 된다. 즉 남극의 얼음이 녹으면 지구 전체의 해수면은 높아지지만, 빙하가 자리한 남극 특정 지역의 해수면은 내려간다. 이러한 상대적 해수면의 변화를 통해 얼음에 의한 대규모 지각 변화를 알 수 있기 때문에 연구자들은 서남극 빙상의 상대적 해수면을 측정해 얼음 손실 속도를 파악했다.
연구 결과 서남극 빙상의 상대적 해수면은 지난 5500년 동안 꾸준히 비교적 안정적인 추세로 내려갔다. 그러나 오늘날 해수면 하강율이 지난 5500년의 평균적인 하강율의 거의 5배가 된다. 연구진은 이러한 차이가 스웨이츠를 포함한 서남극 빙상과 빙하의 얼음이 지난 5500년 동안 보지 못한 속도로 유실되기 때문이라고 분석했다. 나아가 지난 30년 동안 빙하가 손실하는 속도는 전례가 없는 일이라고 지적했다.[34] [35]
안정적이라 여겨졌던 동남극도 결국
서남극과 다르게 동남극은 얼음이 균형에 가깝거나 잠재적으로 증가하고 있는 것으로 여겨졌다.[36] 하지만 지난 3월, 서남극에 비해 안정적으로 보였던 동남극에서 약 1200㎢ 넓이의 빙붕이 무너졌다.[37] 동남극 일부 지역에서 기온이 높았던 것이 원인이었다. 남극 대륙 중심부보다 40°C 이상 높은 -12°C까지 기온이 치솟으며 빙붕이 붕괴했다.[38] 이 빙붕은 콘저(Conger)와 글렌저(Glenzer) 빙하에 인접한다.
AP는 "과학자들은 동남극에서 이렇게 갑작스럽게 빙붕이 무너진 적은 처음이라 우려스럽다고 말한다"고 보도했다. 이번 붕괴에서 중요한 것은 얼마만큼의 얼음이 손실됐는지가 아니었다. 비교적 안정적이라 여겨진 동남극의 빙붕 붕괴가 동남극의 얼음이 안정적이라는 가정에 의문을 품게 만들었다. 동남극 얼음의 변화에 대해서는 이제 막 논의가 시작된 참이어서 기후위기 및 해수면 상승에 어떤 영향을 미칠지를 단정하기 어렵다.
동남극 빙상은 남극 빙상 중 가장 크며 해수면을 52m 높일 만큼의 얼음이 저장되어 있고 [39] 서남극의 약 10배나 된다는 점이 우려를 깊게 한다.
남극 대륙 얼음의 질량이 미래에 어떤 균형을 이룰 수 있는지는 여전히 불확실하다.[40] 이러한 불확실성은 남극에서 IPCC의 예측보다 더 극단적인 시나리오가 전개될 가능성을 배제하지 못하게 한다. 전 세계 평균 해수면이 1m 상승하면 최대 1억8700만 명의 이재민이 발생한다. 바닷가를 중심으로 인류 문명의 상당 부분이 타격을 받을 것이기에 피해예상은 사실 큰 의미가 없다.[41] 황제펭귄의 번식 실패는 바다 표면의 현상이지만 인간이 마주할 재앙은 바다 자체의 차오름이다. 해수면 상승에 따라 우리가 실패할 목록이 너무 많아 하나씩 상상하는 게 엄두가 나지 않는다.
글: 안치용 ESG코리아 철학대표, 현경주·소진영·정민주 바람저널리스트, 이윤진 ESG연구소 연구위원
덧붙이는 글 | 참고
[1] https://seaworld.org/animals/all-about/penguins/hatching-and-care-of-young/ “2022년 8월 11일 확인”
[2] Rachel Cooper. (2019.04.25). “’Breading failure’ for thousands of emperor penguin chicks over last three years”. ClimateAction.
Daily Sabah with AP. (2019.04.25). “Thousans of emperor penguin chicks drowned in Antarctica due to global warming: study”. Daily Sabah.
[3] Rachel Cooper. (2019.04.25). “’Breading failure’ for thousands of emperor penguin chicks over last three years”. ClimateAction.
Daily Sabah with AP. (2019.04.25). “Thousans of emperor penguin chicks drowned in Antarctica due to global warming: study”. Daily Sabah.
[4] https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/gcb.15806
[5] The conversation, (2022.6.7), ‘Ice world: Antarctica’s riskiest glacier is under assault from below and losing its grip’
https://theconversation.com/ice-world-antarcticas-riskiest-glacier-is-under-assault-from-below-and-losing-its-grip-178828
[6] NSDIC, ‘What is a glacier?’
https://nsidc.org/learn/parts-cryosphere/glaciers
[7] 극지항해안전포털,
http://www.khoa.go.kr/polar/intr.antarcticClimate.do
[8] NSDIC, ‘What is a glacier?’
https://nsidc.org/learn/parts-cryosphere/glaciers
[9] Bedmap2: improved ice bed, surface and thickness datasets for Antarctica (2013)https://tc.copernicus.org/articles/7/375/2013/tc-7-375-2013.pdf
[10] NSDIC, ‘How do ice sheets form?’
https://nsidc.org/learn/parts-cryosphere/ice-sheets
[11] NSDIC, ‘What is a glacier?’
https://nsidc.org/learn/parts-cryosphere/glaciers
[12] NSDIC, ‘How do ice sheets form?’
https://nsidc.org/learn/parts-cryosphere/ice-sheets
[13] Eric Rignot 외, (2019), Four decades of Antarctic Ice Sheet mass balance from 1979–2017
https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.1812883116
[14] https://www.auroraexpeditions.com.au/blog/why-is-antarctica-colder-than-the-arctic/
[15] 하호경, 김백민 (2014) 극지과학자가 들려주는 기후변화 이야기, 44pg
[16] https://www.coolantarctica.com/Antarctica%20fact%20file/antarctica%20environment/antarctic_arctic_comparison.php
[17] https://climatekids.nasa.gov/polar-temperatures/
[18] WWF, ‘Why are glaciers and sea ice melting?’
https://www.worldwildlife.org/pages/why-are-glaciers-and-sea-ice-melting
[19] IPCC, (2019), The ocean and cryosphere in a changing climate : a special report of the Intergovernmental Panel on Climate Change
[20] Australia state of the envrionment,
https://soe.dcceew.gov.au/antarctica/environment/physical-environment
[21] Alex, (2018), Increased West Antarctic and unchanged East Antarctic ice discharge over the last 7 years
https://tc.copernicus.org/articles/12/521/2018/tc-12-521-2018.pdf
[22] Australia state of the envrionment,
https://soe.dcceew.gov.au/antarctica/environment/physical-environment
[23] https://www.climate.gov/news-features/features/antarctica-colder-arctic-it%E2%80%99s-still-losing-ice
[24] https://nsidc.org/learn/parts-cryosphere/ice-shelves
[25] IPCC, (2019), The ocean and cryosphere in a changing climate : a special report of the Intergovernmental Panel on Climate Change
[26] https://www-nature-com-ssl.openlink.khu.ac.kr/articles/nature10968
[27] IPCC, (2019), The ocean and cryosphere in a changing climate : a special report of the Intergovernmental Panel on Climate Change
[28] H. D. Pritchard, (2012) Antarctic ice-sheet loss driven by basal melting of ice shelves, Nature
https://www-nature-com-ssl.openlink.khu.ac.kr/articles/nature10968
[29] Earth.com, (2021.12.14), The Doomsday glacier is heading for dramatic change
https://www.earth.com/news/the-doomsday-glacier-is-heading-for-dramatic-change/
[30] International Thwaites glacier collaboration, Thwaites glacier Fact
https://thwaitesglacier.org/about/facts
[31] T.A. Scambos, (2017), How much, how fast?: A science review and outlook for research on the instability of Antarctica's Thwaites Glacier in the 21st century
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S092181811630491X?via%3Dihub
[32] International Thwaites glacier collaboration, Thwaites glacier Fact
https://thwaitesglacier.org/about/facts
[33] IPCC, (2022), SPECIAL REPORT: SPECIAL REPORT ON THE OCEAN AND CRYOSPHERE IN A CHANGING CLIMATE
https://www.ipcc.ch/srocc/chapter/chapter-3-2/
[34] Imperial College London (2022.06.09) Antarctic glaciers losing ice at fastest rate for 5,500 years, finds study
https://www.imperial.ac.uk/news/237154/antarctic-glaciers-losing-fastest-rate-5500/
[35] Scott Braddock, (2022), Relative sea-level data preclude major late Holocene ice-mass change in Pine Island Bay
https://www.nature.com/articles/s41561-022-00961-y
[36] Alex, (2018), Increased West Antarctic and unchanged East Antarctic ice discharge over the last 7 years
https://tc.copernicus.org/articles/12/521/2018/tc-12-521-2018.pdf
[37] CNN, (2022.03.25), Antarctic ice shelf nearly the size of Los Angeles collapsed as temperatures soared to 40 above normal
https://edition.cnn.com/2022/03/25/world/antarctic-conger-ice-shelf-collapse-climate/index.html
[38] Record de chaleur à la station Concordia, Antarctique : Plus de 40°C au-dessus des normales saisonnières !
https://www.oca.eu/fr/accueil-astep/3461-record-de-chaleur-a-concordia
[39] Australia state of the envrionment,
https://soe.dcceew.gov.au/antarctica/environment/physical-environment
[40] https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/2017GL072937
[41] https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/aac2f0/meta