[사이언스 포럼]해저퇴적물에서 북극의 현재와 미래를 읽다

남승일 극지연구소 책임연구원

전 세계에서 가장 큰 공통의 관심사는 지구온난화와 기후변화 문제다. 지구온난화에 가장 민감한 곳이 바로 북극이다. 1979년 위성으로 해빙관측이 시작된 이후 최근까지 약 50%까지 면적이 감소했다. 또한 일년생 얼음이 녹지 않고 계속해서 결빙돼 형성되는 다년빙이 빠르게 줄어들고 있고 얼음 두께도 급격히 얇아지고 있다. 두껍게 언 다년빙이 수십만 년 동안 북극해를 혹한의 환경으로 유지해 주는 중요한 역할을 해왔다. 두꺼운 해빙으로 덮인 북극은 지구의 냉장고 역할을 한다. 얼음으로 덮여 있는 차가운 북극해가 유지돼야 전 지구적으로 연결돼 있는 해류순환을 정상적으로 움직이게 해 지구의 기후를 균형 있게 유지시킬 수 있다. 따라서 북극해를 지구의 심장이라 부르는 이유다.

그런 심장에 지금 문제가 생기고 있다. 우리 몸에서 심장에 이상이 오면 그 어떤 병보다도 위급하고 촌각을 다투는 위급상황이 발생하는 것과 같다. 그렇다면 지구의 심장인 북극해 해빙이 지속적으로 감소하면 지구의 기후에는 어떠한 영향을 미칠 것인지 그리고 우리나라에도 얼마나 영향을 줄 것인지 관심을 갖고 지속적인 관측과 탐사연구가 필요하다.

그러나 다른 한편으론 해빙 면적이 급속하게 감소하면서 북극항로를 미래의 신해양 실크로드로 이용할 수 있다는 장밋빛 청사진이 쏟아져 나오고 있다. 과거에는 대부분 해역이 단단하게 결빙돼 있어 접근이 불가능했으나 이제 얼음이 녹으면서 북위 80도 이남 해역에서 쇄빙선을 이용한 탐사가 가능해졌다. 북극연안국을 중심으로 자원개발을 위한 해저탐사에 대한 관심이 높아지고 있다. 우리나라는 서북극해와 지리적으로 가까운 위치에 있다. 미래의 북극항로 이용과 자원탐사에 대한 관심이 높아지는 이유인 것이다. 그러나 북극해가 해빙되면서 향후 우리가 누릴 수 있는 경제적 관심과 이득에 앞서 과연 우리는 북극을 얼마나 알고 이해하고 있는지 생각해 볼 필요가 있다.

8월25일부터 보름 동안 우리나라 최초의 쇄빙선 아라온호를 이끌고 서북극해에서 해저지질 및 지구물리 탐사를 수행했다. 우리나라에서 13명을 비롯한 독일, 미국, 프랑스, 일본, 캐나다 등 6개국에서 24명의 과학자가 탐사에 참여했다. 탐사의 목적은 해저퇴적물을 시추해 과거의 북극해 기후변화 기록을 찾는 데 있었다. 바다 밑에 쌓여 있는 해저퇴적물에는 과거 수천만 년 동안 북극해가 겪었던 기후변화 기록이 차곡차곡 잘 보존돼 있다. 현재보다 더 따뜻했을 때의 기억뿐 아니라 빙하기의 혹독했던 북극해 역사를 퇴적물에 남기는 것이다. 따라서 현재 진행되고 있는 지구온난화에 의한 북극해 해빙은 지속적으로 감소할 것인지 그로 인해 환경은 어떻게 변할 것인지 미래 예측을 위한 자료를 획득할 수 있는 곳이 해저에 쌓인 퇴적층이다.

특히 이번 탐사의 가장 큰 목적은 과거에 북극해에서 수십만 년 동안 빙하기-간빙기에 일어났던 정확한 기후변화가 잘 기록돼 있는 퇴적물을 해저에서 시추하는 것이었다. 아라온호에 장착돼 있는 롱코어 시스템을 이용해 처음으로 약 14m의 퇴적층 시추에 성공했다. 독일이 자랑하는 쇄빙선인 폴라스턴호를 이용해서 지금까지 지난 30년간 시추한 최대 퇴적물 길이가 9m를 넘지 않으니 탐사에서 얻은 성과가 얼마나 대단한지 알 수 있다. 독일 알프레드 베게너 극지해양연구소에서 임차해 아라온호에 장착한 분석 장비를 이용해 퇴적물의 물성을 분석했다.

그 결과 약 80만년 전 이후 북극해에서 일어난 빙하기와 간빙기 역사의 기록이 확인됐다. 해당 코어를 선상에서 절개해 지난 80만년 빙하기와 간빙기를 거치면서 일어났던 북극해의 기후변화 역사가 매우 뚜렷하고 자세히 기록돼 있었다. 그 속에는 지금보다 더 온난했던 최대 간빙기의 기록뿐 아니라 지난 80만년 동안 확인이 어려웠던 대규모 빙하기의 기록이 상세히 간직돼 있었다. 지구온난화뿐 아니라 미래의 기후변화 예측을 위한 중요한 자료이다. 퇴적물에 기록된 과거의 기록을 복원해 현재와 미래에 진행될 기후변화를 읽을 수 있는 것이다.

남승일 극지연구소 책임연구원