[과학을 읽다]얼음에 지구 미래 있다?

북극 해빙 변화에 따라 기후변화 커질 듯

▲북극의 해빙에 대한 최소, 최대 규모에 대한 데이터의 중요성이 커지고 있다.[사진제공=NASA]

[아시아경제 정종오 기자] '미래 지구의 운명은 얼음에 있다'고 말한다면 지나친 말일까요. 과장된 말은 아닙니다. 지금 시점에서 지구의 미래를 보여주는 적확한 표현 중 하나입니다. 얼음의 양이 얼마나 변화하느냐에 따라 기후변화가 뒤따릅니다.

북극의 해빙 규모가 갈수록 줄어들고 있는 것으로 나타났습니다. 여기에 1984년과 2016년 가을의 북극 해빙에 대한 미국 항공우주국(NASA)의 데이터를 보면 다년생 해빙도 감소한 것으로 조사됐습니다. 1984년에는 5년 이상 되는 다년생 해빙의 규모가 약 186만㎢에 이르렀는데 2016년에는 고작 11만㎢에 불과했습니다.

특히 북극과 남극의 얼음 변화는 초미의 관심사항입니다. 북극 해빙(海氷)의 양에 따라 우리나라에 미치는 기후 변화도 상당합니다. 북극의 해빙이 적으면 제트 기류가 남하해 우리나라에 큰 주위를 불러온다는 분석도 있습니다. 남극의 빙하가 녹으면 전 세계 해수면에 끼치는 영향은 상상을 초월합니다.

'얼음에 지구의 미래가 달렸다'고 표현하는 것은 이 같은 측면에서 신뢰성 있는 문장입니다. 미국 항공우주국(NASA)은 물론 많은 나라들이 북극과 남극의 얼음 변화를 알아보기 위해 관련 위성을 이용합니다. 나사는 인공위성뿐 아니라 항공기를 이용한 얼음 변화 데이터를 정기적으로 수집하고 있습니다.

◆지구의 미래는 얼음에 달렸다= 나사 입장에서는 남극보다는 북극의 해빙 변화가 더 큰 관심사항입니다. 북위 66도에 위치하고 있는 알래스카 주가 있고 북극의 변화는 대서양과도 밀접한 연관성이 있기 때문입니다. 북극의 해빙 변화로 이미 알래스카 몇몇 마을들은 이주를 결정했습니다. 해수면이 높아져 저지대 지역이 물에 잠기고 있고 그럴 가능성이 높아지고 있습니다.

나사는 북극의 해빙에 대해 "지구가 온난화의 과정을 겪으면서 수십 년 동안 해빙은 계속 줄어들고 있다"고 분석했습니다.

북극에도 계절이 있습니다. 당연히 온도가 올라가면 그만큼 해빙의 규모는 줄어듭니다. 반면 추운 겨울이 오면 다시 얼어붙어 해빙의 양은 증가합니다. 문제는 이 같은 '녹았다 얼었다'를 반복하는 과정에서 정확히 얼마만큼의 얼음이 줄어들고 있는 지를 가늠하는 데 있습니다. 가장 최소로 줄어드는 양과 가장 크게 확대되는 시기를 매년 분석해 정확한 통계자료를 작성하는 것이 중요하다는 것입니다.

나사는 최근 위성측정을 이용한 북극 해빙 예상 모델을 새롭게 선보였습니다. 이를 통해 연구자들은 보다 더 정확한 측정을 할 수 있습니다.

◆얼음이 지구온도를 지탱한다=해빙은 지구 온도를 지탱하는 중요한 역할을 합니다. 해빙의 규모에 따라 온난화에 대한 이해도를 높일 수 있습니다. 과학자들은 이를 위해 해빙의 최소 양을 예상할 수 있는 새로운 모델을 개발했습니다.

봄부터 가을까지 북극 해빙의 양이 얼마나 축소되느냐는 여러 관계자들에게 중요한 정보를 제공합니다. 특히 선박 회사에게는 없어서는 안 될 정보입니다. 여기에 해빙위에서 사냥을 하며 살아가는 원주민들에게도 유용한 데이터가 됩니다. 인류에게만 해당되는 사항은 아닙니다. 북극을 가로질러 해빙의 분포에 따라 이곳에서는 수많은 동물과 식물들이 생존하고 있습니다. 해빙의 변화는 이들에게도 절대적 영향력을 미칩니다.

▲캐나다 소속 쇄빙선이 2016년 9월 보퍼트 해를 운항하고 있다.[사진제공=NASA]

◆1979년부터 해빙을 관찰하다=나사 측은 1979년부터 위성을 이용한 북극 해빙을 관찰했습니다. 미래의 해빙 규모를 예측하는데 있어 유용한 방법 중 하나는 평균값을 내는데 있습니다. 이는 그 기간이 오래되면 더 정확한 값을 얻을 수 있습니다. 나사가 1979년부터 인공위성으로 해빙을 살펴온 이유도 여기에 있습니다. 그럼에도 불구하고 이 같은 평균값을 통한 예상치는 오류가 나오는 경우가 잦습니다. 어떤 해에는 예상했던 것보다 더 많고 혹은 더 적은 경우도 있었습니다.

또 다른 방법으로는 얼음이 녹는 시간이 됐을 때 해빙의 물리적 특징을 분석하는 방법입니다.

알렉 페티 나사 고더드우주비행센터 해방 연구전문 박사팀은 인공위성을 이용한 해빙 규모와 녹는 시점을 이용합니다. 이 시기는 해빙이 녹으면서 이른바 '열린 바다(Open Water)'가 북극 해에서 나타나는 시기를 말합니다.

알렉 페티 박사는 "시간이 지나면서 '열린 바다' 시점을 통해 측정한 결과 정확한 값을 얻을 수 있었다"며 "이 모델은 북극해와 주변 바다에서 해빙이 녹는 시점과 '열린 바다' 분포에 따른 실시간 계산에 따른 것"이라고 설명했습니다.

◆해빙의 정확한 규모를 파악한다=페티 박사팀은 이번 예상 모델이 정확한 지를 점검했습니다. 시간을 거슬러 올라 과거에 인공위성으로 측정된 값을 이 모델에 대입해 봤습니다.

페티 박사는 "이 같은 비교 분석을 통해 우리가 제시한 예측모델이 어떤 특정 해에 해빙에 일어났던 일을 보다 더 정확하게 이해하는 모델임을 파악했다"며 "이번 모델은 해빙이 가장 많고 적은 시기를 잡아내는데 좋은 모델"이라고 설명했습니다.

페티 박사는 전제도 깔았습니다. 그는 "절대적으로 우리 모델이 최적화된 것은 아니다"라며 "우리의 예측 모델은 해빙이 점점 확대되는 시기와 조금씩 줄어드는 시기에 대한 예상을 할 수 있다"고 강조했습니다. 그는 "이를 통해 특정 해에 해빙이 얼마만큼 존재할 것인지를 가능할 수 있을 것"이라고 말했습니다.

이번 페티 박사팀의 모델은 비단 북극 해에서만 해당되는 것은 아닙니다. 페티 박사 연구팀은 이 모델을 인근 보퍼트 해와 추크치 해에도 적용 가능할 것으로 보고 있습니다.

페티 박사는 "알래스카 주의 사냥하는 주민들에게 해빙은 매우 큰 영향을 끼친다"며 "해빙이 어느 정도 규모가 될지 미리 알 수 있다면 이들에게 큰 도움이 될 것"이라고 밝혔습니다.

◆해빙에 미치는 영향은 다양하다=알렉 페티 박사의 모델이 정확성 면에서 보다 좋은 조건을 제시하고 있는데 여전히 100% 절대적인 값은 아닙니다.

남승일 극지연구소 박사는 "북극 해빙의 경우 9월 중순에 가장 적었다가 3월 중순에 가장 큰 규모로 확장된다"며 "해빙이 녹고 어는 현상은 여러 가지 원인이 복합적으로 작용하기 때문에 정확히 예측한다는 것은 현실적으로 어렵다"고 말했습니다.

남 박사는 "최소, 최대 규모에 대한 정확한 수치에 대한 계산은 알 수 없는데 분명한 것은 북극 해빙이 감소하고 있다는 것은 부인할 수 없는 사실"이라고 말했습니다. 겨울이 와도 바다가 얼지 않고 얼더라도 그 두께가 얇아지고 있다는 지적입니다.

▲북극의 다년생 해빙(하얗게 그림자 진 부분)이 갈수록 줄어들고 있는 것으로 나타났다.[사진제공=NASA]

정종오 기자 ikokid@asiae.co.kr