북극 산불이 몰고 올 기후재앙‥영구동토층 해빙의 악순환

IBS 연구팀, 미래 영구동토층 해빙 영향 분석
지구온난화 가속화에 따른 영구동토층 해빙
"21세기 중후반 영구동토 지역 약 50%가 해빙"
"북극 산불 심화"

러시아 산림보호 기관의 전문가가 시베리아 지역에서 발생한 화재를 진압하던 중 지친 표정을 짓고 있다. . [이미지출처=로이터연합뉴스]

40도에 가까운 기온은 한반도만의 문제가 아니다. 영구 동토의 땅이었던 시베리아에서도 기온이 40도 가까이 치솟는 푹염이 수시로 발생하고 있다. 한때 영구동토층이었던 이곳에서는 해빙된 토양에서 메탄가스가 뿜어져 나오며, 산불이 수시로 발생하고 있다. 이런 사례가 빈번해지면 지구 온난화를 더욱 가속할 것이라는 경고가 나왔다.

기초과학연구원(IBS, 원장 노도영)은 25일 악셀 팀머만 기후물리 연구단장(부산대 석학교수) 연구팀이 지구온난화로 인한 캐나다와 시베리아의 영구동토층 해빙이 가속화되면서 북반구 극 지역의 산불이 더욱 증가하고 그 피해는 심화할 것이라는 전망을 제시했다고 밝혔다.

이번 연구는 영구동토층 해빙과 산불 증가의 관계를 명확히 보여주는 중요한 과학적 근거를 제시했다.

IBS 연구팀은 가장 포괄적인 지구 시스템 모델 중 하나인 복합 지구 시스템 모델(CESM, Community Earth System Model)을 영구동토층 및 산불 분석에 사용했다. 이 모델은 토양 수분, 영구동토층, 산불 과정을 통합적으로 결합한 최초의 모델이다.

연구단은 IBS 슈퍼컴퓨터 '알레프'를 이용해 기후 자료를 분석한 결과, 21세기 중후반까지 지구온난화의 가속화로 북극지대 영구동토층의 약 50%가 해빙될 것이라고 추정됐다. 영구동토층이 해빙되면 과잉된 토양 수분 배수의 빠른 증가와 토양 수분을 급격히 감소시킨다. 그 결과 여름철에는 기온이 더 높아지고 대기는 더욱 건조해진다. 이는 산불 발생 위험이 더욱 커진다는 것을 의미한다.

이번 연구는 특히 영구동토층의 해빙이 단순히 북극의 생태계 변화에 그치지 않고, 글로벌 기후 시스템에 미치는 영향이 크다는 힌트를 제공하고 있다.

악셀 팀머만 IBS 기후물리 연구단장은 “산불은 대기 중으로 이산화탄소, 블랙카본, 유기탄소를 방출하며, 이는 기후에 직접적인 영향을 미치는 것은 물론 북극의 영구동토층 해빙 과정에도 영향을 준다”며 “기후 모델에 산불로 인한 연소 생성물과 대기 간의 상호작용을 완전히 포함하는 추가 연구가 필요하다”고 설명했다.

김인원 IBS 연구위원은 “급격한 토양 수분과 대기의 변화는 산불을 심화시키며, 이는 불과 몇 년 안에 산불이 거의 발생하지 않던 지역에서도 강한 산불이 발생하는 결과로 이어질 수 있다”고 밝혔다. 김 연구원은 "인간 활동에 의한 대기 이산화탄소 농도의 증가는 식물의 광합성을 촉진해 고위도 지역의 식생을 증가시키며, 이는 산불의 연료 역할을 해 피해를 더욱 심화시킨다"고 설명했다.

이번 연구는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 게재됐다. IBS 연구팀은 앞으로 산불로 인한 배출물질이 기후 변화에 미치는 영향을 더욱 심도 있게 연구할 계획이다.