기후변화, 바다가 조절한다
지구온난화로 극지방의 빙하가 급격하게 녹아내리면서 대서양의 해류 흐름이 중단된다. 해류 흐름의 변화는 세계 곳곳에 기상이변을 몰고 오고 뉴욕을 비롯한 미국 동부지역까지도 빙하로 뒤덮인다. 기후변화로 인한 대재앙을 다룬 영화 투모로우(The Day After Tomorrow, 2004)의 일부다.
지금까지 지구온난화는 대기에 초점이 맞춰져 있는 것이 사실이다. 지구온난화는 무엇보다도 인간 활동으로 대기 중에 온실가스인 이산화탄소가 늘어나고 결과적으로 지구 평균 기온이 상승하는 것을 말하기 때문이다. 하지만 시간을 조금 만 길게 보면 지구온난화에서 큰 역할을 하는 것은 바다다. 바다는 대기 중에 있는 열을 흡수하기도 하고 반대로 바다가 갖고 있던 열을 대기 중으로 방출하기도 한다. 또 대기 중에 있는 이산화탄소의 가장 큰 저장소가 바로 바다다. 바다가 많은 양의 이산화탄소를 흡수하고 또 바다가 갖고 있던 이산화탄소를 대기 중으로 방출하기도 한다.
실제로 태평양과 대서양, 인도양에는 표층과 심층으로 열과 염분을 수송하는 거대한 흐름이 존재한다. 이른 바 '해양 컨베이어 벨트(The ocean conveyor belt)'다(그림 참조).
해양 컨베이어 벨트가 멈추거나 흐름에 큰 변화가 생기면 어떤 일이 생길까? 영화 투모로우에서처럼 기후가 갑자기 변하면서 대재앙이 나타날 것인가? 실제로 지금부터 273만 년 전인 신생대에 영화 투모로우와 비슷한 과정으로 기후에 큰 변화가 나타났던 것으로 확인됐으며 최근 미국 럿거스 대학교(Rutgers University) 연구팀은 해양의 흐름이 대기만큼이나 기후변화를 조절하는 중요한 요소라는 연구 결과를 발표했다. 연구 논문은 유명 과학저널 사이언스에 속보(Science Express)로 실렸고 연구팀은 신생대 시기인 지금부터 250만 년 전부터 330만 년 전 사이에 바다 밑에 쌓인 유공충 잔해에서 산소동위원소의 비율을 측정하는 방법으로 대기 중 이산화탄소만이 아니라 해류의 흐름이 기후변화를 초래할 수 있다는 사실을 밝혀고 자연계에 존재하는 산소동위원소는 16O, 17O, 18O 등 3종류인데 산소동위원소의 비율( 18O/16O 또는 17O/16O)은 온도에 따라 변하기 때문에 유공충 잔해에서 산소동위원소의 비율을 산출하면 유공충이 살던 당시의 바닷물 온도를 추정할 수 있다.
산소동위원소의 비율이 지질시대의 온도계 역할을 하는 것이다. 연구팀이 유공충 잔해의 산소동위원소 비율을 측정한 이유며 연구결과 유공충 잔해에서 산출한 산소동위원소의 비율이 갑자기 크게 달라지는 시기 즉, 해양의 거대한 흐름에 큰 변화가 나타나는 시기가 273만 년 전 신생대 플리오세(Pliocene) 말기 지구 기온이 급격하게 떨어지면서 남극 대륙뿐 아니라 북반구 많은 지역도 빙하로 뒤덮이는 시기와 일치하는 것으로 나타났다. 지구 기온이 급격하게 떨어지면서 나타난 기후변화가 거대한 해양 흐름의 변화와 맞물려 나타났다는 것이다. 영화 투모로우에서처럼 해양 순환의 변화가 급격한 기후변화를 촉진한 경우가 신생대에 있었다는 것이다. 실제로 신생대 제3기 말 대기 중 이산화탄소 농도 변화를 자세히 보면 당시 기온 변화 경향과는 차이가 있다. 이 시기 급격한 기후변화는 대기보다도 오히려 해양 순환의 변화가 더 큰 역할을 했을 가능성이 있다는 것이다.
또한 당시 급증한 남극의 빙하와 해빙은 대서양과 태평양의 열과 염분 수송을 촉진한 것으로 연구팀은 주장한다. 남극의 빙하와 해빙이 바다표면에서 해양과 대기의 열 교환을 차단했을 뿐 아니라 염분약층(halocline, 해양에서 수심에 따라 염분농도가 급격하게 변하는 층)을 강하게 발달시켜 해양 순환을 강화시켰다는 것이다. 해양 순환이 강화되면서 신생대 온난화 시기였던 315만 년 전부터 275만 년 전까지 태평양 심층 수온보다 4도 정도나 높았던 대서양의 심층 수온이 시간이 흐를수록 떨어져 상대적으로 차가웠던 태평양의 심층 수온과 비슷해졌는데 이 때문에 북반구 빙하 면적 역시 늘어나게 됐다고 연구팀은 주장하며 특히 신생대 플리오세 말기에 대서양과 태평양 사이에 열과 염분 수송이 활발하게 일어난 것은 해양에는 이때부터 대규모 흐름이 있었다는 것을 입증하는 것이라고 주장했다. 해양 컨베이어 벨트는 최근에 알려진 것이지만 사실은 273만 년 전인 신생대에 이미 형성됐다는 뜻이다.
연구팀은 300만 년 전 기온이 현재보다 2~3도 높았던 신생대 온난화 시기나 온난화 시기 이후 나타난 빙하기, 그리고 빙하기 이후 현재의 지구 기온으로 기후가 변한 것도 해양 순환의 영향이 있었기 때문인 것으로 보고 있다. 이번 연구는 특히 앞으로 기후변화를 제대로 예측하기 위해서는 대기 중 온실가스만을 고려하는 것이 아니라 해양의 열 함량과 해양 순환의 변화까지도 제대로 살펴야 한다는 뜻이 된다.
영화 투모로우에서 기후학자 잭 홀 박사 역을 맡은 데니스 퀘이드(Dennis Quaid)는 극한 상황의 기후변화 재앙을 해쳐나가 무사히 아들 샘을 구해낸다. 거대한 재앙 속에서도 아들과의 작은 약속을 지키는 가족애를 보여준 아버지이자 영웅이다. 지구는 현재 온난화로부터 인류를 구할 잭 홀 박사를 기다리고 있을지 모른다.
<참고문헌>
* Woodard, C., Y. Rosental, K. Miller, J. Wright, B. Chiu and K. Lawrence, 2014: Antarctic role in Northern Hemisphere glaciation. Science, DOI: 10.1126/science.1255586
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※ 기후변화 재앙에 대한 것은 우리들이 만들어 놓은 결과이지만
그 결과를 풀어 갈 수 있는 것도 우리 사람들의 생각을 바꾸는
것으로 부터 시작이 되어야 할 것이다.
투모로우의 영화와 같은 결과를 지금 곧 우리에게 일어날 수
있는 다급한 상태이지만 사람들이 이말을 인정하지 않는다는
것을 우리는 알고 있지만 그래도 알려주고 싶은 마음에서 표현
하는 것이라 생각했으면한다.
세상은 투모로우와 같은상태가 돌아온다면 사람들은 어떻게
살아남을 수가 있을지???
빙하가 지금 급속도로 녹고 있다는 사실앞에 육지가 머잖아
바다물에 엄청나게 많이 잠기는 결과가 올 것인데...
육지에 사는 사람들이 얼마나 살아 남을지???
어쨋든 세상은 사람들이 망가뜨리는 결과일 뿐이다.
지구는 현재 온난화로부터 인류를 구할 잭 홀 박사를 기다리고
있다하는데 그럴분이 세상에 존재하지만 사람들 눈이 어두워
옆에 있어도 모르고 투정만 할 뿐이다.
참으로 안타까운 세상사람들이다.