The radical intervention that might save the “doomsday” glacier

빙하의 ‘종말’을 막기 위한 다양한 방법

남극에 있는 ‘스웨이츠 빙하(Thwaites Glacier)’는 전부 녹을 경우 지구에 재앙을 가져올 수 있다는 의미로 ‘지구 종말(doomsday)의’ 빙하라고도 불린다. 이 빙하가 녹는 속도를 늦추기 위해 과학자들은 거대한 모래언덕이나 커튼 같은 해저 구조물을 건설해 따뜻한 해수의 유입을 막는 등의 해결책을 모색하고 있다.

12월에 과학자들은 남극 서쪽에 120km 정도 길이로 뻗어 있는 플로리다 크기의 얼음덩어리인 ‘스웨이츠 빙하(Thwaites Glacier)’의 동쪽 빙붕에 거대한 균열이 형성되어 점점 커지고 있다고 보고했다.

보고에서 과학자들은 스웨이츠 빙하를 떠받치는 버팀목 역할을 하는 빙붕이 빠르면 5년 안에 붕괴될 가능성이 있다고 경고했다. 그런 일이 벌어질 경우 빙하가 계속해서 바다에 노출되면서 부서지고 붕괴하는 연쇄 반응이 발생할 수도 있다.

전부 녹게 되면 지구에 재앙을 가져오는 빙하라는 의미로 ‘지구 종말의’ 빙하라고도 불리는 스웨이츠 빙하가 완전히 녹으면 해수면이 60cm 정도 상승할 것으로 예측된다. 스웨이츠 빙하 국제공동연구 프로젝트(International Thwaites Glacier Collaboration)에 참여한 과학자들에 따르면, 스웨이츠 빙하와 함께 주변에 있는 빙하들까지 녹을 경우 해수면이 무려 3m 정도 상승할 가능성도 있다고 한다. 어느 쪽이든, 해안가에 위치한 도시들이 바다에 잠기면서 수천만 명의 생명이 위협받게 될 것이다.

이러한 상황에서 우리가 던져야 할 질문은 하나이다. ‘그런 상황이 일어나는 것을 막기 위해 우리가 할 수 있는 일이 있을까?’

핀란드 라플란드대학교의 북극센터(Arctic Centre) 소속 교수이자 빙하학자인 존 무어(John Moore)는 전 세계가 기후변화를 초래하고 바닷물을 따뜻하게 만드는 온실가스 배출을 즉시 중단한다고 하더라도 스웨이츠 빙하를 떠받치는 빙붕이 다시 두꺼워지고 회복되는 데는 아무런 도움도 되지 않을 것이라고 설명했다.

그러면서 그는 “빙하 붕괴를 막을 유일한 방법은 빙하를 ‘물리적으로’ 안정시키는 것”이라고 덧붙였다.

이를 위해서는 적극적 보호(active conservation), 급진적 적응(radical adaptation), 또는 빙하 지구공학(glacier geoengineering) 같은 말로 다양하게 설명할 수 있는 해결책들이 필요할 것이다.

무어를 비롯한 연구팀은 핵심적인 빙하를 보호하기 위해 개입할 수 있는 몇 가지 방법을 제시했다. 그러한 방법에는 극지방에서 거대 프로젝트를 진행하여 빙하를 지탱할 인공적인 버팀목을 건설하는 방법이나 현재 빙하를 지탱하고 있는 버팀목을 자연이 복원할 수 있게 도와줄 구조물을 설치하는 방법 등이 포함됐다. 이러한 방법의 저변에 존재하는 기본적인 생각은 문제의 근원을 해결하기 위해 공학적인 방식을 약간 적용하면 모든 해안 도시와 저지대 섬나라가 직면하게 될 재산피해와 침수 위험뿐만 아니라 그것들을 최소화하는 데 필요한 적응 프로젝트에 들어갈 비용도 크게 줄일 수 있다는 것이다.

연구자들은 어떤 방법이든 성공할 수만 있다면 중요한 빙하들을 앞으로 몇 세기 동안 보존할 수 있을 것이며, 그러면 탄소 배출을 줄이고 기후를 안정화할 시간을 벌 수 있을 것이라고 설명했다.

그러나 이들이 제시한 방법을 시행하려면 엄청난 물류 운송, 뛰어난 공학 기술, 법적인 문제, 재정적인 어려움 등 다양한 문제를 해결해야 한다. 문제를 해결한다고 해도 실제로 이들이 제시한 방법들이 얼마나 효과적일지도 아직 분명하지 않으며, 커다란 빙하들이 녹기 전까지 건설 작업을 마칠 수 있을 것인지도 알 수 없다.

따뜻해진 해수를 다른 곳으로 우회시키기

2018년에 발표된 논문들에서 무어와 프린스턴대학교의 마이클 볼로빅(Michael Wolovick)을 비롯한 과학자들은 대규모 토목 공사 프로젝트를 통해 스웨이츠 빙하 등 중요 빙하들을 보호할 가능성을 제시했다. 이들이 제시한 프로젝트 중에는 엄청난 양의 자재를 운반하여 중요 빙하 주변이나 아래에 작은 언덕이나 인공 섬을 건설하는 방법도 있었다. 그렇게 건설한 구조물들은 빙하와 빙붕을 떠받치고, 해저에서 아래쪽부터 빙하를 녹이고 있는 따뜻하고 밀도가 높은 해수층의 유입을 막는 역할을 할 것이다.

더 최근에는 이들 연구진과 브리티시컬럼비아대학교와 제휴한 연구팀이 기술을 조금 더 활용한 다양한 방법을 제안했다. 그중 하나는 바로 연구진이 ‘해저 고정 커튼(seabed anchored curtains)’이라고 부르는 구조물을 건설하는 것이다. 이 ‘커튼’은 토목섬유(geotextile) 물질을 이용해 물에 뜨게 만든 유연한 구조물로, 따뜻한 해수의 흐름을 막고 물의 방향을 바꾸는 역할을 한다.

연구팀은 이 프로젝트가 이전에 제안된 방법들보다 비용이 적게 들기를 바라고 있다. 또한 이 해저 커튼이 빙산이 붕괴하더라도 견딜 수 있고, 예상치 못한 부작용이 나타났을 때는 제거할 수 있기를 바란다. 연구팀은 이 구조물을 그린란드에 있는 세 개의 빙하 주변에 건설했을 때와 스웨이츠 빙하 및 스웨이츠 빙하 주변에 있는 파인 아일랜드(Pine Island) 빙하들 주변에 건설했을 때 벌어질 상황을 모델링했다.

Thwaites glacier in 2001
2001년 스웨이츠 빙하의 동쪽 빙붕 / LAUREN DAUPHIN/NASA EARTH OBSERVATORY
Thwaites' glacier in 2019
2019년 스웨이츠 빙하의 동쪽 빙붕 / LAUREN DAUPHIN/NASA EARTH OBSERVATORY

무어는 ‘해저 커튼’ 구조물이 따뜻한 해수의 방향을 바꿔서 빙하에 접근하지 못하게 한다면, 스웨이츠 빙하의 동쪽 빙붕이 두꺼워지면서 다시 빙하를 지탱하는 단단한 버팀목이 되기 시작할 것이라고 설명했다.

그는 이메일에서 “우리의 목표는 빙하의 상태를 20세기 초반의 모습으로 되돌리는 것이다. 당시에는 빙붕에 접근하는 따뜻한 바닷물의 양이 지금처럼 많지 않았다”고 말했다.

연구팀은 커튼 같은 구조물을 따뜻한 해수 대부분이 유입되는 주요 수로에 전략적으로 배치했을 때의 비용과 효과, 그리고 더 넓은 커튼 모양 구조물을 펼쳐서 전체적으로 설치했을 때의 비용과 효과를 비교 분석했다. 후자의 경우 대략 500억 달러의 비용이 들 것으로 예상되는데, 이는 큰 금액이지만 과거에 누군가가 제안했던 뉴욕시 주변을 둘러싸는 방파제 건설에 들어가는 비용의 절반도 되지 않는다.

연구팀은 다른 잠재적인 접근법들도 제시했다. 여기에는 빙하의 일부분에 빛을 반사하거나 단열할 수 있는 물질을 배치하는 것, 눈이 평소처럼 바다로 날아가지 않도록 울타리를 세우는 것, 빙하 아래 해저에 다양한 기술을 이용해 윤활유 역할을 하는 물을 제거해서 빙하의 움직임을 늦추는 것 등이 포함됐다.

효과가 있을까?

일부 과학자들은 이들의 아이디어를 비판했다. 2018년에 무어가 제시한 이러한 방법에 대해 일곱 명의 과학자들이 네이처(Nature)에 비판하는 아티클을 제출했다. 글에서 이들은 무어가 제시한 아이디어는 좋게 봐도 부분적인 해결책밖에 될 수 없다고 하면서, 어떤 경우에는 의도치 않게 빙하가 녹는 것을 가속하는 결과를 낳을 수도 있고, 문제의 근본적인 원인인 온실가스 배출을 줄이려는 노력으로부터 관심과 자원을 빼앗아갈 수도 있다고 주장했다.

이러한 주장을 펼친 글의 주 저자이자 콜로라도대학교 볼더 캠퍼스에 있는 국립 빙설자료센터(National Snow and Ice Data Center)의 과학자인 트와일라 문(Twila Moon)은 ‘해저 커튼’ 프로젝트가 구멍이 잔뜩 있는 정원 호스에서 구멍 두어 개만 막는 것과 비슷하다고 지적했다.

그나마도 효과가 있다면 그렇다는 말이다. 그녀는 이 방법이 효과가 있을지 확신할 수도 없으며, 남극으로 향하는 연구용 선박 한 척을 구하기도 어렵다는 사실을 생각해보면, 커튼 구조물 건설을 위해 자재를 옮기는 것부터 극도로 어려운 일일 것이라고도 설명했다.

그녀는 “문제의 근원을 해결하자는 말은 호스에 구멍이 났을 때 구멍 몇 개를 막는 게 아니라 호스를 잠그자는 의미이다. 우리는 그 방법을 안다”고 말하며, “우리는 기후변화에 대해서도 알고 있고, 그 원인도 알고 있다. 또 어떻게 탄소 배출을 줄여야 할지도 알고 있다”고 덧붙였다.

캘리포니아대학교 로스앤젤레스 법학대학원의 법학자 찰스 코베트(Charles Corbett)와 에드워드 파슨(Edward Parson)이 계간 생태학 법 저널(Ecology Law Quarterly)에 게재한 에세이에 언급한 바에 따르면, 해저 커튼 프로젝트에는 남극 대륙에 대한 지배 관계나 법과 관련한 장애물도 상당히 많을 것으로 보인다.

특히, 남극 대륙은 남극조약체제(Antarctic Treaty System)에 따라 여러 국가가 공동으로 지배하고 있으며, 29개 회원국 중 누구라도 해저 커튼 같은 해결 방안에 거부권을 행사할 수 있다. 또한 남극환경보호 의정서(Madrid Protocol)는 남극 대륙에서, 그리고 남극 대륙 주변에서 물리적이거나 환경적인 영향을 줄 수 있는 프로젝트를 포함해 특정 활동들을 엄격하게 제한한다.

코베트와 파슨은 이 프로젝트가 그러한 장애물들을 극복할 수 없을 것이며, 기후변화의 위협이 커지고 있는 상황에서 남극 대륙을 통치하는 방식에 변화가 필요하다는 사실을 드러낼 수도 있다고 강조했다. 그러나 그들은 “모든 상황을 종합해 볼 때, 어느 국가나 연합이 충분한 결의를 가지고 프로젝트를 추진할 수 있을지에 대해 의문이 든다”고 밝혔다.

시작

무어를 비롯한 과학자들은 이전 연구에서 향후 몇 세기 동안 ‘약간의 빙하류와 거대한 빙하들’이 거의 모든 해수면 상승의 원인이 될 것으로 예상되므로, 빙하가 녹는 것을 막는 계획을 약간이라도 성공한다면 상당한 효과를 가져올 수 있을 것이라고 강조했다.

그러나 무어는 자신들이 제안한 방법을 실행하려면 큰 문제에 봉착할 수 있음을 쉽게 인정하기도 했다. 따뜻한 해수의 흐름이 어떤 영향을 받을 것인지, 시간이 지나도 해저 커튼이 잘 버틸 것인지, 환경에 어떤 부작용이 발생할 것인지, 대중이 어떻게 반응할 것인지 면밀하게 평가하기 위해서는 훨씬 많은 연구가 진행되어야 한다. 그리고 남극 대륙 근처의 극도로 춥고 변화가 심한 환경 속에서 해저 커튼을 설치하려면 고성능 쇄빙선과 심해 석유 및 가스 플랫폼에 사용되는 수중 장비가 필요할 것이다.

무어는 현장 연구 제안을 하기 전에 그린란드 커뮤니티들과의 대화를 통해 그린란드 주민들의 생각을 계획에 반영하고자 한다. 그리고 그린란드나 알래스카처럼 비교적 작업하기 수월한 지역에서 소규모 테스트를 수행하려고 한다. 그는 이러한 소규모 테스트에서 얻은 교훈과 경험을 통해 남극처럼 더 힘든 지역에서 더 어려운 프로젝트를 진행할 수 있게 되기를 바라고 있다.

스웨이츠 빙하는 이 프로젝트를 수행하기에 가장 어려운 지역일 것이다. 연구자들은 대중의 지지를 얻고, 필요한 자금을 조달하고, 법이나 지배 구조 관련 문제를 해결하고, 프로젝트 수행에 필요한 기술을 쌓는 데 30년 정도의 시간이 소요될 것이라는 가정으로 연구를 수행해왔다.

그러나 이러한 시간 예측에는 분명한 문제가 있다. 가장 최근 연구에 따르면, 스웨이츠 빙하의 동쪽 빙붕은 10년이 지나기도 전에 녹아서 사라질 것으로 보이기 때문이다.

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