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- 콩고 강 어귀 해저 협곡에서 2020년 1월 14일에서 16일 사이에 발생
- 너비 최대 9km에, 협곡의 벽 높이가 1,1000m에 달해
- 진흙 흐름, 콩고 강어귀에서 남대서양의 깊은 바다까지 질주
- 산사태는 4,500m 깊이에서 멈췄고 길이는 1,130km
- 지구상 강의 연간 퇴적물의 1/3에 해당하는 양

세계에서 가장 긴 산사태 발견
2020년 초, 해저 퇴적물 산사태가 대서양으로 1,100km를 빠르게 이동했다.

지구 기록:
2020년 1월, 지구상에서 관찰된 가장 긴 산사태가 서아프리카 해안에서 발생했다.
콩고 강 입구에서 퇴적물의 흐름이 앞바다 협곡을 따라 깊은 바다로 흘러들어갔고 길이는 1,100km에 달했다. 눈사태, 용암류, 산사태 등 지구상의 다른 산사태는 지금까지 발생하지 않았다. 최대 26억 5000만 톤의 퇴적물이 포함된 해저 산사태로 앵커리지에서 센서가 찢어지고 해저 케이블이 끊어졌다. 

▲ 해저 콩고 캐년은 콩고 강어귀에서 심해까지 뻗어 있다. 지구상에서 가장 긴 산사태가 2020년 1월 이곳에서 발생했다. © NASA World Wind/ Mikenorton, CC-by-sa 3.0

산사태, 낙석, 용암류 또는 진흙과 눈사태의 경우:
지표면에 경사가 있는 곳이면 어디든지 산사태가 발생할 수 있다. 심지어 물 아래에서도 발생할 수 있다. 수중 산사태의 전형적인 유발 요인은 수중 화산의 분출, 쓰나미 또는 해저의 메탄 하이드레이트로부터의 가스 분출이다. 산사태는 수중 협곡에서도 발생할 수 있다. 협곡은 깊은 바다로 확장되는 대륙 경사면 깊숙이 절개된다.

▲ 수중 협곡의 산사태는 퇴적물을 심해로 운반하는 데 중요한 역할을 한다. © NOAA

콩고 강어귀 앞 해저 협곡

영국 더럼 대학교의 Peter Talling이 이끄는 연구팀은 이제 지구상에서 가장 긴 산사태를 우연히 발견했다. 해저 협곡의 퇴적물 이동에 대한 연구의 일환으로 2019년에 잠수함 콩고 협곡을 따라 몇 개의 측정 부표를 고정했기 때문이다. 이 해저 협곡은 콩고 입구에서 시작하여 남대서양의 심해까지 280km 확장된다. 어떤 곳에서는 너비가 최대 9km에, 협곡의 벽 높이가 1,1000m에 달한다.

이러한 운터제 협곡에서는 퇴적물이 반복적으로 방출돼 경사면을 따라 흘러내리는 것으로 오래전부터 알려져 왔다. 그러한 협곡의 끝 앞에 있는 거대한 퇴적 삼각주는 이러한 물질 수송의 증거다. Talling과 그의 팀은 "이러한 부유 흐름은 지구상의 유기 탄소를 결합하는 데 전 세계적으로 중요한 역할을 한다"라고 설명했다. 그들은 강에 의해 씻겨진 물질을 바다로 운반하여 심해저로 운반하기 때문이다.

▲ 해저 퇴적물 눈사태의 메커니즘: 첫째, 많은 작은 퇴적물 흐름이 해저 협곡의 상부를 채운다. 더 드문 대규모 산사태에서 이 축적된 덩어리는 경사면을 따라 깊은 바다로 질주한다. © Talling et al./ Nature Communications, CC-by 4.0

그러나 동시에 이러한 해저 눈사태는 예를 들어 해저 케이블을 손상시키거나 찢을 수 있는 파괴력을 발생시킬 수도 있다.

퇴적물 눈사태 눈물 해저 케이블

이것은 정확히 2020년 1월 14일에서 16일에 일어난 일이다.
1960년대 이후로 콩고를 따라 가장 격렬한 홍수가 촉발되어 특히 많은 양의 퇴적물이 콩고에서 바다로 휩쓸려 흘러 해저 산사태를 일으켰다. 엄청난 양의 퇴적물이 콩고 협곡을 따라 흘러내려 11개의 측정 부표가 계류장에서 모두 찢어지고 두 개의 해저 케이블이 끊어졌다. 그 결과 인터넷 연결이 심각하게 중단되고 아프리카 서해안 전체에서 남아프리카까지 느려졌다.

▲ 그림 6 콩고협곡 상층부의 두 부분을 따라 해저 고도의 변화와 국부적인 해저 침식 패턴 2019년 9월–10월 및 2020년 10월. (출처: 관련논문 Longest sediment flows yet measured show how major rivers connect efficiently to deep sea)

이 해저 미끄럼틀이 얼마나 거대한지는 연구원들이 바다에서 표류하는 센서 부표 9개를 발견했을 때에야 분명해졌다. Talling은 "이러한 축구공 크기의 센서를 찾을 가능성은 적었다. 해류에 의해 다른 방향으로 수백 킬로미터를 표류했기 때문이다"라고 Talling은 말했다. 하지만 민간 선박과 상선도 참여한 대규모 수색 작전 덕분에 팀은 부표와 그 소중한 데이터를 복구할 수 있었다.

세계에서 가장 긴 산사태

센서 데이터를 분석한 결과, 해저 퇴적물 눈사태가 초당 최대 8미터의 속도로 콩고 협곡을 질주한 것으로 나타났다. 진흙 흐름은 콩고 강어귀에서 남대서양의 깊은 바다까지 질주했다. 산태는 4,500m 깊이에서 멈췄고 길이는 1,130km였다. "이것은 지금까지 측정된 것 중 가장 긴 퇴적물 흐름이며, 파편, 눈 또는 용암의 지상 산사태 중 가장 긴 것이다"라고 지구과학자들은 설명한다.

이에 비해 육지에서 가장 오래 알려진 산사태는 미국 세인트헬렌산 화산 폭발 이후 발생했으며 2.8km에 달했다. 이전에 알려진 가장 긴 해저 눈사태는 1929년 북서 대서양에서 발생한 Great Banks Turbidity Event로, 퇴적물의 흐름이 Newfoundland Shelf에서 대륙 경사면 아래로 약 200km 떨어졌다. 2020년 1월 산사태는 또한 최대 26억 5천만 톤의 퇴적물을 깊은 곳으로 운반했다. 이는 연구원들이 설명하는 바와 같이 지구상의 모든 강의 연간 퇴적물 부하를 합친 것의 1/3에 해당한다.

▲ 그림 9. 하구에서 심해까지 탁도 펌프가 어떻게 작동하는지에 대한 일반화된 모델로, 흐름 타이밍과 빈도를 보여주고, 공간적 행동과 진화. 강 입구에서 심해까지 일반화된 해저 협곡 수로를 따른 개략도. 협곡을 채우는 수많은 소규모 탁도 흐름(파란색). 훨씬 더 드물고 강력하며 더 긴 런아웃 탁도 전류는 침전물 충전물을 침식한다. 더 작은 흐름에서 캐년을 플러시합니다(빨간색). B 및 C 시계열(수직축)은 일련의 더 작은 협곡 채우기 흐름(파란색) 및 콩고 시스템에 대한 이 연구를 기반으로 한 더 큰 협곡 플러싱 흐름(빨간색). 파트 B는 ~3년 동안의 협곡 채우기 및 플러싱 흐름을 보여준다. 하천 범람과 조수 순환과 함께. Canyon-flushing 흐름은 주요 홍수 후 2주에서 5개월 후에 발생하며(그림 3) 봄 조수와 일치한다. (그림 4). 파트 C는 100년이 넘는 기간 동안 협곡에서 흘러내리는 물의 흐름이 20-50년마다 발생하는 주요 홍수와 관련되어 있음을 보여준다.

두 단계의 메가 슬라이드

"이러한 놀라운 데이터는 이처럼 크고 강력한 해류를 직접 측정한 최초의 자료다"라고 공동 저자인 Southampton에 있는 국립해양학센터(NOC)의 Mike Clare는 말했다. "이제 우리는 그러한 사건이 어떻게 촉발되는지와 해저의 기반 시설에 미치는 위험에 대해 더 잘 이해하고 있다." 이 연구는 강의 범람이 어떻게 그러한 해저 눈사태를 유발하는지 자세히 보여준다.

"많은 작은 진흙 유입은 처음에 협곡의 상부를 퇴적물로 채운다. 이러한 흐름은 약 3분의 1의 시간 동안 그곳에서 활성화된다"라고 연구원들은 보고했다. "훨씬 더 강하고 희귀한 대형 산사태는 협곡 바닥에서 이 퇴적물을 대량으로 운반한다." 해저 협곡 상부에 충분한 퇴적물이 축적되면 적당한 홍수의 추가 퇴적물 부하가 이러한 큰 산사태 퇴적물을 유발하기에 충분할 수 있다. "이 연구는 또한 강 범람이 심해에 직접적이고 신속한 영향을 미칠 수 있다는 가장 분명한 증거를 제공한다"라고 연구자들은 말했다.

미래의 해저 케이블에도 중요한 데이터

새로운 발견은 글로벌 커뮤니케이션에도 중요하다.
"오늘날 해저 케이블은 모든 글로벌 데이터의 99% 이상을 전송하므로 일상생활의 중추를 형성한다"라고 Talling과 그의 동료들은 설명한다. “일반적으로 케이블 경로는 해저 협곡을 피하기 위해 선택되지만 항상 가능한 것은 아니다. 그렇다면 핵심 요소는 해안에서 얼마나 멀리 떨어져 있어야 하는가이다.” 차례로 이것에 중요한 것은 잠재적으로 파괴적인 해저 슬라이드가 도달하는 거리다.

이러한 맥락에서 2020년 1월의 큰 슬라이드는 그러한 퇴적물 흐름이 일반적으로 가정되는 것보다 더 바다로 확장될 수 있음을 보여주었다. 데이터는 또한 협곡의 지형에서 잠재적으로 더 안전하고 보호된 지역이 있으며, 큰 미끄럼 동안에도 해저 케이블이 손상되지 않은 상태로 남아 있을 수 있다고 팀은 설명했다. 이는 향후 케이블 설치에 도움이 될 수 있다.
(nature communications, 2022, doi: 10.1038/s41467-022-31689-3)
출처: UK Research and Innovation

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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