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- 따뜻한 물의 유입으로 인해 더 많은 빙산이 쪼개지고 북대서양의 역류가 약화
- 20년 만에 소 빙하기 냉각 시작

"소 빙하기"가 따뜻한 파도를 일으켰다.
북대서양으로 뜨거운 물의 유입은 순환 펌프를 늦추고 빙산을 남쪽으로 몰았다.

역설적 기후 효과:  
1400년경에 시작된 "소 빙하기"는 기후학자들이 밝혀낸 바와 같이 북대서양의 비정상적인 열 해일에 의해 촉발되었을 수 있다. 따뜻한 물의 유입으로 인해 더 많은 빙산이 쪼개지고 북대서양의 역류가 약화됐다. 이것은 단 20년 만에 소빙하기의 냉각을 시작했다고 "Science Advances" 저널에 과학자들이 보고했다.  

▲ 1608년경에 그린 이 겨울 풍경은 수세기 동안 비정상적으로 시원한 기후의 기간인 "소 빙하기"의 한가운데에 그려졌다. 이것은 무엇을 촉발 시켰을까? © Hendrick Avercamp

1400년경에 유럽과 북미에서 비정상적으로 추운 기후 단계가 시작됐다.
이 기간 발트해와 많은 강이 여러 번 얼었고, 알파인 빙하가 계곡으로 진출했으며 여름에는 시원하고 비가 많이 왔다. 그 결과는 많은 곳에서 농작물 실패, 기근 그리고 전염병이었다. 그러나 이러한 냉각을 촉발한 원인은 여전히 ​​논쟁의 여지가 있다. 논의된 원인들은 태양 활동, 화산 폭발 증가, 해류 또는 식물의 변화 등이다.

북대서양에서 단서 찾기

최근 600년 전 비정상적인 냉각의 원인에 대한 새로운 증거가 있다.
연구를 위해 매사추세츠 대학의 Francois Lapointe와 Raymond Bradley는 북대서양과 북극의 중대한 변화를 나타내는 여러 단서를 조사했다.
“이 기간 남쪽으로 해빙이 증가했다는 증거가 있으며, 이로 인해 북대서양이 냉각됐다”고 그들은 설명했다.

그러나 왜 그렇게 많은 빙산이 빙하와 해빙 표면에서 갈라져 남쪽으로 흘러갔는지는 불분명했다. 이것이 라퐁테(Lapointe)와 (Bradley)가 북대서양의 다른 지역에서 나온 퇴적 드릴 코어와 기후 모델을 사용하여 이 빙하 해일이 일어나기 전에 일어난 일과 그 결과를 재구성한 이유다.

▲ 대서양이 북유럽해로 침입하여 갑자기 촉발된 소빙하기 © RCraig09/CC-by-sa 4.0

열 서지 및 강한 순환 전류

평가 결과 다음과 같이 밝혀졌다.
소빙하기 시대가 오기 전에 극북 지역에는 비정상적으로 따뜻했던 기간이 있었다.
드릴 코어의 미세화석은 해수 온도가 그린란드의 남쪽과 서쪽뿐만 아니라 스발바르 주변에서도 크게 상승했음을 보여준다. 이것은 1380년경에 정점에 도달한 비정상적으로 강한 따뜻한 물의 유입으로 인해 발생했다. Lapointe는 "이전에는 아무도 이 피크를 인식하지 못했다"고 말했다.

이러한 열 유입의 원동력은 두 가지 요인의 조합일 수 있다.
연간 데이터는 그 당시에 태양 활동이 증가하여 대규모 공기 순환에 영향을 미치고 고압 지역을 그린란드와 극북으로 이끌었음을 나타낸다. 또한 북대서양 순환 해류(AMOC)의 특히 활동적인 단계가 있었다. 즉, 대서양의 걸프 스트림 및 기타 해류를 구동하는 "펌프"다.

연구원들이 발견한 바와 같이 북대서양의 온난화와 동시에 미국 동부 해안과 남대서양의 냉각이 있었고 열대 지방의 강우량이 증가했다. Lapointe와 Bradley는 "이것은 AMOC 영향 증가를 진단하는 것이다"고 말했다. 순환하는 해류가 강해지면 남쪽 지방의 따뜻한 물을 더 많이 끌어오기 때문이다. 이것은 북대서양에서 백업되어 거기에 따뜻함을 제공한다.

▲ 그림 1. AMOC SST 지문. 26°N에서 저주파 AMOC와 SST 사이의 다중 모델 평균 상관 관계 맵(12). 1에서 16까지의 별표는 그림에서 언급된 사이트의 위치를 나타. South Sawtooth Lake의 재구성된 AMV(1), 노르웨이 Vøring Plateau의 8월 온도(2), Eastern Fram Strait IRD(3), Western Fram 해협의 C. neoteresis를 기반으로 한 대서양 수역의 영향(4), East Greenland Strait N labradorica(5), 이매패류 껍데기의 δ18O에 기초한 북아이슬란드 선반 온도(6), 덴마크 해협의 IRD(7), RAPiD-35-COM δ18O T. quinqueloba(8), Disko Bugt의 대서양 종의 백분율( 9), ISOW의 RAPID-21-COM 분류 가능한 미사(10), 메인 만에서 이매패류 조개로부터 재건된 SST(11), Cariaco 분지의 티타늄(%)(12), Quelccaya 얼음 기록 δ18O(13), Huagapo seleothem δ18O(14), δ18O에서 유추된 보숨트위 호수 수위(15). 매년 해결되는 δD가 있는 James Ross Island 얼음 코어 기록이 표시다(16). (출처: 관련논문 Little Ice Age abruptly triggered by intrusion of Atlantic waters into the Nordic Seas)

극심한 유빙

그러나 이 따뜻한 국면은 갑자기 끝났다.
20년 후, 드릴 코어 데이터에서 밝혀진 바와 같이 북대서양의 기온이 떨어지고 순환하는 해류가 갑자기 약해졌다. 그 이유는 따뜻한 물의 유입 증가로 인해 지난 수십 년 동안 북극에 축적된 엄청난 얼음 덩어리가 발생했기 때문이다. 13세기에 몇 차례의 화산 폭발로 인해 강설량이 증가하고 빙하와 해빙 표면이 성장했기 때문이다.

14세기 말에 많은 양의 따뜻한 물이 북쪽으로 흘러 들어갈 때, 이것이 큰 해빙을 촉발했다.
연구원들은 "이 데이터는 1380년경에 일어난 극단적인 분만 사건을 나타내며, 이는 지난 천 년 동안 가장 극단적인 사건 중 하나였을 수 있다"고 보고했다. 그 결과 빙산이 비정상적으로 멀리 남쪽으로 이동하여 그곳의 기후를 냉각시키는 데 기여했다.

동시에, 녹은 물의 유입 증가는 북대서양의 역류 흐름이 진정되었음을 의미했다.
기후 변화로 인해 오늘날 관찰될 수 있는 것과 유사하게, 더 적은 수의 지표수가 깊은 곳으로 가라앉았고 "펌프"는 남쪽에서 덜 따뜻한 물을 빨아들였다. 이것은 또한 열을 유럽과 북미 동부 해안으로 운반하는 해류를 약화시켰다.

처음에는 너무 덥고 다음에는 너무 차가움

연구원들에 따르면, 소빙하기는 궁극적으로 그 직전의 열 이상 현상에 대한 일종의 반발이었다. 역설적이게도 조금 후에 기후를 바꾼 것은 북쪽으로의 열 유입이었다. 냉각이 시작되면 추가 요소와 피드백으로 인해 수백 년 동안 더 차갑게 유지됐다.

"특히, 태양 복사를 감소시킨 일련의 주요 화산 폭발은 이러한 지속적인 냉각을 유지하는 데 도움이 됐다"고 Lapointe와 Bradley는 기술했다.
(Science Advances, 2021; doi: 10.1126 / sciadv.abi8230)
출처: University of Massachusetts Amherst

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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