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* 두께가 수백 미터인 빙붕만 얇아지면 균열은 문제없이 계속 치유될 것
* 빙붕이 안정적이고 두껍게 유지되지만 멜란지(혼합물)가 얇아지면 균열이 점점 더 빨리 넓어져
* 얼음 멜란지의 두께는 빙붕 아래의 해양 순환과 얼음 표면의 복사에 따라 달라져

혼합물(Melange)이 더 맞지 않을 때, 얇아지는 빙상이 빙붕의 균열 확산 촉진

남극의 빙붕이 파열되면 이 사진에서 볼 수 있듯이 이 균열은 얼음 덩어리, 눈의 잔해, 슬러시, 반 동결된 바닷물의 혼합물로 채워진다. 이 멜란지(Melange;혼합물)는 일반적으로 접착제와 같은 역할을 하며 틈이 다시 얼어붙을 때까지 부러진 가장자리를 함께 유지한다. 그러나 이 접착제는 큰 결빙의 경우 실패한다. 과학자들은 최근 그 이유를 명확히 알아냈다. 

▲ Larsen C-Schleis에 수백 미터 너비의 균열이 있다. 이러한 균열에 얼음 덩어리, 눈 및 얼어붙은 바닷물이 혼합돼 안정성에 중요한 역할을 할 수 있다. © Beck / NASA Operation IceBridge

극지방 빙붕에서 큰 빙산이 분리되는 것은 매우 정상적인 과정이다.
최근 몇 년 동안 이러한 일이 더 자주 발생했던 것 같다. Ronne Ice Shelf. 2020년, 캐나다의 마지막 온전한 빙붕이 북극에서 무너졌다.

얼음이 깨지는 이유는 무엇일까?

얼음의 균열은 꽤 자주 발생하고 대개 다시 복구되지만 일부 균열이 빙붕이 부서질 정도로 커지는 이유는 여전히 불분명하다. "대규모 분만-사건이 증가하는 배후에 대한 지배적인 이론은 수압파쇄(hydrofracturing)다. 얼음 위의 녹는 웅덩이가 얼음의 작은 균열을 통해 물을 스며들게 하고, 이 물이 얼면 팽창하여 얼음을 더 부수는 것이다"고 캘리포니아 대학교 어바인 캠퍼스의 Eric Rignot이 설명했다.

문제는 다음과 같다.
"이 이론은 녹은 물웅덩이가 없었을 때 가장 깊은 남극 겨울 한가운데에 A68 빙산이 Larsen C 빙붕에서 부서진 이유를 설명할 수 없다"고 Rignot은 말했다. 따라서 설명을 찾기 위해 Rignot와 그의 팀은 얼음 표면에서 아래쪽 가장자리까지 이어지는 Larsen C 빙붕의 11개 균열을 자세히 조사했다.

균열을 자세히 살펴 보다

데이터와 모델을 사용해 연구원들은 이러한 균열을 완전한 파열에 가장 취약하게 만드는 요인, 즉 빙붕 자체의 얇아짐, 균열 내 얼음 혼합물의 일관성 변화 또는 둘 다를 결정했다.
NASA 제트 추진 연구소의 Eric Larour는 "대부분 사람은 빙붕이 얇아지면 더 부서질 수 있고 더 쉽게 부서진다고 직관적으로 생각할 것이다“고 말했다.

▲ 그림 1. (A-F) 2017년 7월 27일 Sentinel-1 EW의 (A) 후방 산란 이미지가 있는 남극 반도 Larsen 빙붕 보라색); (B) Sentinel-1a 간섭계에서 A68 파열 팁의 시간 태그(파란색 삼각형) 위치가 있는 표면 표고의 색상으로 구분된 20-(빨간색), 40-(갈색) 및 100m(검정색) 등고선 수준 SAR; (C) 2013년과 2014년 TanDEM-X 디지털 고도 모델의 평균 해수면 위의 표면 고도(미터); (D) GIR 주변 확대; (E) 등고선 레벨은 5m 단위로 5m에서 80m까지 색상으로 구분됩니다. 및 (F) ERS-1/2 차동 SAR 간섭계에서 접지선 위치(빨간색)를 사용하여 느린(갈색)에서 빠른(파란색/빨간색)(63)으로 코딩된 로그 스케일 색상의 표면 속도(연간 미터) 64). (출처: 관련논문 Fig 1. Physical processes controlling the rifting of Larsen C Ice Shelf, Antarctica, prior to the calving of iceberg A68. PNAS)

그러나 이것은 사실이 아니다.
일반적으로 두께가 수백 미터인 빙붕만 얇아지면 균열은 문제없이 계속 치유될 것이다. 측정 데이터가 보여주듯이 평균적으로 얼음 가장자리의 분기가 79미터에서 22미터로 감소했다. 빙붕이 얇아지고 동시에 얼음 덩어리가 산재해 있는 균열의 진창 얼음이 더 얇아지면 균열 성장이 더 느려진다.

얇은 멜란지(Melange)가 균열 확장을 촉진

그러나 빙붕이 안정적이고 두껍게 유지되지만 멜란지(혼합물)가 얇아지면 균열이 점점 더 빨리 넓어진다. 이 모델에서 Larsen C 빙붕의 균열 성장률은 연간 76미터에서 112미터로 증가했다고 팀은 보고했다. 균열의 얼음 멜란지가 10~20미터 얇아지면 골절이 다시 활성화되고 더 큰 빙산 송아지가 촉발되기에 충분했다.

연구자들은 그 이유가 얼음 멜란지와 빙붕 사이의 상호 작용 때문이라고 생각한다.
얼음 덩어리, 눈 및 얼어붙은 바닷물의 혼합물의 두께가 너무 많이 떨어지면 이 반고체 충전물은 더 분산되지 않고 두꺼운 얼음의 장력을 보상할 수 없다. Rignot과 그의 팀은 "균열은 마치 물로만 채워진 것처럼 강하게 퍼진다"고 설명했다.

▲ (A 및 B) (A) 2008년 10월 26일 Operation IceBridge 레이저 고도계의 표면 고도(해발 미터) 대 (B) 2016년 11월 10일 Larsen C의 단층 구역에 걸쳐 주석 1, 2 및 2a 그림 1에서. (C) 킬로미터 단위의 거리(북쪽으로)에 대한 리프트 2a 근처의 시작점에서 얼음의 8-y 움직임에 대한 조정 후 고도 프로파일의 비교. 배경 레이더 이미지는 2008년 Envisat ASAR 및 2016년 Sentinel-1a SAR에서 가져온 것이다. (출처: 관련논문 Fig 4)

지금까지 기후 변화의 영향을 과소평가했다.

그들의 견해에 따르면 기후 변화가 빙붕의 안정성을 위험에 빠뜨릴 수 있는 또 다른 방법이 있다. "얼음 멜란지의 두께는 빙붕 아래의 해양 순환과 얼음 표면의 복사에 따라 달라진다"고 연구원들은 설명했다. 둘 다 이미 지구 온난화, 특히 서남극 연안의 영향을 받고 있다.

"우리의 분석은 이 기후 효과와 지금까지 거의 관심을 받지 못한 빙붕 안정성 사이의 연관성을 보여준다"고 Rignot가 보고했다. "얼음 멜란지가 얇아지는 것이 얼음의 분리를 설명할 수 있는 유일한 과정은 아니지만 우리가 관찰한 악화의 원인이 될 수 있다.“
(Proceedings of the National Academy of Sciences. 2021; doi: 10.1073 / pnas. 2105080118)
출처: 캘리포니아 대학교 - 어바인

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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