지하 얼음 세계
어퍼 오스트리아의 아이스그루벤 동굴에서 하강하는 연구원들

독특한 얼음 기록 보관소:
이 사진은 전 세계적으로 알려진 얼음 동굴 약 1천개 중 하나인 어퍼 오스트리아(Upper Austria)의 아이스그루벤(Eisgruben) 얼음 동굴 내부의 연구원들을 보여준다. 이러한 지하 동굴과 갱도 중 일부에는 수천 년 된 얼음이 퇴적돼 과거의 환경과 기후에 대한 독특한 기록 보관소가 있다. 알프스의 이 얼음 동굴과 다른 많은 얼음 동굴은 기후 변화의 위협을 받고 있다. 얼음이 녹고 있다. 

▲ 아이스그루벤(Eisgruben) 얼음 동굴에서 작업 중인 연구원들 © Christoph Spötl

남극 대륙의 에레부스 산, 알프스 산맥, 하와이:
전 세계적으로 수천 개의 문서화된 얼음 동굴이 있다. 즉, 시간이 지남에 따라 얼음이 형성되고 때로는 수 미터 두께의 층으로 쌓인 지하층의 공동이다. 빙하의 성층 얼음과 유사하게, 이 동굴 얼음은 또한 수백 년에서 수천 년 전의 기후 및 환경 조건을 나타내는 내포물에 과거의 귀중한 현대적 증거를 보존하고 있다.

얼음 기록 보관소에서 단서를 찾아라

이 사진은 어퍼 오스트리아의 Sarstein에 있는 95미터 깊이의 Eisgruben 얼음 동굴 내부를 보여준다. 인스부르크 대학의 연구원들은 현재 이 동굴의 얼음 층에서 샘플을 채취해 얼음을 측정하고 있다. 그들은 오스트리아에 있는 이 얼음 동굴과 다른 7개의 얼음 동굴을 사용해 이 동굴의 얼음 덩어리가 지난 몇 세기 동안 어떻게 발전했는지 알아내고 싶었기 때문이다.

▲ 오스트리아 동부 알프스에 있는 동굴 연구 장소 (출처: 관련논문 Multi‑centennial mass balance of perennial ice deposits inAlpine caves mirrors the evolution of glaciers during the Late Holocene / Scientific Reports)

Eisgruben 얼음 동굴의 성층 얼음은 방사성 탄소 연대 측정에 따르면 동굴의 부분에 따라 최대 5,700년 됐다. "얼음의 연대를 측정하기 위해 우리는 얼음 층에 있는 가장 작은 목재 내포물에 초점을 맞췄다. 외부에서 동굴로 떨어진 이 나무 잔해의 나이는 정확하게 결정할 수 있다”고 인스브루크 대학의 Tanguy Racine이 설명했다.

모든 얼음 동굴의 고갈

얼음 동굴에서 채취한 연대 측정 샘플을 통해 알의 양과 성장은 지난 2,000년 동안 기후에 따라 변했다는 사실이 밝혀졌다. 15세기와 19세기의 "소빙하 시대" 동안 대부분의 동굴에 있는 얼음의 양은 더 시원했고 때때로 외부에서 구멍으로 더 많은 눈이 내렸기 때문에 크게 증가했다. Eisgruben 동굴에는 두 단계의 가속화된 얼음 증가가 있었다: 소빙하기 시대와 초기 중세 시대인 600년에서 700년 사이다.

▲ 그림 4. 과거 빙하 옆에 그려진 8개의 고산 얼음 동굴의 방사성 탄소 연대를 그래프로 요약한 것 (a) Lower Grindelwald Glacier55, (b) Great Aletsch 빙하43, (c) 다수의 길이 변화 복제된 양성 MAMB 단계; 하나의 카운트는 단일 섹션에서 날짜가 지정된 섹션이 두 개 있을 때마다 계산된다. 겹친 동굴, 예를 들어 0에서 500년까지의 Eisgruben, (d) 방사성 탄소 연대의 요약; 열린 원은 다음을 나타낸다. 중앙 모델 연령, 단일 연속선은 섹션의 지속 시간을 나타내는 반면, 단색은 시작 및 끝 경계의 사후 확률 밀도를 나타냅니다. 참고로 1700년부터 1850 CE까지 방사성 탄소 괄호 시퀀스의 수는 5에서 6 사이다. 그 이유는 Eisgruben, Hochschneid 및 Gufert의 날짜가 지정된 섹션은 Großer Naturschacht 및 TremmlSchacht-413의 섹션이 시작될 때 끝납니다. 그러나 방사성탄소 연대측정법의 상부에 많은 양의 얼음이 퇴적되었다는 점을 감안할 때 시퀀스에서 Hochschneid, Gufert 및 Eisgruben도 양의 질량 균형을 경험했다고 가정한다. (출처: 관련논문 Fig 4.) 수십 년 동안 가장 어린 방사성 탄소 샘플을 제공하여

그러나 최근 과거에 대해 얼음 동굴의 균형은 분명히 마이너스다. “빙하만이 특히 지난 수십 년 동안 평균 이상의 마이너스 질량 균형을 보이는 것은 아니다. 얼음 동굴의 얼음도 기온 상승과 강우량 감소의 결과로 심각한 영향을 받는다”고 Racine은 말했다. 현재 빙하 후퇴의 속도는 지난 2천 년의 다른 기간과 비교할 수 없다. Eisgruben 얼음 동굴도 지난 40년 동안 10미터의 얼음 두께를 잃었다.

"특히 중형 및 소형 얼음 동굴의 경우 앞으로 몇 년 또는 수십 년 안에 엄청난 양의 얼음 덩어리를 잃거나 완전히 얼음이 없어질 것이라고 가정해야 한다"고 Racine은 설명했다. "시계가 크게 째깍거리고 있다."
(Scientific Reports, 2022; doi: 10.1038/s41598-022-15516-9)
출처: 인스부르크 대학교

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