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- 영구 동토층 해빙으로 가파른 경사면이 더욱 취약해졌다.
- 지진 발생 후 불과 몇 분 만에 암석 산사태가 발생
- 지진 이전에도 이미 불안정했던 경사면

기후 변화로 북극 지진의 영향이 심화될 수 있다.
영구 동토층 해빙으로 가파른 경사면이 더욱 취약해졌다.

▲ 베렌베르크 화산 근처의 키에룰프 빙하와 바이프레히트 빙하 두 곳이 낙석 발생 전 모습이다. 연한 노란색 영역은 2025년 3월 지진으로 인해 미끄러져 내려간 부분을 나타낸다. foto:Robert Michael Poole

자연 재해 증가:
2025년 얀 마옌 섬에서 발생한 규모 6.5의 지진은 대규모 산사태를 일으켰고, 동시에 인접한 빙하가 붕괴되는 결과를 초래했다. 분석에 따르면 장기간의 온난화와 영구 동토층 해빙으로 인해 화산 경사면이 이미 약해진 것으로 나타났다. 이러한 연관성은 개연성이 높지만, 경사면에서 직접 측정된 증거는 없다.

▲ 산사태 이후의 키에룰프 빙하와 바이프레히트 빙하. 화산암이 키에룰프 빙하의 상당 부분을 덮고 있다. © Grace Angelo / GEOMAR

얀 마옌 섬에서는 지진이 드문 일이 아니다. 이 화산섬은 대서양 중앙 해령의 활성 단층대에 위치해 잦은 지진 활동을 보인다. 2025년 3월 10일 지진 이후, 지난 40년간의 위성 사진에서 유례를 찾아볼 수 없는 현상이 발생했다. 키에룰프 빙하 위쪽의 가파른 경사면이 붕괴되면서 빙하 위로 대규모 산사태가 발생한 것이다.

북극 암석에서는 영구동토층이 중요한 지지대 역할을 한다. 얼어붙은 물은 균열을 메우고 접착제처럼 작용한다. 땅이 따뜻해지고 얼음이 녹으면 이러한 연결 부위가 약해질 수 있다. 이것이 반드시 지진의 강도를 높이는 것은 아니지만, 이미 약해진 경사면에서 지진의 진동이 더 쉽게 붕괴를 유발할 수 있다.

▲ 지진으로 인해 바이프레히트 빙하에서 강력한 빙하 분리 현상이 발생했고 해안선에 상당한 균열이 생겼다. © Carla Marie Manly / GEOMAR

지진 발생 후 불과 몇 분 만에 암석 산사태가 발생했다.

GEOMAR 헬름홀츠 해양연구센터(GEOMAR)의 기예르메 W. S. 데 멜로 박사가 이끄는 국제 연구팀은 여러 독립적인 측정 방법을 사용해 이 지진을 재구성했다. 여기에는 지역 및 광역 지진 데이터, 지반 진동 모델, 고해상도 위성 이미지, 초저주파 측정, 기상 및 기후 데이터가 포함되었다.

"이번 2025년 지진은 자연재해의 연쇄 반응을 보여주는 대표적인 사례다"고 기예르메 W. S. 데 멜로 박사는 말했다.

▲ © 2025 Maxar Technologies provided by European Space Imaging / GEOMAR

이 지진은 규모 6.5에 달했으며, 재구성 결과에 따르면 진원 깊이는 약 18km였다. 약 3분 30초 후, 진앙에서 약 7km 떨어진 절벽에서 거의 100만 세제곱미터에 달하는 암석이 산사태처럼 쏟아져 내렸다. 이 암석 파편은 약 800m 아래로 떨어져 해안까지 약 2.3km를 흘러내렸고, 케룰프 빙하 표면의 30~50%를 뒤덮었다.

인근의 바이트레히트 빙하도 이 지진의 영향을 받았다. 레이더 위성은 몇 시간 후 빙하 해안에서 새로 떨어져 나온 얼음 덩어리들을 포착했다. 이처럼 단 한 번의 지진이 사면 불안정에서 빙하 붕괴에 이르기까지 여러 과정을 촉발했다.

지진 이전에도 이미 불안정했던 경사면

2025년에 이처럼 광범위한 암석 붕괴가 발생한 이유는 지진의 규모만으로는 설명할 수 없다. 이 지역은 지진 활동이 활발하지만, 이전의 지진들은 위성 사진에서 이와 같은 규모의 산사태를 남기지 않았다. 동시에, 이전 이미지들을 보면 2017년, 2019년, 2023년, 그리고 2024년에 같은 암벽에서 더 작은 붕괴가 발생했음을 알 수 있다. 따라서 이 사면은 본진 발생 이전부터 이미 움직이고 있었던 것이다.

▲ 해저 지형도는 얀마옌 섬이 지진 활동대에 위치해 있음을 보여준다. 2025년 3월 10일 지진의 진앙은 빨간색과 흰색으로 표시되어 있다. © Guilherme de Melo / GEOMAR

기후 데이터도 이러한 움직임을 뒷받침한다. 기상 기록 분석에 따르면, 얀 마옌의 연평균 기온은 1970년 이후 약 2도 상승했다. 2000년 이후 26년 중 24년 동안 연평균 기온이 영상이었다. 이러한 장기적인 변화는 가파른 암벽의 영구 동토층을 녹여 암석 틈새의 얼음이 안정화시키는 효과를 약화시킬 수 있다.

기후 요인은 여전히 ​​타당한 설명으로 남아 있다. 그러나 이 메커니즘은 붕괴 현장에서 직접적으로 입증되지는 않았다. 그곳에서는 영구 동토층의 온도가 측정되지 않았다. 사용된 기상 관측소는 붕괴 현장에서 약 28km 떨어진, 약 800m 더 낮은 곳에 있다. 마찬가지로, 지진 발생 후 관측된 지진파 속도의 약 7% 감소는 지진 피해를 입은 암벽이 아닌 측정소에서 기록된 것이다.

따라서, 반복적인 이전 붕괴, 장기간의 온난화, 그리고 얼음으로 채워진 암석 균열의 강도 손실이라는 요인들이 복합적으로 작용하여 이번 지진 발생을 설명할 수 있지만, 현장 암벽에서의 직접 측정 결과를 대체할 수는 없다. 기후 변화가 지진을 직접적으로 유발한 것은 아니다. 하지만 연구팀의 해석에 따르면, 지진 발생 이전에도 지반이 이미 취약한 상태였기 때문에 기후 변화가 지진의 영향을 악화시켰을 가능성은 있다.

▲ 베렌베르크 화산과 바이프레히트 및 키에룰프 빙하를 보여주는 얀 마옌의 상세 지도 © Guilherme de Melo / GEOMAR

다른 산악 지역에도 적용될 수 있는 패턴

얀 마옌 섬 자체는 기상 관측소 직원 외에는 사람이 살지 않는 무인도이기 때문에 이번 일련의 사건들이 인구에 직접적인 영향을 미치지는 않았다. 그러나 이러한 메커니즘은 다른 추운 산악 지역에도 적용될 수 있다. 영구 동토층이 가파른 경사면을 안정시키고 빙하가 후퇴하는 지역에서는 지진, 낙석, 빙하 붕괴가 이전에 생각했던 것보다 더 밀접하게 연관되어 있을 수 있다.

여기서 중요한 차이점은 유발인자와 증폭인자의 차이다. 지진은 산사태를 직접적으로 촉발했다. 반면, 장기적인 온난화는 당시 경사면이 얼마나 취약했는지를 결정짓는 요인이 되었을 수 있다. 바로 이러한 연관성 때문에 이 사건은 기후 변화가 기존의 지질학적 자연재해를 어떻게 악화시킬 수 있는지 보여주는 사례가 된다.

출처:
원문 연구 논문은 미국 국립과학원회보(Proceedings of the National Academy of Sciences)에 게재되었으며, doi: 10.1073/pnas.2617210123
GEOMAR 헬름홀츠 해양연구센터(GEOMAR)의 공식 연구 발표 자료

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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