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- 얼음과 그 안에 있는 기포에는 기체와 동위원소가 보존되어 있다.
- 이것이 과거 시대의 기후와 환경 조건에 대한 정보를 제공
- 200m도 채 되지 않아 아르곤 동위원소 연대 측정 결과 약 600만 년 전의 얼음을 발견
- 2026년부터 2031년까지 추가 조사 단계를 계획

지구에서 가장 오래된 얼음 발견
동남극에서 발견된 600만 년 된 얼음, 지구 온난화 시대 증거

시간 여행:
미국 연구팀은 남극에서 지구에서 가장 오래된 600만 년 전 얼음을 발견했다. 동남극 가장자리에서 발견된 이 얼음 코어는 빙하기 시작 이전까지 거슬러 올라간다. 이는 남극의 기후 역사를 들여다볼 수 있는 특별한 창이다. 이 얼음 속의 작은 기포는 지난 600만 년 동안 남극이 얼마나 냉각되었는지, 총 약 섭씨 12도 정도 냉각되었음을 보여준다. 

▲ 여기, 동남극의 앨런 힐스에서 미국의 연구팀이 지구상에서 가장 오래된 얼음을 뚫었다. © Julia Marks Peterson/ COLDEX

얼음 코어는 과거를 들여다볼 수 있는 창이다. 얼음과 그 안에 있는 기포에는 기체와 동위원소가 보존되어 있어 과거 시대의 기후와 환경 조건에 대한 정보를 제공한다. 히말라야 산맥의 빙하 얼음과 지구에서 가장 추운 지역인 남극 고원의 고대 얼음은 특히 먼 옛날까지 거슬러 올라간다. 2025년, "Beyond EPICA" 프로젝트 연구원들이 남극에서 가장 오래된 푸른 얼음을 발견했다.

남극 푸른 얼음 탐사

이제 더 오래된 것을 발견했다. 우즈홀 해양연구소의 사라 섀클턴(Sarah Shackleton) 이 이끄는 연구팀은 동남극 대륙 가장자리에서 최대 600만 년 된 얼음을 발견했다. 연구원들은 맥머도 극지 기지에서 동쪽으로 약 200km 떨어진 앨런 힐스(Allan Hills)의 언덕에서 이 얼어붙은 타임캡슐을 발견했다.

이 지역은 푸른 얼음으로 유명하다. 폭풍이 몰아치는 이 지역의 강풍에 노출된 고도로 압축된 고대 얼음이다. 빙류와 가파른 경사면은 일부 지역의 빙층을 기울게 만들었다. 결과적으로 가장 오래된 얼음은 일부 지역에서 푸른 얼음 표면 가까이에 위치하게 되었다. 섀클턴은 "이로 인해 앨런 힐스는 세계에서 쉽게 접근할 수 있는 고대 얼음을 찾을 수 있는 최고의 장소 중 하나이지만, 동시에 현장 조사 시즌에는 가장 열악한 장소 중 하나이기도 하다"고 말했다.

▲ 남극 앨런 힐스에 얼음 시추 시스템을 설치하는 연구원들. © Julia Marks Peterson/ COLDEX

2017년에 연구팀은 이 지역에서 약 270만 년 된 얼음을 이미 발굴했다. 오리건 주립대학교의 공동 저자인 에드 브룩(Ed Brook)은 "따라서 이 지역의 얼음이 매우 오래되었다는 것을 알게 되었다"고 말했다.

600만 년 전 얼음

섀클턴과 동료들은 이번 탐사에서 푸른 얼음에 대한 추가 사선 시추를 진행했고, 그 결과 금맥을 발견했다. 200m도 채 되지 않아 아르곤 동위원소 연대 측정 결과 약 600만 년 전의 얼음을 발견했다. 브룩은 "실제로는 300만 년 전의 얼음만 발견되기를 기대했지만, 이번 발견은 기대를 훨씬 뛰어넘었다"고 말했다.

이로써 연구진은 새로운 기록을 세우고 지구상에서 가장 오래된 얼음을 발견했다. 섀클턴은 "앨런 힐스의 얼음 코어 덕분에 우리는 이전에는 생각조차 하지 못했던 훨씬 더 먼 과거로 시간 여행을 할 수 있게 되었다"고 설명했다. 이 고대 얼음은 마지막 빙하기가 시작되기 훨씬 이전인 마이오세 시대로 거슬러 올라간다. 당시 남극 대륙은 이미 대부분 얼음으로 뒤덮여 있었지만, 오늘날보다 훨씬 더 따뜻했다.

▲ 겉보기에는 소박하고 지저분해 보이지만, 헤아릴 수 없을 만큼 귀중한 과학적 가치를 지닌 곳이 있다. 바로 600만 년 된 얼음을 담고 있는 얼음 코어다. © COLDEX

섭씨 12도 냉각

이는 새로운 기록을 세운 빙핵의 최초 분석에서도 확인되었다. 연구진은 빙층의 산소 동위원소를 이용하여 남극 대륙의 이 지역에서 기온이 어떻게 변했는지 추적할 수 있었다. 연구팀은 "데이터는 600만 년 전부터 마지막 ​​빙하기 말까지 섭씨 12도의 점진적인 냉각을 보여준다"고 보고했다. 이는 남극 대륙에서 이러한 냉각 현상을 직접 측정한 최초의 사례다.

또한 흥미로운 점은 이 빙핵에서 가장 오래된 얼음 아래에는 아마도 더 오래된 또 다른 얼음층이 있다는 것이다. 섀클턴과 동료들은 "이 기저 얼음에는 기포가 없기 때문에 기존 방법으로는 연대를 측정할 수 없다"고 보고했다. 그러나 물 분자에 포함된 산소 동위원소는 이 층이 600만 년 된 얼음보다 5도 더 따뜻한 환경에서 형성되었음을 시사한다.

추가 시추 계획

연구진은 추가 분석을 통해 마이오세 후기 남극 지역의 환경 조건에 대해 더 자세히 알아낼 수 있기를 기대하고 있다. 다가오는 남극 여름을 대비하여 추가 시추도 계획되어 있다. 브룩은 "앨런 힐스에서 이미 발견된 놀랍도록 오래된 얼음 덕분에 2026년부터 2031년까지 추가 조사 단계를 계획하고 있다. 이를 통해 더 먼 과거까지 탐사할 수 있을 것이다"고 말했다.

참고: 미국 국립과학원 회보, 2025; doi: 10.1073/pnas.2502681122
출처: 오리건 주립대학교

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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