남극에서 지구온난화 비밀 품은 600만년 전 얼음 발견
by Michelle Klampe, Oregon State University
미국 과학자팀이 동남극East Antarctica 앨런 힐스Allan Hills 지역에서 지구상에서 가장 오래된 얼음과 대기를 직접 연대 측정했다.
미국 국립과학원 회보(PNAS)에 발표된 연구에 따르면, 600만 년 된 얼음과 그 안에 갇힌 미세한 기포는 지구의 과거 기후를 들여다볼 수 있는 전례 없는 창문을 제공합니다.
연구원들이 측정한 앨런 힐스에서 발견된 가장 오래된 얼음 샘플은 600만 년 전 것으로, 풍부한 지질학적 증거가 지구 역사상 오늘날보다 훨씬 더 높은 기온과 해수면을 시사하는 시기다.
이 연구는 우즈홀 해양연구소Woods Hole Oceanographic Institution 사라 섀클턴Sarah Shackleton과 프린스턴 대학교 존 히긴스John Higgins가 주도했으며, 두 사람은 오리건 주립대학교가 주도하는 미국 15개 연구 기관 협의체인 최고빙하탐사센터Center for Oldest Ice Exploration (COLDEX)에 소속되어 있다.
앨런 힐스에서 여러 시즌 동안 빙상 코어 시추ice core drilling에 참여한 섀클턴은 "빙상 코어는 과학자들이 지구의 과거 모습을 살펴볼 수 있게 해주는 타임머신과 같다"고 말했다.
"앨런 힐스 코어는 우리가 상상한 것보다 훨씬 더 먼 과거로 여행할 수 있도록 도와줍니다."
오레곤 주립대학교 지구·해양·대기과학대학 고기후학자이자 COLDEX 소장인 에드 브룩Ed Brook은 이번 발견이 지구에서 가장 큰 빙하인 남극 빙상을 탐사하는 COLDEX한테 지금까지 가장 중요한 발견이라고 말했다.
"이 지역 얼음이 오래되었다는 사실은 알고 있었다. 처음에는 최대 300만 년, 어쩌면 그보다 조금 더 오래되었을 얼음을 발견할 수 있을 것으로 기대했지만, 이번 발견은 기대를 훨씬 뛰어넘는다"고 브룩은 말했다.
콜덱스COLDEX는 현재 세계를 통털어 80만 년이라는 기존 한계를 넘어 빙핵 기록ice core record을 확장하기 위한 선의의 경쟁을 벌이는 여러 팀 중 하나다.
최근 유럽 연구팀은 동남극 내륙에서 120만 년 전 깊은 연속 빙핵continuous ice core을 발견했다고 발표했다.
COLDEX 연구팀은 오래된 얼음을 위한 새로운 환경을 탐색하고 있다.
동남극 앨런 힐스 외딴 야외 캠프에서 수개월에 걸쳐 작업하는 동안, 연구팀은 얼음 흐름과 험준한 산악 지형이 결합해 오래된 얼음을 보존한 지역을 찾아내 그 빙상 가장자리를 따라 100~200미터 깊이로 시추했다.
보통 동남극 지역에서 가장 오래된 연속 빙핵을 발굴하려면 2,000미터 이상 깊이로 시추해야 한다.
섀클턴은 "우리는 그렇게 오래된 얼음이 지표면 가까이에서 살아남을 수 있는 정확한 조건을 알아내려 한다"고 말했다.
"지형과 더불어 강풍과 매서운 추위가 복합적으로 작용했을 가능성이 높습니다. 바람은 갓 내린 눈을 날려버리고, 추위는 얼음을 거의 정지 상태로 만듭니다. 이러한 이유로 앨런 힐스는 얕은 오래된 얼음을 찾기에 세계에서 가장 좋은 장소 중 하나이자, 야외 활동을 하기에는 가장 어려운 장소 중 하나입니다."
이 새로운 코어에 갇힌 공기 덕분에 과학자들은 비활성 기체인 아르곤noble gas argon 동위원소isotope 를 정밀하게 측정하여 얼음 연대를 직접 측정할 수 있다.
직접 연대 측정은 과학자들이 얼음 자체의 특징을 측정하여 관련 특징이나 퇴적물에 기반한 추정이 아닌 연대를 나타내는 지표를 얻는 것을 의미한다.
이 오래된 얼음의 기록이 연속적인 것은 아니지만, 그 고대성은 전례가 없다고 연구진은 말했다.
히긴스는 여러 샘플 연대 측정을 통해 "연구진은 이전에 보고된 얼음 코어 데이터보다 약 6배 더 오래된 '기후 스냅샷climate snapshots'이라고 부르는 라이브러리를 구축해 남극 대륙 내부 코어의 더 자세하고 젊은 데이터를 보완했다"고 설명한다.
빙하의 산소 동위원소 측정을 통한 온도 기록은 이 지역이 약 섭씨 12도(화씨 약 22도)의 점진적이고 장기적인 냉각을 겪었음을 보여준다.
이는 지난 600만 년 동안 남극 대륙 냉각 정도를 직접적으로 측정한 최초 사례다.
이러한 빙핵에 대한 지속적인 연구는 대기 온실가스와 해양 열 함량 수준을 재구성하는 일을 목표로 하며, 이는 자연적 기후 변화 원인을 이해하는 데 중요한 의미를 지닌다.
COLDEX 팀은 향후 몇 달 안에 앨런 힐스로 이동하여 추가 시추 작업을 진행할 예정이며, 이를 통해 더욱 상세한 스냅샷과 더 오래된 얼음을 얻을 가능성이 있다고 브룩은 말했다.
"앨런 힐스에서 발견된 놀라울 정도로 오래된 얼음을 고려하여, 2026년에서 2031년 사이에 기록을 더욱 확장하기 위해 이 지역에 대한 포괄적인 장기 연구를 설계했다"고 그는 말했다.
More information: S. Shackleton et al, Miocene and Pliocene ice and air from the Allan Hills blue ice area, East Antarctica, Proceedings of the National Academy of Sciences (2025). DOI: 10.1073/pnas.2502681122
Journal information: Proceedings of the National Academy of Sciences
Provided by Oregon State University
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600만년 전이라는 초기 호미닌이 출현하던 무렵이다. 그 무렵 지구 기후를 엿보게 하는 자료라는 점에서 인류학에서도 관심을 기울일 만한 소식이다.
최근 고지질학 연구 동향을 보면, 극지방 연구를 통해 저와 같은 기후 문제를 집중으로 파고듦을 본다.
이는 결국 해수면 변동과도 밀접하고, 그에 따른 인류활동 반경 역시 영향받지 않을 수 없다.