다른 세계와 고립된 극한의 곳인 남극은 표면적 중 98%가 얼음으로 뒤덮여 있는 지구상에서 유례없는 환경이다. 언제 어떻게 남극이 완성됐고 얼음에 갇힌 대지에 됐는지에 대해선 여러 설이 있었다. 그런데 새로 발표된 연구 결과를 보면 여러 이론을 결합해 기원을 설명하고 있다.

일단 다른 대륙과 함께 수백만 년 전 곤드와나 대륙(Gondwana) 일부를 구성하고 있던 남극 대륙은 분리되면서 이동을 시작하면서 다른 대륙과는 다른 길을 걷게 됐다. 지구에서 5번째로 큰 호주 대륙보다 2배나 넓은 남극 대륙은 대부분이 평균 1.6km 두께 얼음으로 덮여 있다. 또 지구상 얼음 중 90%가 남극 대륙에 집중되어 있고 담수 중 70%가 존재한다. 얼음에 갇힌 환경은 인간을 비롯한 동물 대부분의 서식에 적합하지 않고 자생하는 식물도 극히 소량이다. 생물에게는 열악한 환경인 것.

이런 남극에서 빙하가 만들어지게 된 건 지금부터 3,400만 년 전이라고 한다. 급격한 환경 변화가 일어나고 남극 기온이 크게 떨어지면서 얼음에 갇힌 대지로 변모하게 된다. 원인은 지구 환경 변화와 지구를 둘러싼 해류 변화라는 2가지 설이 제기되어 왔다. 하지만 모두 결정타는 부족한 설이다. 이런 가운데 캐나다 맥길대학 지구행성학과 연구팀은 2가지 이론을 결합해 남극 대륙의 얼음 생성을 일으킨 결정적 원인을 지적했다.

지구 역사를 거슬러 올라간 5억 년 전부터 6,500만 년 전 그러니까 고생대에서 중생대에 걸친 시기 아직 남극이 근드와나 대륙 일부를 구성하던 시절에는 남극은 현재보다 북쪽에 위치하고 있었다. 당시 남극 대륙은 지금과 같은 극한에 건조한 땅이 아니라 온대와 열대에 속하는 기후가 존재하고 있다고 보인다. 따라서 대륙에는 수많은 동물이 살고 녹지가 있었던 것으로 추정된다. 또 당시 지구는 지금 말하는 지구 온난화 상태에 있었고 기후는 지금보다 온난했다. 남극 대륙을 덮고 있는 얼음도 존재하지 않았다.

이런 남극에 변화가 찾아온 건 4,000만 년 전 무렵이다. 곤드와나 대륙이 서서히 분리되면서 남극 대륙은 멀리 남쪽으로 이동을 시작한다. 하지만 이 때에도 남극 대륙에는 지금 같은 얼음은 형성되지 않았다. 기후가 온난했고 남극을 둘러싼 환경이 지금과는 전혀 달랐다.

환경이 크게 변화한 건 남극 대륙이 지금의 남미 대륙 끝에 위치한 혼곶에서 분리, 드레이크 해협이 형성됐을 무렵이다. 두 대륙이 연결되어 있었을 때 지금 말하는 남태평양과 남대서양은 분단되어 있었지만 드레이크 해협이 탄생하면서 이 지역의 해류가 달라질 수 있다. 남극과 남비 대륙 사이에서 태어난 해협에는 대량의 해수가 흘러들었고 결국 남극 대륙을 둘러싸듯 서쪽에서 동쪽으로 흐르는 남극 환류가 형성됐다.

남극 환류가 남극 대륙을 둘러싸면서 곧 이 지역은 태평양과 대서양의 따뜻한 해류가 흘러들어가지 않게 됐고 이 지역의 기온이 떨어지기 시작한다. 이 때부터 남극에 눈이 쌓여 얼음이 생겨간다. 이는 남극에 많은 얼음이 축적된 이유 중 하나로 간주할 수 있다. 하지만 이것만으로는 지금 같은 남극 상황을 만들어내는 데 충분한 변화는 일어나지 않았다.

이런 이유로 연구팀이 들고 나온 해류 변화로 인해 지구 환경이 크게 변화했다는 견해를 냈다. 새롭게 태어난 해류에 의해 지구 전체 열 순환에 변화가 생긴 것으로 지구 환경이 한랭화됐다는 것이 연구팀이 주장하는 새로운 이론이다.

남극 환류가 태어나면서 지금까지 남쪽으로 흐르는 따뜻한 해류는 갈 곳을 잃고 다시 북쪽으로 향하는 흐름이 생긴다. 이 흐름에 따라 한때 남극 근처로 운반되어 온 따뜻한 해류가 복귀하는 적도 가까운 지역에 열이 모이게 된다. 데워진 바닷물은 증발하고 상공에 구름을 형성하고 비를 내린다. 남극 환류가 발생하면서 따뜻한 해류가 돌아오고 바닷물이 더 따뜻해져 강수량이 늘어나는 등 지구 환경에 변화가 찾아온다.

또 연쇄 반응이 계속 된다. 강수량이 많아지면 지표에 무성한 식물이 자라게 된다. 식물은 이산화탄소를 계속 흡수하고 광합성으로 산소를 만들어낸다. 지구상 이산화탄소 농도는 지속적으로 하락을 시작한다. 또 대지를 구성하는 광물 중 하나인 규산염 이산화탄소가 흡수되는 것도 지구의 이산화탄소 농도는 하강을 계속한다.

잘 알려진 대로 이산화탄소는 온실가스이기 때문에 농도가 저하, 지구 대기는 열을 유지하는 능력이 약화된다. 이를 통해 지구 평균 기온은 서서히 내려가기 시작한다. 연구팀이 발표한 새로운 논리는 이렇게 현재 사회 문제가 되고 있는 지구 온난화와 반대로 지구 한랭화가 일어나면서 남극 얼음은 또 계속 커졌다는 것이다.

논문 공동 저자인 맥길대학 갈렌 하버슨(Galen Halverson) 박사는 기후 변화에는 중요한 교훈이라면서 남극에서 일어난 빙하 없는 시대에서 빙하 있는 시대라는 2가지 다른 기후 상태 사이 변화를 나타낸 것이기 때문이라고 설명한다. 여기에서 알 수 있는 건 기후 변화가 얼마나 복잡한 구조로 되어 있다는 것 그리고 지질학적 시간 흐름을 보면 해류 변화가 지구 전체 기후에 큰 영향을 주고 있다고 설명하고 있다.

이번 연구에선 지구 기후가 얼마나 복잡한 균형 위에 성립되어 있는지 그리고 상당히 큰 규모로 작용하고 있다는 걸 말해준다. 또 최근 현저하게 두드러지는 지구 기후 변화의 급격한 속도를 감안하면 의미가 주는 무게도 더 크게 느껴질 수 있다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.

https://vimeo.com/124858722

이원영 IT칼럼니스트  b612@glasspad.co.kr

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