지난 1,000년간의 얼음 코어를 통해 온도를 재구성한 결과, 오늘날 그린란드 중북부 지역의 온난화가 놀랍도록 뚜렷한 것으로 나타났다. 연구진이 조사한 가장 최근 10년인 2001년부터 2011년까지가 지난 1,000년 중 가장 따뜻했으며, 현재 이 지역은 20세기보다 1.5°C 더 따뜻하다고 연구진은 보고했다. 연구진은 길이와 품질 면에서 전례가 없는 얼음 코어 세트를 사용하여 그린란드 중북부의 과거 기온과 빙상의 녹는 속도를 재구성했다.

(2023년 1월 18일 사이언스 데일리 기사 번역)

그린란드 빙상의 고지대에서 2001~2011년은 20세기보다 1.5°C 더 따뜻했으며, 지난 천년 중 가장 따뜻한 10년이었다.

지난 1,000년간의 얼음 코어를 통해 온도를 재구성한 결과, 오늘날 그린란드 중북부 지역의 온난화가 놀랍도록 뚜렷한 것으로 나타났다. 알프레드 베게너 연구소가 이끄는 연구진이 네이처에 보고한 바에 따르면, 가장 최근에 조사된 2001년부터 2011년까지의 10년은 지난 1,000년 동안 가장 따뜻했으며, 현재 이 지역은 20세기보다 1.5°C 더 따뜻하다고 한다. 연구진은 길이와 품질 면에서 전례가 없는 얼음 코어 세트를 사용하여 그린란드 중북부의 과거 기온과 빙상의 녹는 속도를 재구성했다.

그린란드 빙상은 지구 기후 시스템에서 중추적인 역할을 하고 있다. 얼음에 저장된 엄청난 양의 물(약 3백만 입방킬로미터)이 녹아 해수면이 상승하는 것은 잠재적인 티핑 포인트로 간주된다. 전 세계 배출량이 완화되지 않을 경우(‘별다른 변화가 없을 경우’), 빙상은 2100년까지 전 세계 평균 해수면에 최대 50센티미터까지 기여할 것으로 예상된다. 해안의 기상 관측소는 수년 동안 기온 상승을 기록해 왔다. 그러나 지구 온난화가 빙상의 최대 3,000m 높은 부분에 미치는 영향은 장기적인 관측이 부족하여 불분명하게 남아 있었다. 현재 네이처에 게재된 연구에서 알프레드 베게너 연구소, 헬름홀츠 극지 및 해양 연구 센터(AWI)의 전문가들은 지구 온난화의 영향이 중북부 그린란드의 외딴 고지대에 도달했다는 명확한 증거를 제시하고 있다.

“우리가 얼음 코어에서 얻어낸 시계열은 이제 1000년부터 2011년까지 1,000년 이상을 연속적으로 포괄합니다. 이 데이터는 2001년부터 2011년까지의 온난화가 지난 1,000년 동안의 자연적인 변화와는 분명히 다르다는 것을 보여줍니다. 지구 온난화를 고려해 볼 때 결과가 암울하리라고 예상은 했지만, 이 차이가 실제로 얼마나 분명한지에 놀랐습니다.”라고 이 연구의 수석 저자인 AWI 빙하학자 마리아 호르홀드 박사는 말한다. 그녀는 AWI 및 코펜하겐 대학의 닐스 보어 연구소 동료들과 함께 AWI 전용 탐사를 통해 그린란드 중북부에서 채취한 얕은 얼음 코어의 동위원소 구성을 분석했다.

1990년대부터 공동 관측소에서 채취한 이전 얼음 코어는 지구 평균 기온 상승에도 불구하고 그린란드 중북부 지역의 뚜렷한 온난화를 보여주지 못했다. 그 이유 중 하나는 이 지역의 자연적인 기후 변동성이 상당하기 때문이다.

AWI 연구진은 재시추 작업을 통해 이전 데이터 세트를 2011/2012년 겨울까지 확장하여 전례 없는 길이와 품질의 시계열을 얻어냈다. 실험실에서 전체 기록에 대해 일관된 단일 방법, 즉 얼음이 형성될 당시의 온도에 따라 달라지는 얼음 내의 안정된 산소 동위원소 농도를 측정하는 방법을 사용하여 온도를 재구성했다. 이전 연구에서는 다양한 기후 기록에 의존하고 결과를 조합하여 온도를 재구성해야 했기 때문에 자연 변동성을 평가하는 데 훨씬 더 큰 불확실성이 발생했다.

연구팀은 온도와 더불어 빙상의 녹는 양을 재구성해보았다. 2000년대 이후 그린란드에서 빙하가 녹는 양이 크게 증가했으며, 현재 전 세계 해수면 상승에 크게 기여하고 있다. “내륙의 기온이 해안 근처의 빙상 가장자리를 따라 해발 고도가 낮은 지역에서 발생하는 그린란드 전역의 용융물 배출과 얼마나 밀접하게 연결되어 있는지를 보고 놀랐습니다.”라고 마리아 회홀드(Maria Hörhold)는 말했다.

고지대의 온도와 빙상 가장자리를 따라 녹는 것 사이의 연관성을 정량화하기 위해 저자들은 1871년부터 2011년까지의 지역 기후 모델 데이터와 GRACE/GRACE-FO 중력 측정 임무에서 2002년부터 2021년까지 얼음 질량 변화에 대한 위성 관측 자료를 사용했다. 이를 통해 연구진은 얼음 코어에서 확인된 온도 변화를 녹는 속도로 변환하고 지난 1,000년 동안의 추정치를 제공할 수 있었다. 과거 빙상의 용융 역학을 더 잘 이해하면 관련 미래 해수면 상승에 대한 예측이 개선되고, 예측의 불확실성을 줄이면 적응 조치 최적화에 한 걸음 더 다가갈 수 있다.

이 연구에서 또 다른 흥미로운 발견은 그린란드 빙상의 기후가 북극의 다른 지역과 크게 분리되어 있다는 것이다. 이는 북극 전체의 기온을 재구성한 ‘북극 2k’와 비교하면 알 수 있다. ‘북극 2k’는 환극 지역을 정확하게 표현하지만 그린란드 중부의 조건을 반영하지 않는다. “우리의 재구성 결과는 그린란드 중부의 온도가 어떻게 변화하고 있는지를 높은 신뢰도로 보여줍니다. 또 그린란드 중부의 온도는 자신만의 역학을 가지고 있다는 것이 입증되었습니다.”라고 AWI 기후 연구원이자 연구의 공동 저자 인 토머스 래플(Thomas Laepple) 교수는 말한다. “사실 우리는 북극 지역의 온난화에 따라 시계열이 크게 달라질 것으로 예상했습니다.”라고 래플 교수는 말한다. 하지만 저자들은 이러한 차이를 설명할 수 있다고 한다. 빙상의 두께가 수 킬로미터이고 높이가 높기 때문에 그린란드는 북극의 다른 지역보다 대기 순환 패턴의 영향을 더 많이 받고 있다는 것이다. 북극의 기후 변화를 안정적으로 설명하기 위해서는 지역적 해상도를 가진 북극의 온도 시계열이 필요하다고 래플은 말하고 있다.

참고문헌: Hörhold, M., Münch, T., Weißbach S., Kipfstuhl S., Freitag J., Sasgen I., Lohmann G., Vinther B., T. Laepple. Modern temperatures in central-north Greenland warmest in past millennium. Nature, 2023 DOI: 10.1038/s41586-022-05517-z

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