느려지는 해류: 심해의 기계가 멈추면 어떤 일이 벌어질까?

1. 시끄러운 침묵: 해류 느려짐의 잠재적 파괴력과 어업 위기

잠재적으로 파괴적인 영향을 미칠 수 있는 해류가 느려지고 있습니다.
차갑고 차가운 심해에서는 상상할 수 없을 정도로 거대한 무언가가 수천 년 동안 이동해온 길을 따라 초당 몇 센티미터에 불과한 속도로 끊임없이 흐르고 있습니다. 짙고 어두운 물의 강은 심해 전체 부피의 약 40%를 차지하며 전 세계에서 끊임없이 흐르고 있습니다. 강은 열, 산소, 탄소, 영양분을 지구 곳곳으로 운반하는 거대한 컨베이어 벨트이며, 전 세계, 지역, 국지적 규모로 기후와 날씨를 형성합니다.

하지만 무언가 바뀌었고 이 강들의 속도가 느려지고 있는 것으로 보입니다. 당연히 기후 변화가 그 원인일 가능성이 높습니다.

이 심연의 기계가 느려지면 실제로 기후 변화를 가속화하는 동시에 인간을 포함한 수많은 유기체가 식량에 의존하는 어업의 생산성을 떨어뜨릴 수 있다는 것입니다.

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2. 지구 해양 컨베이어 벨트: 기후와 해양의 상호작용을 깨닫다.

호주 시드니 뉴사우스웨일스 대학교의 해양학자이자 기후 과학자인 매튜 잉글랜드는 1990년 기후 변화에 관한 정부 간 협의체(IPCC)가 처음으로 획기적인 보고서를 발표했을 때만 해도 기후와 해양 사이의 복잡한 상호작용을 거의 파악하지 못했다고 말합니다. "당시의 예측은 정말 단순했습니다."라고 그는 말합니다. "역동성이 없는 매우 단순화된 바다에 대기가 결합되어 있었을 뿐입니다." 욕조와 비슷하다고 그는 말합니다. 바다는 이산화탄소와 열을 흡수하는 것으로 알려져 있었지만, 그 외에는 해양과 기후 사이의 상호작용을 단순한 용어로 설명했습니다.

그 이후로 해양 과학은 먼 길을 걸어왔고, 기후를 형성하는 데 있어 이러한 지구 해양 컨베이어 벨트의 핵심적인 역할에 대한 자세한 이해를 가져왔습니다.

"물은 바람처럼 3차원 공간에서 움직이며, 왼쪽에서 오른쪽으로 흐르는 해류와 위아래로 흐르는 해류가 있습니다."라고 호주 멜버른 모나쉬 대학교의 해안 해양학자 루스 리프(Ruth Reef)는 말합니다.

물의 수평 이동은 바람의 항력 때문입니다. 리프는 "바다를 가로질러 바람이 불면 바람은 바다를 함께 끌어당깁니다."라고 말합니다. 수직 이동은 물의 밀도 변화로 인한 결과입니다. 극지방에서 짠 바닷물이 민물 얼음으로 얼면 남은 물의 염분 농도가 증가하여 밀도가 높아져 가라앉습니다.

이것이 컨베이어 벨트 엔진의 시작입니다. 이 수조 톤의 밀도가 높고 차가운 물은 극지방의 가장 깊은 곳까지 내려간 다음 심해를 통해 열대 지방으로 이동합니다. 그곳에서 물이 상승하고 따뜻해지면 북대서양을 가로질러 서쪽에서 동쪽으로 이동하며 영국의 비교적 온화한 겨울을 유지하는 걸프 해류와 같은 따뜻한 해류가 태평양, 인도양, 대서양을 순환하면서 열, 산소, 영양분을 방출하고 이산화탄소를 흡수한 후 다시 극지방에 도착하여 순환이 다시 시작됩니다.

남극은 남극 해저수의 형성을 통해 이 전복 순환의 가장 강력한 엔진 역할을 합니다. 그러나이 엔진은 문제가 있습니다.

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3. 전복 순환의 둔화: 남극 해저수 변화와 기후 변화의 연결

영국 사우스햄튼 대학의 물리 해양학자이자 기후 과학자인 캐서린 건은 "우리는 전복 순환의 깊은 부분이 느려지고 있으며 심해에 도달하는 산소의 양이 감소하고 있음을 보여줍니다."라고 말합니다. 건과 그녀의 동료들은 남극 해저수의 형성이 어떻게 변화하고 있는지 평가해 왔습니다. 최근 발표된 연구에서 냉수 이동의 대리인으로서 산소 수준을 측정한 결과(냉수는 따뜻한 물보다 용존 산소가 더 많기 때문에), 로스해와 호주 남극 분지에 접해 있는 남극 대륙붕의 특정 부분을 조사했습니다. 연구 결과에 따르면 이 차갑고 염분이 많으며 산소가 풍부한 물이 해저로 내려가는 양이 1994년부터 2017년까지 28% 감소한 것으로 나타났습니다.

이러한 속도 저하의 원인은 지구 온난화로 인해 남극의 얼음이 더 빠른 속도로 녹고 있기 때문일 가능성이 높습니다. "남극 주변에서 녹은 물은 물을 더 신선하고 밀도가 낮게 만들어 가라앉을 가능성을 낮춥니다."라고 Gunn은 말합니다. "이것은 뒤집어지는 순환에 제동을 걸고 있습니다."

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4. 해양 순환이 암시하는 잠재적인 재앙: 전복 순환 둔화와 해수면 상승의 위협

이 이야기가 조금 낯설게 들린다면, 할리우드가 1999년 소설 '다가오는 글로벌 슈퍼스톰'을 원작으로 한 블록버스터 영화 '더 데이 애프터 투모로우'를 통해 2004년에 이 이야기를 다루었기 때문이죠. 대서양 적도 전복 순환(AMOC)으로 알려진 북대서양의 해양 순환이 갑자기 중단되어 북반구가 거의 하룻밤 사이에 새로운 빙하기에 빠진다는 것이 이 영화의 전제입니다.

이 영화는 허구적이고 극적으로 묘사되었지만 영국에서는 이 영화에 대해 그리 비판적이지 않습니다. 하지만 그를 밤잠 못 이루게 하는 것은 지구 동결 시나리오가 아닙니다. 바로 해수면 상승입니다. 그와 건이 연구를 통해 조사한 남극 지역은 다른 지역보다 더 빠르게 온난화되고 있는 것으로 보입니다. 남극에는 엄청난 양의 얼음이 있지만 육지에는 거의 영향을 미치지 않기 때문에 문제가 됩니다.

잉글랜드는 "남극 주변에 차갑고 짠 물을 형성하는이 기계는 그 뒤에있는 얼음을 보호하는 일종의 보호막입니다."라고 말합니다. 서 남극 대륙 주변의 빙붕은 남극 대륙의 주요 덩어리에서 튀어 나와 있기 때문에 이미 남극 대륙을 돌고있는 해류에 더 많이 노출되어 있습니다. 잉글랜드는 "전복 속도가 느려지는 것에 대해 제가 우려하는 것은 남극 마진을 차갑고 얼음으로 유지하는 기계를 중단하는 것입니다."라고 말합니다. 따뜻한 물이 남극 대륙 가장자리로 침입하면 대륙에 붙어있는 얼음이 육지에 대한 그립력을 잃고 바다로 붕괴 될 수 있습니다. 해수면이 3미터 이상 상승할 가능성이 있는 재앙적인 결과를 초래할 수 있습니다.

지구 및 지역 기후에도 잠재적인 영향을 미칠 수 있습니다. 한 가지 우려는 남극 전복 순환의 둔화가 북반구의 AMOC 둔화에 기여하거나 반영 될 수 있다는 것입니다. 영국은 AMOC 순환이 약 10 ~ 15 % 느려졌다는 증거가 있다고 말하지만, 이러한 둔화가 해류의 자연적인 변동성 때문인지에 대해서는 약간의 논쟁이 있습니다.

영국 케임브리지에 있는 영국 남극 조사의 물리 해양학자 션지에 저우는 이 현상이 영국과 서유럽에 큰 영향을 미칠 수 있다고 말합니다. 저우는 "AMOC의 속도가 느려지면 영국으로 전달되는 열이 줄어들어 겨울철에 영국은 더욱 혹독한 날씨를 겪게 될 것"이라고 말합니다.

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5. 지역 기후의 미지된 퍼즐: 기후 둔화와 지역적 영향의 다양성

이는 한 가지 예에 불과하지만, 기후 둔화가 지역 기후에 미치는 영향이 항상 명확하지는 않습니다. 예를 들어, 호주의 경우 기후 변화로 인해 더욱 심해질 것으로 예상되는 엘니뇨 및 라니냐와 같은 시스템의 영향을 받아 지역 날씨가 더욱 심각하게 영향을 받아 가뭄, 폭염, 홍수가 더 심해질 가능성이 높습니다.

또한 영화 '투모로우'에서 묘사된 것처럼 일부 냉각 효과도 있을 수 있습니다. 잉글랜드는 "북대서양의 경우 현재 사람들이 '저기 봐, 북대서양이 느려지고 있어'라고 말할 정도로 국지적인 한파가 발생하고 있습니다."라고 말합니다. 그러나 이러한 지역적 추위 효과는 지구 기온 상승에 의해 압도 될 가능성이 높다고 그는 말합니다.

또한 남극 전복과 대서양 전복 사이의 상호 작용에 따라 달라집니다. 영국은 모델링에 따르면 AMOC가 남극 해류보다 더 느려지면 일반적으로 적도 바로 북쪽에 위치한 거대한 비구름대가 위도 5도 정도 남쪽으로 이동할 수 있다고 말합니다. 그러나 남극 해류의 변화와 AMOC 해류의 변화가 균형을 이룬다면 그 강우대는 그 자리에 그대로 유지됩니다.

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6. 쇠퇴하는 컨베이어 벨트와 지구 생태계의 경고 신호

또 다른 우려는이 글로벌 컨베이어 벨트의 쇠퇴가 지구 온난화를 가속화 할 수 있다는 것입니다. "남극의 전복 순환은 열 흡수와 대기에서 탄소 흡수 측면에서 중요한 역할을 합니다."라고 저우는 말합니다. 컨베이어 벨트는 본질적으로 열과 탄소를 포집하여 물이 순환을 완료하고 지표로 돌아오는 데 걸리는 수백 년 동안 바다 깊은 곳에 저장합니다. 해류의 흐름이 느려지면서 표면에서 열과 이산화탄소를 흡수하고 심해에서 두 가지를 모두 소멸시키는 속도가 느려지고 있습니다.

또한 이러한 심층 해류는 바다 바닥으로 표류하던 영양분을 이동시켜 수면 위로 이동시키기 때문에 식량 안보에 잠재적인 영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 상승 해류가 발생하는 곳에는 이러한 영양분을 먹고 사는 해양 생물이 풍부하며, 이는 결국 중요한 상업적 어업을 유지합니다. 리프는 "해양 순환과 바다의 밀도 분리에 변화가 생기면 세계 여러 지역에서 이러한 용승 현상을 겪게 될 것입니다."라고 말합니다.

또한 남극 전복과 대서양 전복 사이의 상호 작용에 따라 달라집니다. 영국은 모델링에 따르면 AMOC가 남극 해류보다 더 느려지면 일반적으로 적도 바로 북쪽에 위치한 거대한 비구름대가 위도 5도 정도 남쪽으로 이동할 수 있다고 말합니다. 그러나 남극 해류의 변화와 AMOC 해류의 변화가 균형을 이룬다면 그 강우대는 그 자리에 그대로 유지됩니다.

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7. 컨베이어 벨트 쇠퇴와 지구 생태계의 불안한 균형

또 다른 우려는이 글로벌 컨베이어 벨트의 쇠퇴가 지구 온난화를 가속화 할 수 있다는 것입니다. "남극의 전복 순환은 열 흡수와 대기에서 탄소 흡수 측면에서 중요한 역할을 합니다."라고 저우는 말합니다. 컨베이어 벨트는 본질적으로 열과 탄소를 포집하여 물이 순환을 완료하고 지표로 돌아오는 데 걸리는 수백 년 동안 바다 깊은 곳에 저장합니다. 해류의 흐름이 느려지면서 표면에서 열과 이산화탄소를 흡수하고 심해에서 두 가지를 모두 소멸시키는 속도가 느려지고 있습니다.

또한 이러한 심층 해류는 바다 바닥으로 표류하던 영양분을 이동시켜 수면 위로 이동시키기 때문에 식량 안보에 잠재적인 영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 상승 해류가 발생하는 곳에는 이러한 영양분을 먹고 사는 해양 생물이 풍부하며, 이는 결국 중요한 상업적 어업을 유지합니다. 리프는 "해양 순환과 바다의 밀도 분리에 변화가 생기면 세계 여러 지역에서 이러한 용승 현상을 겪게 될 것입니다."라고 말합니다.

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8. 지구 온난화 대응을 위한 절박한 시간과 대담한 조치

문제는 복잡하지만 해결책은 간단합니다. 지구 온난화를 막는 것입니다. "우리는 배출량을 줄이지 않고는 이를 막을 수 없습니다."라고 잉글랜드는 말합니다. "지구 공학을 통해 이 문제에서 벗어날 방법은 없습니다." 그러나 이러한 변화를 되돌릴 수 있는 기회의 창은 빠르게 좁아지고 있으며, 영국은 우리가 그것을 해낼 수 있을지 확신하지 못합니다. "과감한 조치를 취하면 이러한 둔화가 완전한 붕괴로 이어지는 것을 막을 수 있을 것입니다."라고 그는 말합니다. "하지만 시간이 촉박합니다."