빙하는 뚜껑이면서 배수관이었다, 녹은 물은 오래된 암석가스를 어떻게 꺼내나

연구자들이 스발바르의 빙하 끝에서 쏟아지는 회색 녹은 물을 병에 담았다. 겨울에 끈 지표투과레이더의 단면에서는 얼어붙은 바닥과 물이 통하는 바닥이 갈렸고, 얼음이 가스를 가두는 뚜껑인지 밖으로 실어 나르는 배수관인지가 한 유역이 아니라 여러 빙하의 질문이 됐다.

9월 8일 《네이처 커뮤니케이션스》에 공개된 연구는 스발바르 중부의 육지종결 계곡빙하 19곳에서 하천 시료 148개를 분석했다. 모든 빙하 녹은 물에서 메탄 농도가 대기와 평형을 이룰 때보다 높았고 최고치는 그 평형의 425배였다. 과포화는 물에 메탄이 많이 녹았다는 뜻이며 그 전부가 대기로 배출됐다는 뜻은 아니다.

탄소 동위원소와 에탄·프로판의 존재는 대부분의 메탄이 미생물이 갓 만든 것이 아니라 열과 압력을 받은 오래된 암석에서 나온 열기원 가스임을 가리켰다. 특히 유기물이 풍부한 셰일 위에 놓인 빙하에서 농도가 높았고, 레이더는 바닥이 녹아 물이 통하는 온난빙 구역이 클수록 메탄을 얻어 하천으로 옮기기 쉬운 구조를 보여줬다.

빙하를 ‘빙권의 뚜껑’으로 보는 그림은 오래됐다. 얼음의 무게와 낮은 온도는 가스의 이동을 막거나 저장 조건을 만들 수 있지만, 2023년 연구는 스발바르에서 빙하가 물러난 뒤 생긴 앞마당의 지하수 샘이 메탄의 큰 통로가 된다는 사실을 보였다. 이번 연구는 그 사이, 얼음이 아직 덮고 있을 때도 녹은 물이 암석가스를 운반한다는 배관을 19개 유역에서 비교했다.

규모에는 단단한 경계가 있다. 연구진이 각 빙하 하천의 연간 운반량을 계산한 값은 1차 추정이며 여름 시료와 모형 유량에 기대고, 하류에서 일부 메탄은 산화되거나 공기로 빠져나간다. 논문은 이 추정이 스발바르 빙하 앞 지하수에서 예상되는 연간 최대 2310톤보다 대략 10배 작다고 설명했다.

얇아진 빙하 바닥이 다시 얼면 물길과 메탄 운반이 오히려 줄 수 있어 ‘더 따뜻하면 언제나 더 많이 나온다’는 직선도 성립하지 않는다. 기후 모형 연구자는 빙하 면적만이 아니라 아래 암석과 바닥 온도를 함께 골라 측정할 지도를 얻었고, 스발바르 밖의 셰일 지대는 같은 메커니즘이 재현되는지 확인할 후보가 됐다. 다음 확인점은 계절별 실제 대기 플럭스와 다른 지질대의 반복관측이다.

그래서 지금 달라진 점은 빙하 아래 메탄을 얼음의 양만으로 찾는 대신 암석 종류와 바닥의 물길을 함께 보아야 한다는 19개 유역의 기준이 생긴 것이다. 저는 이 연구의 무게가 파국의 새 숫자보다 어디에서 무엇을 재야 하는지 자연 배출의 지도를 정교하게 만든 데 있다고 봅니다. 다음에는 과포화 농도가 아니라 사계절 대기방출량과 다른 빙하지역의 재현 여부를 확인해야 한다.