등산객은 돌밭을 걸었지만 중력계는 45미터 얼음을 그렸다

2024년 Mount Timpanogos의 회색 돌무더기 위에서 지질학 대학원생 Bronson Cvijanovich는 한 지점씩 중력계를 세웠다. 눈에 보이는 것은 각진 바위와 얇은 눈뿐이었지만 232개 측정값을 합치자 발밑의 낮은 밀도가 최대 30~45미터 두께 얼음층의 3차원 모양으로 나타났다.

8월 26일 Journal of Geophysical Research: Earth Surface에 실린 연구는 이 자료를 베이지안 역산해 암석빙하 전체의 얼음 부피를 약 155만 세제곱미터, 올림픽 수영장 약 600개 분량으로 추정했다. 두 층 모델의 평균 두께는 18.8미터였고, 얼음 중심부는 부피의 83%가 얼음으로 추정됐다. 암석빙하 전체로 계산한 얼음 비율은 72%여서 두 분모는 구분해야 한다.

암석빙하는 얼음이 느슨한 암석과 잔해 아래 묻힌 채 천천히 비탈을 움직이는 산악지형이다. 연구지는 해발 평균 3,230미터, 유타밸리 동쪽 도시권에서 불과 7킬로미터 떨어진 북향 권곡에 있고 길이는 약 800미터다. 돌층은 햇빛을 막아 노출된 빙하가 버티기 어려운 곳에서도 내부 얼음을 오래 보호할 수 있다.

이 산은 한 세기 동안 이름부터 관측을 흐렸다. 1925년 사진에서 암석빙하 주변의 계절눈은 현지에서 ‘Timpanogos Glacier’로 불렸지만, 오늘 연구는 눈이 녹고 나면 지표 전체가 잔해로 덮인 활성 암석빙하라고 구분한다. 같은 장소의 후속 연구는 낙석이 눈을 덮어 새 얼음을 보태는 과정도 관찰해, 사라진 설원처럼 보이는 돌밭이 여전히 움직이는 저장고일 수 있음을 보여 줬다.

중력법의 반전은 굴착 한 점이나 레이더 한 줄 대신 얼음과 암석의 밀도차로 내부 전체를 그린 데 있다. 베이지안 역산은 232개 측정값과 맞을 수 있는 여러 내부구조를 비교해 가장 그럴듯한 두께·밀도와 오차를 남긴다. 연구진은 이 한 지형과 다른 암석빙하 10곳의 자료로 면적-부피 관계를 만들고 유타주의 물 환산 얼음을 약 0.99기가톤으로 외삽했다. 표의 범위는 0.74~1.49기가톤이며, 유타의 암석빙하 836곳을 모두 같은 얼음비율로 직접 잰 결과가 아니다.

산악 수문 연구자는 눈에 보이지 않던 얼음을 물 장부에 넣을 방법을 얻고, 생태·재난 연구자는 차가운 샘과 지형 불안정성을 함께 볼 지도를 얻는다. 그러나 논문은 이 얼음이 해마다 하천에 얼마나 보태지는지, 식수로 이용 가능한지, 기후변화 속에서 얼마 만에 줄어드는지를 측정하지 않았다. 산 아래 주민과 물 관리자는 부피 추정 다음의 유량 자료를 기다려야 한다.

다음 기록은 다른 암석빙하의 3차원 중력측정, 계절별 유출량, 얼음의 연대와 장기 이동속도다. 그래서 지금 달라진 점은 눈에 보이는 빙하만 세던 유타 산악 물 장부에 돌층 아래의 얼음을 전부 그리는 검증 가능한 방법과 첫 3차원 부피가 들어왔고, 주 전체 추정은 이제 더 많은 현장측정으로 시험할 숫자가 됐다는 것이다.