지구 온난화로 가장 심각한 영향을 받는 곳은 다름 아닌 극지방이다. 기온 상승으로 곳곳에서 얼음이 녹아내리고 있다. 그런데 녹아내리는 해빙(海氷) 위에서 기포처럼 솟구쳐 북극 대기 중으로 올라가는 미세 입자들이 극지방 구름 형성과 기후 변화를 가속화하는 결정적 원인이라는 연구 결과가 나왔다.



미국 콜로라도 주립대, 콜로라도 볼더대, 우즈 홀 해양학 연구소, 국립해양대기관리청(NOAA), 알래스카대, 스크립스 해양연구소, 리하이대, 스위스 로잔연방공과대(EPFL), 키프로스 국립 연구소, 핀란드 헬싱키대, 독일 알프레드 베게너 극지·해양 연구소, 스웨덴 예테보리대 공동 연구팀은 빙핵 입자가 극지방 구름 생성의 발판 역할을 한다고 밝혔다. 특히 해빙 위에 고인 ‘융빙수 연못’(meltwater pond)이 빙핵 입자의 핵심 공급원이라고 강조했다. 구름은 유입되는 태양에너지와 지구 밖으로 배출되는 열의 균형, 강수에 중요한 역할을 하기 때문에 북극에서 구름이 어떻게 형성되는지 파악하는 것은 북극의 기후 변화를 더 잘 이해하는 데 도움이 된다. 이 연구 결과는 지구과학 분야 국제 학술지 ‘지구물리학 연구 회보’ 4월 13일 자에 실렸다.

빙핵 입자는 광물 먼지, 미생물, 바닷물 비말 등 다양한 형태로 존재한다. 대기 중으로 올라간 빙핵 입자들은 수증기가 얼어붙어 달라붙을 수 있는 틀로 작용하며 구름 형성을 돕는다. 융빙수 연못들은 얼음이나 만년설이 녹아 형성되지만 바닷물, 토양 퇴적물, 미생물을 품은 하부 빙체에서 녹아 나온 빙하 얼음이 뒤섞이기도 한다.

연구팀은 북극 기후 연구를 위한 다학제 표류 관측소인 ‘모자익’(MOSAiC) 탐험 기간에 해빙 코어 시료를 채취하고 융빙수 연못 주변의 에어로졸 방출량을 측정했다. MOSAiC는 북극 해빙 감소와 기후변화의 연관성을 규명하기 위한 국제 연구 프로젝트다. 2019~2020년에 진행된 이 프로젝트는 빙하 융해, 영구동토층 축소, 해빙 감소라는 형태로 기후 변화의 영향을 크게 받는 극지방에서 빙핵 입자에 관한 데이터를 수집했다.

분석 결과, 빙핵 입자 농도가 해수보다 융빙수 연못에서 더 높다는 사실을 확인했다. 이는 연못 안에서 이 입자들의 생성을 촉진하는 특정 생물학적 과정이 작동하고 있음을 의미한다고 연구팀은 설명했다. 연구팀에 따르면 북극은 다른 지역보다 온난화 속도가 4배 정도 빠르다는 점을 감안하면 더 많은 연못이 생기고 연못 성분의 작은 변화만으로도 북극 기후 시스템 전체가 크게 요동칠 수 있다.



연구를 이끈 제시 크리먼 미국 콜로라도 주립대 박사는 “북극의 구름은 태평양이나 대서양 지역에서 형성되는 구름과 일부 기본 물질과 형성 과정은 같더라도 구름의 행동 방식은 전혀 다르다”며 “이번 연구는 북극에서 구름이 어떻게 형성되는지를 보여주며 지구 복사 에너지 균형에서 얼마나 큰 역할을 하는지 이해하는 데 도움을 줄 것”이라고 설명했다.