환경과 과학 - '빙하'에 대한 영상물(얼어붙은 지구) 감상문, snowball earth

  ‘얼어붙은 지구’라는 주제로 빙하에 대한 영상물 감상

  먼저 빙하라 하면 거대한 얼음의 강이라고 영상물에서 표현하였다. 빙하는 오랜시간 눈이 쌓이고 압력으로 다져진 단단한 얼음이 높은곳에서 낮은곳으로 흐르면서 만들어지는 얼음층이다. 지구의 1/10의 면적을 차지하며 담수의 약 70%에 해당하는 빙하는 우리에게는 정말 중요한 부분을 차지하고 있다. 다만 그동안 우리는 그 사실을 전혀 느끼지 못하고 있었던 것 뿐이다.

  그린란드 원주민 흔히, 사람들이 말하는 에스키모이다. 에스키모라고 그 어원은 ‘날고기를 먹는 인간’이란 뜻으로 그곳 사람들을 비하하는 말이다. 그래서 그린란드 원주민들은 자신들을 이누이트라고 부른다. 이누이트는 ‘진짜 인간’이란 말이다. 즉 자신들은 다른곳 사람들과 별반 다른 것 없는 평범한 인간이란 의미가 내포되어있는 듯 하다.
  그린란드의 여름은 유럽최고의 관광지중 하나이다. 여름에 기온이 상승하여 빙하가 녹게 된다. 이 장면은 정말 어디에서도 볼수 없는 대장관을 연출한다. 높은곳에서 낮은곳으로 흐르듯 떨어지는 얼음조각들 아직도 내머릿속에는 선명히 남아있다. ‘일루리셉 빙하협곡’라는 것이 있다. 보통크기가 가로 50km 세로8km의 것이 19km/h의 속도록 매년 바다로 2200만톤 흐른다고 한다. 그 크기는 모두 제각각이지만 어떤것들은 한반도 크기의 12배가 넘는것도 있다고 한다.

  빙하는 매년 수십년 순환을 반복한다. 엄청난 양의 눈이 쌓이고 그것이 빙하가 만들어지면 다시 그 빙하가 쪼개지고 쪼개져서 바다로 다시 흘러들어간다. 이렇듯 빙하에서 우린 자연의 법칙을 알수 있다. 모든 물질은 사라지는 것이 없다. 어떻게든 다시 그 자리로 되돌아오기 마련이다. 그렇다면 빙하는 어떻게 쪼개지는 것일까? 지금부터 빙하의 순환과정을 알아볼 것이다. 빙하는 여러개로 쪼개지면 빙산이 된다. 즉 빙산은 육빙으로부터 분리되어 해수면을 떠도는 빙과이다. 빙하가 빙산으로 쪼개지는데 중요한 원천은 태양열 즉 기온이다. 온도가 올라가면 빙하에 ‘크레바스’라는 금이 생긴다. 이 크레바스에 눈이 덮히면 엄청 위험한 함정이 될수도 있지만 반면 얼음이 녹는양, 녹는속도를 측정할 수 있는 좋은자료가 되기도 한다. 크레바스는 해안에 가까워질수록 더 골이 깊어진다. 결국 큰 빙산이 갈라지면서 바다속으로 들어가게 된다. 이 과정에서 빙산이 만들어 지기도 한다. 바다속으로 들어간 빙산은 다시 공기중으로 포함되게 되고 또다시 눈이 내리면서 순환과정이 반복되는 것이다.

  또한 빙하는 지구 환경시스템에서 매우 중요한 부분을 차지한다. 매년 지구는 과도한 이산화탄소, 온실가스의 배출로 연평균기온이 올라가고 있다. 이로 인해 빙하의 녹는양이 증가하면서 점차 해수면이 상승한다. 그런데 여기서 우리가 잘못알고 있는 상식중에 하나가 물에 떠있는 빙산이 녹으면 해수면이 상승한다는 것이다. 얼음은 밀도가 1g/1.1cm3, 물은 1g/1cm3 정도인데 과연 부피가 늘어날까요? 우리가 보는 빙산은 전체 빙산크기의 10%밖에 해당하지 않는다. 90%는 물에 잠겨있다. 사람들은 기온이 상승하면 얼음이 녹아 해수면이 상승한다고 말을 합니다. 그러나 생각을 해보면 얼음이 녹으면 밀도가 커지므로 부피가 줄어든다. 그러므로 부피의 변화가 없다는게 제 생각이다. 다시말해 얼음과 물이 같이 있을경우 물 아래 잇는 얼음은 1.0cm3정도의 부피를 차지하고 나머지 0.1cm3는 물 밖으로 표출된다. 물론 1g일경우이다. 그리고 이 얼음이 녹으면 물이되어 모두 물로 변하는데 이때 또다시 1g의 물이 1cm3의 부피만 차지하게되고 아까전의 1g의 얼음은 밀도가 높아집니다. 대신에 물밖으로 표출되는 부피가 사라지게 된다. 그렇다면 해수면 상승에 직접적으로 연관 있는 것은 바다에 떠있는 빙산이아니라 육지에 붙어있는 얼음인 것이다. 남극 육지얼음은 전세계 육지얼음의 99%에 해당힌다. 대부분의 육지얼음이 남극에 있다고 보면 된다. 북극의 빙하는 육지에 있는 것이 아니라 바다위에 얼음이 떠다니는 형태이다. 즉 북극의 빙하는 해수면 상승과는 전혀 상관이 없다는 말이 된다. 해수면상승과 연관된 빙하는 남극의 빙하인데 만약 이 얼음이 다 녹는다면 전세계 수면이 60m 상승한다는 연구결과가 발표되었다. 이는 실로 어마어마한 양입니다. 아파트 1층의 높이를 3m로 잡았을 때 18층의 높이이다. 현재의 육지의 30%는 잠기는데 일본같은 섬나라는 해수면 상승의 가장 큰영향을 받을 것이며, 네덜란드 같이 육지와 해수면 사이의 높이차가 거의 없는 나라들은 지구온난화가 한 국가를 사라지게 만들수도 있다. 다른나라의 문제가 아니다. 우리나라는 부산, 인천등 해안에 있는 도시들은 거의다가 잠긴다고 보면 된다. 실로 중차대한 일이 아닐수 없다. 영국경우 템즈강의 수위는 매년 4mm씩 늘어나고 있다. 그런데 영국은 이런 지구온난화에 따른 홍수 대비를 위해 댐과 강에 여럿 장치들을 설치하여 향후 100년에 대비하는 모습이 나왔다. 이런점에서 우리나라의 지구온난화 대비 미흡을 지적해 볼 수 있다. 비록 내가 시청한 자료는 빙하에 관한 영상물이었지만 지구온난화에 대한 문제도 생각해 볼 수 있었다.

  다시 영상물로 넘어와 빙하, 빙산의 크기 모양은 제 각각 다양하다. 앞에서 설명햇듯이 한반도의 12배크기에 해당하는 빙하도 있으며 집채만한 빙하크기도 있다. 또한 빙하의 모양은 사람의 인위적인 손길이 닿지 않고 자연적으로 만들어졌으므로 이런 것이 예술이구나 하는 생각을 절로하게끔 만드는 멋진 빙하의 모양도 영상물에서 뷔춰주었다.

  이뿐만아니라 빙하는 그 지역의 살고 있는 에스키모인들에게 무공해 식수원으로도 사용되고 있다. 그야말로 무공해이다. 공기중에 떠다니는 수증기가 눈이 되어 내려 그것이 얼려져 만들어진 빙하이다보니 다른 어떤 물보다 깨끗한 식수일 것입니다. 우리가 먹을수 있는 물은 대부분 강이나 호수에서 이를 퍼올려 사용합니다. 그런데 전세계 물의 가장 많은 부분을 차지하는 것은 바다이고, 그 다음이 빙하이다. 이는 즉 지금 물부족에 허덕이는 나라에게는 빙하가 그 해결책의 한부분이 되지 않을까 생각한다. 과거 1997년 사우디의 한 부자는 빙산의 물을 마시기 위해 200만달러를 투자하여 그 얼음을 가져오기도 하였다.

  그린란드의 한어부는 이 빙하나 빙산을 다양한 용도로 사용하고 있었다. 주된 용도는 바로 사냥이었다. 물고기는 빙산주변에 주로 몰려있기 때문에 어부들은 고기잡이에 편의를 가지고 있다. 그러나 언제 무너질지 모르는 빙산에 항상 긴장감을 늦추지 않고 있다. 여름에는 물개사냥이 정말 왕성하게 이뤄졌다. 바다에 얼굴을 비춘 물개를 사냥꾼들은 놓치지않고 총으로 사냥했다. 사냥한 물개의 가죽과 고기는 수출품으로 사용하기도 한다. 옛날 문명이 발달하기 전에는 물개를 화살이나 도구로 잡았다고 하나 요즘은 총을 사용했다. 그러나 사냥꾼의 생존본능 즉 살기위해 먹이감을 잡는 눈빛은 변하지 않은 것 같다.

 이제 빙하에 대한 설명은 이정도로 해두고 빙하기에 대해 좀더 알아보겠다. 46억년전 우리 지구는 하나의 불덩이에 불과했다. 사람은 커녕 어떤 생명조차 살수 없는 불모지였다. 그러다가 2억5천만년전 ‘판게아’라는 하나의 큰 대륙이 생기고 그것이 지각변동으로 이리저리 찢어지고 흩어지다보니 오늘날 대륙으로 나누어지게 되었다. 말이 46억년, 2억년 전이지 우리나라의 역사가 이제 반만년 조금 지난걸로 알고 있는데 그 숫자는 아주 먼 옛날이다. 오래 전의 빙하시대에 대한 정보로는 27억년 전이나 8억년 전의 선캄브리아시대에도 있었던 기록이 남아 있으며 지질학적 증거로 보았을 때 빙하기가 가장극심했던 때(약 7억 5000만년~5억 7000만년 전)는 적도지방까지 빙하가 내려와 전 지구를 덮어버리는 현상까지 있었다고 합니다. 이런경우를 눈덩이 지구이론(Snowball earth theory)이라고 부른답니다. 그리고 역사상 최근에 있었던 빙하시대는 약 4천만년 전에 시작되어 플라이스토세인 3백만년 전부터 북반구에 빙하가 확장하면서 본격적인 빙하시대에 접어 들었다. 지난 100만년 동안 지구상에는 7번의 빙하기가 있었다고 한다. 그중에 가장 최근에 있었던 빙하기를 살펴보면 60~55만년전 귄츠, 45~38만년전 민델, 24~15만년전 리스, 7~1만5천년전 뷔름 이 빙하기들을 살펴보면 대게 주기적으로 나타나는 것을 알 수 있다. 대게 14만년마다 지구에는 한번씩 빙하기가 찾아왔다. 빙하기와 빙하기 사이에는 간빙기라고 하여 지금 우리가 지내고 있는 시대를 간빙기라고 한다. 그러나 간빙기에도 온난기와, 한랭기가 따로 구분지어져 있는데. 대표적인 한랭기는 중세. 우리나라로 따지면 중종, 현종 때의 일이다. 조선왕조실록의 기록에 보면 우박이나 눈에 의한 피해로 농작물을 잃거나 사람이 다치기도 했던 기록이 남아있다. 학자들이 말하는 한랭기는 바로 그쯤이 되지 않을까 하는 생각이다. 즉 빙하기는 간빙기는 항상 반복되며 공존하는 것이다.

  그렇다면 왜 이렇게 빙하기와 간빙기가 반복되는 것일까? 먼저 첫째로 지구의 공전궤도의 변화이다. 지구의 공전궤도는 원칙적으로 원을 그리며 도는 것이 정상인데 때에 따라서 타원으로 돌기도 한다. 즉 타원을 그리다가 어느순간부터는 지구와 한동안 심하게 떨어져 있을때가 있을 것이다. 그러면 자연스래 지구의 온도는 내려 갈것이고 이로 인해 빙하기가 찾아왔다는 주장이다. 두 번째는 지구의 세차운동이다. 즉 지가가 팽이처럼 움직인다는 뜻이다. 팽이가 돌다가 힘이 떨어지면 팽이의 축이 왔다갔다하여 팽이가 비스듬하게 움직이는 것을 볼 수 있다. 이것은 즉 지구의 자전축이 변하는데서 그 움직임의 원인을 찾을수 있다. 자전축은 21.5도에서 24.5도로 그 축이 시간이 지나면서 변화한다. 따라서 지구의 움직임 또한 팽이처럼 움직이는 것이고 그러면 태양으로부터 햇빛을 조금 받아 빙하기가 찾아온다는 말이다. 그러므로 지구의 자전축은 기후변화에 심각한 영향을 미친다.
  200만년전 빙하기전에도 정말 많은 동물들이 살고 있었다. 그러나 빙하기가 찾아오면서 많은 동물이 멸종했다. 특히 맘모스. 공룡들도 이즈음에 멸종한 것으로 알려져 있다. 빙하기가 오기 전 많은 동물들은 자연의 법칙에 따라 서로 정글에서 먹고 먹히면서 생명을 유지해오고 있었다. 그런데 어느 날 갑자기 찾아온 빙하기에서 갑자기 떨어지는 기온 때문에 초식동물들이 멸종하고 멸종한 초식동물을 먹고 살던 육식동물들도 덩달아 멸종되기 시작했다. 그런데 이 영상을 보다가 내가 잘못알고 있었던 것이 있었다. 그것은 맘모스와 그 외 초식동물들이 빙하기때 혹독한 추위에 멸종된 것이 아니라고 나왔다. 멸종한 시기는 빙하기가 끝나고 따뜻한 기후가 찾아 올 때쯤이라고 시사했다. 이유는 초원에 풀대신 나무가 자라나서 먹을 것이 부족하여 멸종하였다고 했다.
  인간역시 빙하기를 맞았다. 인류의 기원은 20만년전 아프리카 기원설이 있다. 아프리카에서 유럽, 아시아, 아메리카 등으로 이동하였다. 그러나 빙하기는 인류의 이동을 제한시키고 신체적 변화를 낳게했다. 그 대표적인 사례로 몽골인을 들 수 있다. 몽골인은 빙하기를 맞아 러이사 바이칼호 주변에 모여살게 되었다. 그곳은 지각에서 온천수 및 지열이 나와 빙하기를 맞은 인간에게 더없이 좋은 환경이 아닐수 없다. 빙하기가 끝나고 난 뒤 몽골인은 아시아 각지로 흩어져 오늘날 우리나라, 일본, 중국인을 대표하게 되었다. 여기서 의문이 생기는 것은 빙하기의 ‘인류는 멸망하지 않았을까?’ 하는 것이다. 결론부터 말하면 모든 인류가 멸망하지는 않았다고 한다. 빙하기는 한순간 찾아오는 것이 아니라 서서히 오게 되는 것이므로 살기좋은 곳(따뜻한 곳)의 사람들은 살아남았다. 인터넷의 기록을 찾아보니 빙하기의 인류의 10%는 생존했다고 나왔다. 이 자료를 보니 빙하기를 소재로 한 영화들이 꼭 꿈만 같은 이야기는 아닌 것 같다.

  다음으로 남극에 대한 이야기를 해보겠습니다. 남극은 앞에서도 말했듯이 얼음으로 덮인 거대한 대륙이다. 반면 북극은 유라시아 대륙과 북미대륙으로 둘러싸인 바다입니다. 말그대로 바다위에 빙산이 떠있는 것이다. 남극대륙의 연평균 기온은 -23℃정도이고, 중심부는 -55℃까지 떨어진다고 한다. 이런 남극에는 고등동식물은 찾아볼수 없다. 남극지역에 서식하는 동물로는 널리 알려진 펭귄류, 고래류 외에 바다표범, 물개, 조류 등을 들 수 있는데 그 동물들은 남극해와 그 연안의 노암지대를 서식처로 삼고 있다. 펭귄은 아델리펭귄과 코티펭귄등 17종류가 있으며, 조류로는 스노피전 바다제비류, 갈매기류 등 10여종류가 연안지역에 살고 있다. 바다표범은 레오퍼드바다표범 ·웨들바다표범 ·로스바다표범 ·게잡이바다표범 등 4종류가 있고, 물개는 케르겔렌물개 ·남아메리카물개 등을 볼 수 있다. 식물은 남극반도 북부에 2종의 현화식물(顯花植物)이 있는 외에, 약 70종의 이끼류, 400여 종의 지의류(地衣類)가 있다. 그들 식물군락에는 작은 진드기 ·박테리아 등이 기생하고 있다. 남극해의 고래잡이에는 제한규정이 있고, 남극조약은 동식물의 자연보호를 위해 특정지구를 지정하여 출입을 금지하는 한편, 각국에 보호를 위한 입법조치를 취하도록 권고하고 있다.

  남극해 표층에는 식물 플랑크톤이 풍부하여, 그것을 먹이로 하는 가재류가 번식하고, 그 가재류는 펭귄 ·바다표범 ·고래 등의 먹이가 되어, 먹이사슬을 형성하고 있다. 영상물에서는 펭귄에 대한 설명이 나왔다. 펭귄의 주식은 크릴이라는 동물플랑크톤이다. 크립은 항상 빙산주변에 모여있기 때문에 펭귄역시 빙산주변에 모여있게 된다. 여기서 중요하게 봐야 할 부분은 바로 먹이 사슬이다. 앞에서 말한 지구온난화로 인한 수온상승으로 남극 생태계에 큰영향을 주는 것이다. 그 출발은 식물성플랑크톤이다. 식물성플랑크톤은 동물성플랑크톤 ‘크릴’의 먹이가 된다. 그 크릴은 다시 펭귄의 먹이가 된다. 다시말해 지구온난화로 인해 식물성 플랑크톤의 수가 줄어듬으로 인해 크릴의 양도 줄어들고 따라서 펭귄이나 기타 조류, 바다표범의 수가 줄어들고 있다. 또 영상물에서는 펭귄들이 먹이를 찾아 장거리여행을 하는 장면이 나왔다. 수온상승이 남극 생태계에 영향을 주는 것을 시사하는 것이다.
  이런 남극의 기후변화에 대한 기록, 연구를 우리나라에서는 세종과학기지에서 담당하고 있다. 세종기지는 남쉐틀랜드 군도의 섬들 가운데 킹조지섬과 넬슨섬으로 둘러 싸인 맥스웰만에 있다. 킹조지섬은 사우스쉐틀랜드제도의 여러 섬 중 가장 큰 섬으로 남극 진입의 관문이라 할 수 있는 곳이다. 다른나라는 칠레·아르헨티나·우루과이·브라질·러시아·중국·폴란드·미국·페루·독일·체코·한국 등 12개국의 상주기지가 설치되어 있다. 한국이 남극에 과학기지를 설치하게 된 것은 1986년 11월 33번째로 남극조약 서명 국가가 된 후 해양연구소 극지연구실을 설치하면서부터다. 가장 큰 목적은 남극의 무한한 자원개발에 참여할 수 있는 연고권 획득에 있다. 한편, 세종기지의 건설과 함께 제1차 대한민국 남극연구단이 파견되어 1988년 2월∼1989년 2월에 해저지형 및 지층탐사, 저서생물·해양생물 채취, 육상지질 및 암석표본 채취, 육상 동식물 분포조사 등의 연구·조사활동을 하였고, 1989년 10월 세계 23번째 남극조약협의당사국(ATCP) 지위를 획득하였다. 2000년 2월 52평의 세종기지 중장비 보관동이 신축되었고, 동년 6월 극지연구센터가 극지연구본부로 명칭이 바뀌었다. 매년 남극과학연구단을 파견하여 남극 지역의 대기, 고층대기, 지질, 지구물리, 해양학적 환경 특성 규명, 기초 생산력, 동식물상에 대한 조사·연구, 자원 조사 등을 수행해 오고 있다. 

  분명 남극은 우리에게 있어서 무한한 연구대상이다. 그렇기 때문에 우리나라는 그곳에 세종과학기지를 설립했다. 남극이란 곳을 이제는 얼음덩이로만 봐서는 안된다. 남극의 그 수많은 빙하들 그것들은 단기간에 만들고자 하여서 생겨진 것이 아니다. 수만, 수억년을 거쳐서 다져지고 또 다져지면서 만들어진 것이다. 그곳에는 우리 선조 옛 조상의 얼이 곳곳에 숨어 있지도 모른다. 빙하라는 한낯 얼음덩이라고 사람들이 말하는 곳에 아마 반드시 귀중한 보물이 있을 것이다. 우리는 그것들을 찾아야하고 알아야할 필요성이 있다. 또한 남극은 대륙이다. 그대륙에 우리에게 예기치 못한 자원을 선물해줄지도 모른다. 하나의 큰대륙, 미지의 대륙으로 콜럼버스가 처음 아메리카대륙을 발견했을 때와 다를바 없다.

  빙하로 인한 지구온난화, 생태계 질서 등 여러 가지 방면으로 생각해볼 수 있었다. 지구온난화, 생태계질서 또한 각각의 문제점인 것 같지만 지구온난화가 나타나면서 생태계 질서도 흐트러지므로 어떻게 보면 서로서로 연관되는 하나의 문제이다.