인간이 만든 기후변화, 남극 파인 아일랜드 빙하 후퇴를 20% 가속화했다

핵심 발견: 접지선 후퇴의 20%는 인간이 직접 유발

연구진은 '앙상블 칼만 역전 데이터 동화(ensemble Kalman inversion data assimilation)' 방법을 사용하여 20세기 동안 인간이 유발한 기후 강제력이 있을 때와 없을 때의 PIG 행동을 각각 시뮬레이션했습니다 .

• 인간의 영향이 없었다면, 빙하의 접지선(grounding line, 빙하가 해저에 닿는 지점)은 실제 관측된 거리의 약 80%만 후퇴했을 것으로 나타났습니다 .
• 인간이 배출한 온실가스는 해양을 데워 빙하를 자연적인 기후 변동성만으로 발생했을 것보다 약 20% 더 밀어냈습니다 .
• 연구진은 이를 "대형 남극 빙하의 후퇴에 대한 인간의 영향을 정량화한 최초의 연구"라고 설명했습니다 .

지질학적 기록: 1940년대의 발단과 촉발 요인

여러 독립적인 증거들은 파인 아일랜드 빙하의 현대적 후퇴가 1940년대에 시작되었음을 가리킵니다.

• 퇴적물 코어 분석 결과, 해수가 빙하 아래 능선 정상을 넘어 빙하 아래에 해양 공동(ocean cavity)을 형성한 시점은 1945년(±12년) 이었습니다 . 이 공동은 따뜻한 해수가 빙하의 접지선까지 도달하게 하여 빙하의 안정적인 기반을 느슨하게 만들었습니다 .
• 이 후퇴는 당시 엘니뇨(El Niño) 변동성과 관련된 비정상적으로 따뜻한 해양 조건의 영향으로 촉발되었습니다 .
• 지질학 및 지질연대학 데이터는 또한 PIG가 약 8,000년 전 초기 홀로세(Early Holocene) 시기에 급격한 얇아짐을 경험했음을 보여주며, 이 빙하가 내부 역학보다는 외부 해양 및 대기 요인에 민감하다는 것을 입증합니다 .

모델 시뮬레이션: 되돌릴 수 없는 해양 빙상 불안정성

일단 촉발되자, PIG는 해양 빙상 불안정성(Marine Ice-Sheet Instability, MISI) 에 의해 주도되는 자체 지속적 후퇴 단계에 진입했습니다. MISI는 해수면 아래 역경사(retrograde) 해저에 놓인 빙하가 한계점을 넘으면 불안정해지는 과정을 말합니다.

• 2014년 Nature Climate Change 연구: 세 개의 독립적인 빙하 유동 모델은 PIG의 접지선이 "아마도 40km의 불안정한 후퇴에 접어들었으며" 시뮬레이션 과정에서 질량 손실이 크게 증가할 것이라고 보여주었습니다 .
• 2023년 Nature 연구: 연구진은 PIG가 지난 80년 이내에 돌이킬 수 없는 변곡점(tipping point)을 통과했음을 발견했습니다. 빙붕 아래 용융의 일시적 증가만으로도 빙하가 회복할 수 없는 한계점을 넘어서게 했으며, 가속화 단계는 1970년대~1990년대까지 지속되었습니다 .
• PIG와 스웨이츠 빙하(Thwaites Glacier)의 동시적 후퇴는 각 빙하의 내부 역학보다는 기후 변동성에 의해 조절되는 외부 해양 및 대기 강제력과 연결되어 있습니다 .

미래 해수면 상승에 미치는 영향

해수면 상승 기여도 전망:

• PIG 단독으로는 빙붕이 붕괴하지 않는다는 가정 하에, 예상되는 해양 온난화 수준에서 향후 200년 동안 최대 약 5.1cm의 전 지구적 평균 해수면 상승에 기여할 수 있습니다 .
• 더 넓은 아문젠 해만(Amundsen Sea Embayment, 스웨이츠 빙하 포함)이 전망을 지배합니다: 남극 빙상은 2100년까지 최대 30cm, 2200년까지 72cm(95번째 백분위수)를 기여할 수 있으며, 아문젠 해 지역이 2100년까지 최대 25cm, 2200년까지 48cm를 담당합니다 .
• 고배출 시나리오(RCP8.5)에서 남극의 총 기여는 2100년까지 약 0.3m, 2200년까지 3m 이상에 달할 수 있으며, 동남극의 상당한 기여도 포함됩니다 .

금세기 후반의 일시적 안정화 가능성:

• 일부 모델링에 따르면 PIG의 중앙 접지선은 해저의 안정화 구간에서 약 150년 이내에 일시적 정상 상태에 도달할 수 있습니다 .
• 그러나 이 안정화는 일시적입니다: 온난화가 지속되면 빙하는 안정화 지점을 지나 다시 역경사 지형으로 진입하면서 결국 후퇴를 재개합니다 .
• 전반적인 궤적은 회복이 아닌 후퇴 재개이며, 빙하 이동을 일시적으로 늦추는 기반암 능선에서 단기적 중단이 발생하더라도 마찬가지입니다.

요약

결론: 2025년 Cryosphere 연구는 처음으로 대형 남극 빙하의 후퇴가 인간이 유발한 기후변화에 직접 기인한다는 증거를 제시했습니다. 온실가스가 유발한 해양 온난화가 파인 아일랜드 빙하를 자연 상태보다 약 20% 더 멀리 밀어낸 것입니다. 이 빙하의 후퇴는 1940년대에 촉발되어 현재 인간의 시간 규모에서는 되돌릴 수 없지만, 금세기 후반에 일시적 중단이 발생한 후 후퇴가 재개될 수 있습니다.