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

획기적인 연구 (2025년 6월, The Cryosphere 저널)

킹스 칼리지 런던(King's College London)이 주도하고 영국 남극조사단(British Antarctic Survey)이 참여한 세계 최초의 연구가 2025년 6월 28일 사전 공개되었으며, 현재 The Cryosphere 저널의 심사를 받고 있습니다 . 이 연구는 인간이 유발한 기후변화가 산업화 이후 파인 아일랜드 빙하(Pine Island Glacier, PIG)의 후퇴에 미친 역할을 직접 정량화했습니다 . 대형 남극 빙하의 후퇴에 인간이 얼마나 기여했는지 수치로 제시한 것은 이번이 처음입니다 .

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

측면	핵심 발견
촉발	따뜻한 해수가 약 1945년에 빙하 아래 능선을 처음 넘어 공동 형성 시작
인간 기여	인간 유발 기후변화가 전체 접지선 후퇴의 약 20% 를 유발
자연 기준선	후퇴의 약 80%는 자연적인 기후 변동성만으로도 발생했을 것
되돌릴 수 없음	PIG는 MISI로 인해 돌이킬 수 없는 변곡점 통과; 후퇴는 자체 지속적
해수면 기여도	200년간 PIG에서 약 5.1cm; 고배출 시나리오에서 남극 전체는 2100년 최대 30cm, 2200년 3m 이상
안정화	약 150년 내에 기반암 능선에서 일시적 멈춤 가능, 이후 온난화 지속 시 후퇴 재개

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.