해마다 북극 그린란드에 여름이 오면 두터운 빙상 표면 곳곳이 녹아 낮은 곳에 호수가 생겨나는데 이렇게 생긴 수천개의 빙하면 호수 가운데 13%는 말 그대로 하룻밤 새 사라진다고 한다. 2006년 처음 발견 된 이후 사라지는 원인은 계속 거대한 미스터리였다.

바로 이런 호수.

그런 현상이 처음 발견된 건 2006년 7월. 그린란드 서부 해안 근처에 형성된 10m, 폭 3㎞에 달하는 노스 레이크에서 5000만t 가까운 용량의 물이 2시간도 걸리지 않아 모조리 사라졌다. 나이아가라 폭포를 흐르는 물보다 빠르게 호숫물이 얼음 밑바닥의 틈으로 빠져나갔다.

나이아가라 폭포보다 더 빨리 물이 빠지는 영상.

과학자들은 호수 바닥 얼음층에 수압에 의한 틈이 생겨 마치 깨진 욕조에서 물이 빠지는 것처럼 호숫물이 사라진 것임을 알아 챘지만 어떻게 호수 바닥에 그런 틈이 생기는지는 미스터리로 남았다.

미국 매사추세츠 공대(MIT)와 우즈홀 해양연구소 연구진은 노스 레이크 주변 16곳에 범지구위치결정시스템(GPS)을 설치해 정밀 관측했다. 연구자들은 2011년부터 3년에 걸쳐 호수가 사라지기 직전과 배수 과정, 배수 직후의 관측결과로부터 미스터리를 풀 해답을 발견해 과학저널 <네이처> 4일치에 발표했다.

연구결과를 보면, 배수 현상은 빙상 표면과 기반암 사이를 수직으로 잇는 기다란 터널 같은 통로를 통해 호숫물이 흘러들어가는 데서 시작한다. 물이 이 통로로 흘러 들어가면서 빙상의 바닥과 기반암 사이 공간이 부풀어 오른다.

그 결과 호수 바닥은 밑에서 수직 방향으로 솟아오르는 힘을 받아 양쪽으로 잡아당기는 효과가 나타나다가, 어느 순간 호수 바닥이 견디지 못하는 순간 균열이 생기며 호수 바닥부터 빙상 바닥까지 수직으로 파열된다.

» 호숫물이 배출되는 과정. a. 빙상 위에 호수 형성 b. 수직 통로로 물이 빙상과 기반암 경계에 유입돼 팽창 c.장력을 이기지 못하고 호수 바닥의 얼음층이 파열됨. 하늘색 파열면이 배수구 구실을 한다. 그림=스티븐슨 외 <네이처>

측정 결과 그 순간 빙상은 파열의 충격으로 수평으로 45㎝를 이동했다. 이 정도의 에너지는 규모 5.5의 강한 지진에서 분출되는 수준이다. 긴 선 형태로 파열된 틈을 통해 물이 빠르게 새어나간다.

이번 연구결과는 기후변화와 관련해 중요한 의미를 지닌다. 논문 제1 저자인 로라 스티븐스 엠아이티 박사과정생은 “빙하 위 호수들이 어떻게 왜 배수되는지를 이해하는 것은 그린란드의 빙상이 기후변화 시대에 얼마나 해수면 상승을 일으킬지를 예측하는데 필수적이다.”라고 이 대학 보도자료에서 말했다.

연구자들은 이런 갑작스런 호수의 배수현상이 현재로는 그린란드 해안가에서만 관찰된다고 논문에서 밝혔다. 내륙에서는 여름에 호수가 생겨 호숫물이 개울을 통해 크레바스로 흘러들다가 겨울이면 다시 얼어붙는다.

그린란드의 빙상이 모두 녹으면 지구의 해수면을 6m 높이는 큰 재앙을 불러오는 것으로 알려져 있다. 최근 그린란드의 해빙 추세는 해마다 기록을 갈아치우고 있어 얼음층의 동태에 큰 관심이 쏠리고 있다.