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따뜻해진 북극 바다, 바다 속 소용돌이 강해진다

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따뜻해진 북극 바다, 바다 속 소용돌이 강해진다

2020.12.17 21:32
북극해 얼음면적 줄면서 소용돌이가 해수면 근처에서 활발하게 나타나...급격한 환경변화 우려
온난화로 북극해 빙하가 녹아 생존 위기에 처한 북극곰. 미국지질조사국제공
온난화로 북극해 빙하가 녹아 생존 위기에 처한 북극곰. 미국지질조사국제공

모든 바다에서는 소용돌이가 일어난다.  바다 깊이와 상관 없이 크고 작은 소용돌이가 일다가 멈추다가를 반복한다. 과학자들은 북극 바다에서 여름에는 소용돌이가 활발하다가 겨울이 되면 잠잠해지는 현상을 발견했다. 여름이면 해수면 50m 아래까지 발생하던 소용돌이가 겨울만 되면 전혀 발생하지 않는다. 미국 과학자들이 최근 비밀에 쌓여있던 북극 바다 소용돌이의 비밀을 풀었다. 

 

존 마셜 미국 매사추세츠공대(MIT) 해양학과 교수 연구팀은 북극 바다의 소용돌이가 겨울에는 해수면 얼음이 늘어나면서 생기는 마찰 때문에 발생하지 않는다고 국제학술지 ‘물리해양학 저널’ 15일자에 소개했다.

 

지구 대기 중에서 발생하는 태풍이나 허리케인처럼 대류 현상이 발생하는 바다에서도 소용돌이 현상이 발견된다. 현상을 흔히 '에디'라고 부르기도 한다. 바다 속 소용돌이의 크기는 반경 수십m에서 최대 100km에 이르며 최대 1~2년까지 계속되기도 한다. 소용돌이는 모든 바다에서 일어나는 현상이지만 특이하게도 북극해에서는 겨울이 되면 해수면에서 수심 50m까지 영역에선 사라지는 모습을 보였다.

 

MIT 제공
 북극해의 소용돌이 현상을 시뮬레이션 한 모습. 왼쪽은 해수면 아래 17m를, 오른쪽은 해수면 아래 147m를 시뮬레이션 한 결과다. 색이 붉을수록 속도가 빠름을 나타낸다. 매사추세츠공대 제공

연구팀은 해양현상 시뮬레이션을 통해 대기의 바람와 지나가는 배의 모터, 해수면 얼음 등이 바닷물의 유속에 어떤 영향을 주는지 분석했다. 바닷물의 속도는 소용돌이가 만들어지는 핵심 요소로 빠르게 흐를수록 많은 소용돌이 활동이 발생한다. 그런 다음 어떤 시나리오에서 소용돌이가 사라지는지 조사했다.

 

여러 시나리오 가운데 해수면 얼음이 두꺼워지면 해수면 50m 아래 소용돌이가 사라지는 것으로 나타났다. 연구팀은 "해수면 얼음과의 마찰 때문에 바닷물의 유속이 느려져 소용돌이가 발생하지 않는 것으로 분석된다"며 "반면 50m에서 300m 사이의 깊이에서는 마찰이 적어 유속이 빨라지자 소용돌이가 발생했다"고 설명했다. 대기의 바람 등 다른 조건에 따른 시뮬레이션도 진행했지만 소용돌이 소멸과는 크게 관련이 없는 것으로 분석됐다.

 

북극의 겨울과 여름에 형성되는 얼음량은 3~4배가량 차이 난다. 미국 국립빙설자료센터(NSIDC)에 따르면 2019년 9월 북극의 최소 얼음 면적은 415만 ㎢, 2020년 3월 북극의 최대 얼음 면적은 1500만㎢로 나타났다.

 

과학자들은 기후변화로 북극 얼음가 빠르게 녹고 있다는 점에 주목하고 있다. 올해 북극을 덮고 있던 월 평균 얼음 면적은 528만㎢로 역대 관측 이래 최저치를 찍었다. 지난 1981년부터 2010년 사이 평균치보다 16% 줄었다.

 

과학자들은 북극해 얼음면적이 줄면서 소용돌이가 해수면 근처에서 활발하게 나타나고 결과적으로 북극의 환경에 혼란을 가져올 수 있다는 우려를 제기하고 있다. 소용돌이가 치면 소용돌이 안쪽의 바닷물과 바깥쪽 바닷물이 밀도와 염도에서 차이가 나타나면서 환경에 변화를 가져올 수 있다는 것이다. 마셜 교수는 “북극의 얼음이 녹으면서 미래 북극의 환경은 갈수록 불안정해질 것”이라며 “생태계에서부터 기후까지 다양한 면에서 그 영향을 확인할 수 있을 것”이라고 말했다.

 

 

 

 

 

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