[기후변화] 아문센해 전체 빙상 후퇴, "서남극 스웨이츠 빙하 대규모 감소. 1940년대 이미 시작

美·英 연구팀 "아문센해 전체 빙상 후퇴, 관측되기 30여년 전부터 진행"

Bathymetric map and core locations around the Thwaites Glacier margin. Inset shows location of detailed map (red) and the extent of Thwaites Glacier (pale red) and Pine Island Glacier (pale yellow) catchments. Multibeam bathymetry is compiled from NBP19-02 shipboard data and previous work (15, 30). Lower resolution, satellite-derived bathymetry is shown for sub-ice shelf areas and in places without multibeam bathymetry (31). Two major seafloor highs (H1 and H2) are indicated. REMA digital elevation model shown over grounded ice (32). Approximate grounding-zone locations are shown with lines for years: 1992 C.E. and 2011 C.E. (33); 2017 C.E. (34). Ice-shelf calving margin is from March 2019 C.E. (15). Location of an airborne radar profile collected in 1978 C.E. (dashed line) is also shown with a 10 km wide uncertainty window (13). New core data from NBP19-02 KC04 to KC23 discussed in text. Previous work on cores NBP19-02 KC04, KC23, and NBP20-02 KC33 mentioned in text (25). Red arrows mark CDW flow under the ice shelf, and the light blue arrow illustrates meltwater-enriched outflow (7).

 

폭이 130여㎞로 세계에서 가장 넓고 모두 녹을 경우 해수면을 65㎝ 상승시킬 수 있는 양의 얼음이 저장된 서남극 스웨이츠(Thwaites) 빙하가 1940년대부터 대량으로 녹기 시작했다는 연구 결과가 나왔다.

 

 

 

미국 휴스턴대 레이철 클라크 박사팀은 29일 과학 저널 미국립과학원회보(PNAS)에서 서남극 스웨이츠 빙하와 가까운 아문센해 해저 퇴적물을 분석, 빙하 녹는 게 가속화되는 게 관측된 것은 1970년대부터지만 1940년대부터 이미 대규모로 녹기 시작한 것으로 나타났다고 밝혔다.

 

 

 

연구팀은 이 결과는 서남극 빙하 중 가장 큰 파인 아일랜드 빙하가 1940년대에 녹기 시작했다는 이전 연구와 일치하는 것으로 빙하 후퇴가 특정 빙하에만 국한된 게 아니라 기후 변화라는 큰 맥락의 현상이며 일단 시작되면 막기 어렵다는 것을 보여준다고 말했다.

 

 

 

스웨이츠 빙하는 대륙 빙상이 바다로 흘러내리는 것을 막아 서남극 빙상의 안정성을 조절한다는 점에서 특히 중요하게 여겨진다. 이 빙하는 1970년대부터 빠르게 녹는 게 관측됐으나 그 시작이 언제인지는 불명확했다고 연구팀은 밝혔다.

 

 

연구팀은 이 연구에서 2019년 쇄빙연구선 너새니얼 B 팔머호를 이용해 스웨이츠 빙하 인근 아문센해에서 채취한 해저 퇴적물을 CT 촬영과 방사성 동위원소 납-210(210 Pb) 연대측정법 등으로 분석, 1만1천700여년 전 시작된 현 지질시대인 홀로세 초기부터 현재까지 빙하 역사를 재구성했다.

 

 

방사성 납-210은 반감기가 20년으로 짧아 지질시대 기준으로는 비교적 짧은 수천 년의 역사 기간을 상세하게 분석하는 데 적합하다. 반면 반감기가 약 5천년인 방사성 탄소는 수만~수십만 년 정도의 연대 측정에 많이 사용된다.

 

 

빙하 해양 퇴적물 분석 결과 아문센해에 접한 육상 빙하의 해안 경계선은 약 9천400년 전에 비해 45㎞까지 후퇴했으며, 지난 100년 동안 쌓인 퇴적물에는 환경 조건이 급격하게 변한 증거들이 포함된 것으로 나타났다.

Acoustic sub-bottom profiles across seafloor highs H2 (A) and H1 (B), which are former ice-shelf pinning points. The upper image shows the location of core site KC04 within a local basin on the H2 summit. The blue area schematically illustrates past ice shelf pinning near site KC04. Dark blue arrows indicate most likely directions of gravitational sediment transport. The lower image shows the locations of core sites KC15/MC16, JGC17 and KC19 on the SW flank of H1. Depths shown here are approximate as they are derived from a simple conversion of two-way travel time to depth assuming a constant acoustic velocity of 1,500 m/s.

 

높은 해저 지대에서는 적어도 1940년대 초부터 빙붕(ice-shelf)이 빠르게 얇아졌음을 보여주는 증거들이 발견됐고, 깊은 해저 분지의 퇴적물에서는 빙하 해안선이 1950년대에 빠르게 후퇴했음을 시사하는 증거들이 확인됐다.

 

 

 

공동연구자인 영국 남극연구소(BAS) 제임스 스미스 박사는 "이 연구는 스웨이츠 빙하와 파인 아일랜드 빙하, 그리고 아문센해 전체 빙상의 후퇴가 1940년대에 시작됐을 가능성을 보여준다"며 "이 결과가 중요한 것은 빙상 후퇴가 한번 시작되면 상황이 더 악화하지 않아도 수십년간 계속될 수 있다는 점"이라고 밝혔다.

Unpinning of the Thwaites Glacier Tongue (TGT) and Eastern Ice Shelf (EIS) from seafloor highs, previously named H1 and H2, during the twentieth century (panels above) in the context of the long-term climate and glaciological history of the Amundsen Sea drainage sector of the WAIS (timeline below; ASE: Amundsen Sea Embayment; PIG: Pine Island Glacier) ( 10 ,  13 ,  16 ,  37 ,  50 ,  56 – 58 ). White polygons in each panel illustrate areas where Thwaites Glacier is grounded and where the ice shelf is pinned to seafloor highs. Note that the ice shelf is floating between the grounding zone and pinning points. The white polygon beneath the ‘Thwaites Glacier’ label indicates approximate modern grounded ice extent in the south (bottom of the maps). The earliest satellite-based grounding-zone locations are from the 1990s ( 33 ). The radar profile implies that the grounding zone (gray and white line in the  Middle  panel) was advanced only ~5 km north in 1978 ( 13 ). Reconstructions are based on seafloor bathymetry, core chronology, airborne radar surveys, and satellite data ( 10 ,  13 ,  15 ,  37 ,  50 ). Water depth and core site names are shown in the  Right  panel. The intensification of westerlies in the early 1900s is noted with a question mark because some climate models do not clearly support this trend over the past century ( 59 ).

 

 

공동 교신저자인 휴스턴대 웰너 교수는 "빙하 후퇴는 극단적 엘니뇨 패턴 때문에 시작된 것으로 보이지만 엘니뇨가 수년 만에 끝난 뒤에도 스웨이츠 빙하와 파인 아일랜드 빙하가 계속 빠르게 후퇴한다는 점이 중요하다"며 "스웨이츠 빙하가 불안정해지면 서남극 모든 얼음이 불안정해질 가능성이 있다"고 경고했다.

 

 

 

◆ 출처 : PNAS, Rachel W. Clark et al., 'Synchronous retreat of Thwaites and Pine Island glaciers in response to external forcings in the presatellite era', https://doi.org/10.1073/pnas.2211711120

 

Abstract Today, relatively warm Circumpolar Deep Water is melting Thwaites Glacier at the base of its ice shelf and at the grounding zone, contributing to significant ice retreat. Accelerating ice loss has been observed since the 1970s; however, it is unclear when this phase of significant melting initiated. We analyzed the marine sedimentary record to reconstruct Thwaites Glacier’s history from the early Holocene to present. Marine geophysical surveys were carried out along the floating ice-shelf margin to identify core locations from various geomorphic settings. We use sedimentological data and physical properties to define sedimentary facies at seven core sites. Glaciomarine sediment deposits reveal that the grounded ice in the Amundsen Sea Embayment had already retreated to within ~45 km of the modern grounding zone prior to ca. 9,400 y ago. Sediments deposited within the past 100+ y record abrupt changes in environmental conditions. On seafloor highs, these shifts document ice-shelf thinning initiating at least as early as the 1940s. Sediments recovered from deep basins reflect a transition from ice proximal to slightly more distal conditions, suggesting ongoing grounding-zone retreat since the 1950s. The timing of ice-shelf unpinning from the seafloor for Thwaites Glacier coincides with similar records from neighboring Pine Island Glacier. Our work provides robust new evidence that glacier retreat in the Amundsen Sea was initiated in the mid-twentieth century, likely associated with climate variability.