대서양의 해양 순환이 빠르면 2025년에 붕괴되어 전세계 기후에 큰 악영향을 미칠 가능성을 시사

 

해양의 순환은 지구의 기후에 큰 영향을 미치는 동시에 지구 온난화의 영향을 받아 변화합니다. 덴마크 코펜하겐 대학의 연구팀이 발표한 새로운 논문에 의하면 열대의 따뜻한 해수를 북쪽으로, 북부의 차가운 해수를 남쪽으로 보내는 것으로 북반구의 기후에 큰 영향을 미치는 「대서양 남북 열염순환(AMOC)」이 이르면 2025년에 붕괴될 가능성을 시사했습니다.

Warning of a forthcoming collapse of the Atlantic meridional overturning circulation | Nature Communications
https://doi.org/10.1038/s41467-023-39810-w

물속 수백 미터의 깊은 층에서 발생하는 글로벌 해양 순환은 해수의 밀도를 결정하는 소금의 농도와 해수 온도에 의해 발생하기 때문에 열염 순환이라고 합니다. 해류에 의해 산소나 영양소, 탄소, 열이 벨트 컨베이어와 같이 세계 규모로 순환함으로써 현재 지구의 기후가 유지되고 있는 것입니다. 

대서양에서 가장 중요한 열염 순환인 AMOC는 멕시코 만류 등을 포함한 여러 해류로 구성되어 있습니다. AMOC는 염분 농도와 밀도가 높은 표층의 해류를 북쪽으로 보내, 그 해류가 그린란드 해안에서 열을 방출함과 동시에 냉각되어 저층으로 가라앉습니다. 가라앉은 해류는 천천히 남쪽으로 돌아와 남쪽 해역에서 따뜻해져 표층으로 올라와 다시 북쪽으로 보내지는 순환이 이루어집니다. 

NASA의 고더드 우주비행센터가 작성한 아래 그림을 보면, 붉게 표시된 표층의 해류와 청색으로 표시된 하층의 해류가 지구 규모로 순환하고 있습니다.

AMOC는 '더 빠르고 강한 모드(현재 상태)'와 해류 순환이 부족해지는 '더 느리고 약한 모드'의 두 가지 상태가 번갈아 전환되고 있다고 여겨지고 있습니다. 마지막으로 모드가 전환된 것은 약 1만 년 전에 끝난 최종 빙하기이며, 이 때는 그린란드 부근의 기후는 불과 10년 이내에 10~15도 상승했다는 것.

AMOC가 현재의 「보다 빠르고 강한 모드」에서 「보다 느리고 약한 모드」로 전환할 경우, 유럽이나 북미의 기온은 10년 이내에 5도 정도 떨어질 가능성이 있다고 합니다. 최근에는 그린란드의 빙하붕괴 등에 의한 담수 유입에 의해 해수의 밀도나 염분 농도가 변하여 AMOC가 약해지고 있다고 지적되고 있습니다.

2021년에는 AMOC의 안정성이 지난 1세기 사이 거의 완전히 손실되어 모드 전환점이 멀지 않았고, 곧 도래하는 것이 아닌가 하는 연구 결과도 발표되고 있습니다. 

해양 순환 시스템의 하나인 대서양 남북 열염 순환의 안정성이 거의 완전히 손실되었다는 연구
https://doi.org/10.1038/s41558-021-01097-4

Climate crisis: Scientists spot warning signs of Gulf Stream collapse

그러나 AMOC의 직접적인 관측 데이터는 2004년 이후의 것 밖에 없기 때문에 장기적인 규모로 AMOC의 변동을 분석하는 것은 어려웠습니다. 그래서 코펜하겐 대학의 통계학 교수인 수잔 디트레우센 등의 연구팀은 1870년부터 측정되고 있는 북대서양의 표면 해수 온도의 데이터를 통계 모델에 입력하여 AMOC의 변동에 대해 예측했습니다.

그 결과, AMOC의 모드는 당초 예상보다 훨씬 빠르고, 2025년 ~ 2095년 사이에 전환할 가능성이 있는 것이 판명되었습니다. 

논문의 공동 저자인 코펜하겐 대학의 피터 디트레우센은 과학계 미디어인 Live Science에서 "AMOC의 붕괴가 매우 가까울 수 있으며 그 결과는 매우 심각하기 때문에 지금 바로 행동을 취해야 합니다."라고 코멘트하고 있습니다. 

해외 언론인 가디언은 "AMOC가 붕괴되면 인도 · 남미 · 서아프리카에 사는 수십억 명의 식량조달에 필요한 강수량에 악영향을 미치고, 전 세계에 비참한 결과를 가져올 것입니다. 거기에 폭풍우도 증가하여 기온이 내려가 북미 동해안에서는 해면 상승이 이어질 것입니다. 또한 아마존의 열대우림과 남극의 빙하도 위험에 처할 가능성이 있습니다."라고 말했습니다.

한편 이번 연구에 대해서는 해류속도의 예측에 해수온도를 사용한다는 점에서 불확실성이 존재하고 있으며, 결론에 이르기까지 많은 가정과 미지의 변수가 있다는 지적도 나오고 있습니다. 맥스 플랑크 기상 연구소의 소장인 Jochem Marotzke 씨는 "수학적으로는 전문적인 것처럼 보이지만, 물리적인 기초는 매우 불안정합니다."라고 지적, 유니버시티 칼리지 런던의 지리학 부교수인 David Thornalley 씨도 이 연구에는 미지수가 많아 추가적인 연구가 필요하다는 견해를 보였습니다.