"무섭게 느껴졌어요... 마치 야간 공격 중 불타는 도시에 갇힌 것처럼." 아윈 에드워즈 박사는 전쟁을 묘사하는 것이 아니라, 최근 스발바르 빙하에서 기록적인 여름 더위로 연구 현장이 녹은 물과 굴러떨어지는 바위의 급류로 변한 무더운 안개 낀 날을 설명하고 있었다.
에드워즈 박사는 빙하 생태학을 전문으로 하며, 빙하와 빙상 위, 내부, 주변에 존재하는 생명을 연구한다. 20년간의 극지 연구 끝에 그는 항상 빙하 위에서 "평온하고 편안함"을 느꼈다. 하지만 급격한 기후 변화가 그 안전감을 서서히 깎아내리고 있다.
전 지구적 기온은 아직 파리 협정의 1.5°C 상승 한계를 넘지 않았지만, 북극은 오래전에 그 한계를 넘어섰다. 스발바르는 전 세계 평균보다 7배 빠르게 따뜻해지고 있다.
이 연약한 생태계와 그것이 유발할 수 있는 수조 달러 규모의 기후 관련 비용을 이해할 시간이 점점 줄어들고 있다.
에드워즈 박사는 자신이 연구하는 추위에 적응한 미생물들을 "북극 쇠퇴의 전령이자 선동자"라고 부른다. 최근 연구에 따르면 눈과 얼음에 서식하는 미생물들은 녹는 속도를 가속화하는 피드백 고리를 만들 수 있다. 지구 담수 자원의 70% 이상이 얼음과 눈에 갇혀 있고, 수십억 명이 빙하에서 흘러나오는 강물에 의존하는 상황에서 이는 전 세계적인 영향을 미친다.
하지만 모든 극지 미생물이 지구 온난화를 악화시키는 것은 아니다. 일부는 메탄 배출을 늦추는 데 도움을 줄 수도 있다—적어도 지금은.
### 얼어붙은 열대우림
최근까지 과학자들은 북극의 얼음과 눈이 대부분 생명이 없다고 믿었다. 세계 최북단 마을 근처에 있는 룽예르브린 빙하에서 에드워즈 박사는 지난 겨울의 눈을 파내며 그 가정이 왜 틀렸는지 설명한다.
새로 내린 눈마다 미생물을 실어 오며, 놀랍게도 미생물들은 눈송이 형성까지 유발할 수 있다. 빙하 눈 1세제곱센티미터당 수백에서 수천 개의 생명체가 살고 있으며, 일반적으로 그 4배에 달하는 바이러스가 존재한다. 이는 비옥한 토양만큼 복잡한 생태계다. "여기서 생존하는 생명체들은 놀라울 정도로 진화했습니다."라고 에드워즈 박사는 말한다.
여름이 되면 붉은 색소를 가진 조류가 눈 표면에서 번성하며, 광합성을 위해 햇빛을 쫓아 위아래로 헤엄치지만 자외선 피해는 피한다. 이 조류가 대량으로 번성하면 "수박 눈" 또는 "피 눈"이 만들어지는데, 이 현상은 아리스토텔레스 시대부터 기록되어 왔다.
눈 아래에서 에드워즈 박사의 삽은 단단한 빙하 얼음에 부딪힌다. 이곳은 또 다른 번성하는 서식지로, 미생물들은 극심한 추위, 부족한 영양분, 북극 겨울의 끝없는 어둠과 여름의 끊임없는 낮 사이에서 생존한다. "빙하를 볼 때 저는 단순히 얼음만 보지 않습니다. 저는... 3차원 생물반응기를 봅니다."라고 그는 말한다.
얼음 속에는 어두운 흙 같은 조각들이 박혀 있다. 평범해 보이지만, 이 "크라이오코나이트 입자"들은 종종 빙하의 "얼어붙은 열대우림"이라고 불린다. 각 입자는 박테리아, 곰팡이, 바이러스, 원생생물, 그리고 물곰이나 선충 같은 작은 동물들로 가득 찬 자급자족하는 미니 생태계다.
이러한 미생물 군집은 지구적 과정을 형성할 수 있지만, 많은 빙하학자들이 이를 단순히 "불순물"로 치부하는 것에 에드워즈 박사는 좌절감을 느낀다. "해양학자들이 바다의 물고기를 불순물로 취급하지는 않을 겁니다."라고 그는 지적한다.
얼음과 눈 표면의 미생물들은 햇빛을 흡수하고 자외선으로부터 자신을 보호하기 위해 어두운 색소를 생성한다. 그들은 또한 먼지와 파편을 가두어 얼음과 눈을 더 어둡게 만드는데, 이는 더 많은 열을 흡수함으로써 녹는 속도를 가속화한다.
얼음 위의 미생물들은 더 많은 열을 흡수해 더 빠르게 녹게 만든다—이 현상을 "생물학적 암흑화"라고 부른다. 이 미생물들은 또한 공기 오염, 산불 연기, 또는 줄어드는 빙하와 확장되는 건조지에서 날아온 먼지 등으로 인한 영양분 증가와 같은 지구적 변화에 반응한다. "오늘날의 적설 화학 성분은 산업화 이전과 다릅니다."라고 에드워즈 박사는 말한다. 지구 온난화로 인한 기온 상승과 더 길어진 녹는 시기는 이 얼음 암흑화 미생물들의 성장을 더욱 가속화한다.
이러한 요소들이 합쳐져 위험한 순환이 만들어진다: 미생물들이 얼음을 어둡게 만들고, 온도를 높이며 녹는 속도를 가속화하고, 이는 더 많은 영양분이 풍부한 파편을 노출시킨다. 이 파편은 더 많은 미생물 성장을 촉진해 표면을 더욱 어둡게 만든다.
매년 여름, 생물학적으로 암흑화된 지역—우주에서도 보이며 최소 100,000제곱킬로미터에 달하는—이 그린란드 남서부 빙상에 형성된다. 2020년 연구에 따르면 그곳의 미생물들은 4.4~6.0 기가톤의 녹은 물 유출에 기여하며, 총 얼음 손실의 최대 13%를 차지한다. 그린란드의 얼음은 전 세계 해수면을 7미터 이상 상승시킬 만큼의 물을 담고 있다. IPCC 보고서는 이러한 영향을 인정하지만, 아직 기후 모델에 반영되지는 않았다.
빙하의 녹은 물은 유럽 알프스, 히말라야, 중앙아시아에 걸쳐 20억 명 이상의 사람들에게 음용수, 농업, 수력 발전을 위해 중요하다. 그러나 지구 온난화가 파리 협정 목표로 제한되더라도, 이 빙하들의 절반은 이번 세기 말까지 사라질 것이다.
### 메탄: 숨겨진 위협
얼음 암흑화 외에도 또 다른 위험이 도사리고 있다: 메탄. 북극에서는 빙하와 영구 동토층이 이 강력한 온실 가스의 광대한 지하 매장량을 가두고 있다. 하지만 최근 연구들은 빙하 아래에서 번성하는 미생물들도 대량의 메탄을 생산할 수 있음을 보여준다. 영구 동토층이 해빙되고 빙하가 후퇴함에 따라, 깊은 지하에서 예상치 못한 메탄 방출이 점점 더 큰 위험이 되고 있다.
룽예르뷔엔에서 피오르드를 건너 앤디 호드슨 교수는 "핑고"를 연구한다. 핑고는 압력을 받은 지하수가 얼어붙은 땅을 뚫고 나올 때 형성되는 둔덕이다. 이 형상에서 나오는 물은 메탄으로 포화되어 있다. 호드슨 교수는 빙하가 "경관을 파열시키고 가스를 밖으로 내보내는" 효과와 비교한다. "영구 동토층 아래에서 유체가 빠져나가는 곳마다 메탄이 땅에서 스며나오고 있습니다."
마치 예고라도 하듯, 핑고 웅덩이 표면에서 갑자기 메탄 거품이 터진다. "50페타그램의 메탄 폭탄이 터질 것이라고 말하는 건 아닙니다."라고 호드슨 교수는 말한다. 하지만 북극의 피드백 고리가 기후 비용에 25~70조 달러를 추가할 수 있는 만큼, 위험은 엄청나다.
호드슨 교수가 이 현장을 과도하게 걱정하지 않는 한 가지 이유는 핑고에서 살고 있는 메탄을 먹는 미생물—메탄영양균—을 발견했기 때문이다. "이 미생물들이 위기를 막고 있습니다."라고 그는 말한다. 그들이 모든 배출을 막지는 못하지만, 그들이 없다면 훨씬 더 많은 메탄이 빠져나갈 것이다.
### "불치병에 걸린 빙하"
스발바르 중부에 있는 포나 빙하 표면에 서서 에드워즈 박사는 지난 여름 이후 빙하 표면이 4미터 낮아졌으며, 2011년 첫 방문 때보다 크게 줄어들었다고 말한다. "이 빙하는 불치병에 걸렸어요."라고 그는 말한다. "호스피스 치료를 받고 있지만, 아무도 신경 쓰지 않는 것 같아요."
모든 생명체처럼, 각 빙하에는 고유한 미생물 군집이 서식하며, 때로는 다른 곳에서는 찾아볼 수 없는 종을 포함하기도 한다. 에드워즈 박사가 작년에 연구했던 미생물 서식지를 찾지 못하고—아마도 녹아내리고 침식되어 사라진—그 경험을 산호초 생물학자들이 자신들의 연구 현장이 표백되어 죽어가는 것을 지켜보는 것에 비유한다. 이 위기에 처한 눈과 얼음 속 미생물들은 과학적으로 가치 있을 뿐만 아니라, 엄청난 경제적 잠재력도 지닐 수 있다. 그들의 극한의 추위, 어둠, 낮은 영양분에 대한 유전적 적응은 의학, 산업, 폐기물 처리에 대한 생물공학적 해결책의 보고를 제공한다. 하지만 지구 온도가 상승함에 따라, 우리는 이 독특한 생물 다양성을 연구하고, 이용하고, 보존할 기회를 빠르게 잃고 있다.
에드워즈 박사는 극지 미생물을 보호하기 위한 국제 저장소를 제안한다—근처 영구 동토층 저장실에 작물 다양성을 보관하는 스발바르의 세계 종자 저장고와 유사한 것이다. "제가 은퇴하거나 죽을 때, 이 미생물 기록이 후세를 위한 지속 가능한 자원으로 남기를 바랍니다."라고 그는 사라져 가는 광활한 풍경을 가리키며 말한다. "왜냐하면 그들에게는 이 빙하도, 저 빙하도, 저기 있는 빙하도 없을 테니까요."
많은 방문객들이 스발바르의 장관을 이루는 야생동물을 보러 오는데—지금은—아직 풍부하다. 중앙 피오르드를 가로지르는 보트 여행 동안 우리는 80마리가 넘는 흰돌고래를 발견한다. 하지만 이 번성하는 무리조차도 보이지 않는 미생물들에 의존한다: 고래들은 플랑크톤을 먹는 물고기를 먹고, 플랑크톤은 근처 빙하에서 나오는 영양분으로 자라는 해양 미생물에 의존한다—에드워즈 박사가 연구하는 바로 그 미생물들이 부분적으로 형성한 서식지다.
스발바르 중부에 있는 노르덴셰울드브린 빙하. 사진: 벤 마르티노가
이것은 극지 미생물들이 단순히 얼음 녹음과 지구 기후에만 영향을 미치는 것이 아니라, 전체 생태계를 유지한다는 것을 상기시켜 준다. 그들이 없다면 이 풍요로움은 사라질 것이다.
에드워즈 박사는 잦은 북극 방문을 요양원에서 혈관성 치매로 고생하던 아버지를 방문하는 것에 비유한다. 매번 방문마다 더 큰 쇠퇴가 드러났다. "점진적인 과정이었어요."라고 그는 말한다. "하루하루의 상실을 눈치채지는 못할 겁니다."
### **북극 빙하의 미생물로 인한 돌이킬 수 없는 쇠퇴에 관한 FAQ**
#### **초보자 수준 질문**
**1. 북극 빙하에 무슨 일이 일어나고 있나요?**
북극 빙하들은 미생물들이 얼음을 어둡게 만들어 더 많은 열을 흡수하게 하고 더 빨리 녹게 함으로써 가속화된 속도로 녹고 있습니다.
**2. 미생물들은 어떻게 빙하 녹음을 가속화하나요?**
조류 같은 미생물들이 얼음 위에서 자라며 어둡게 만듭니다. 어두운 얼음은 더 많은 햇빛을 흡수해 열을 증가시키고 녹는 속도를 높입니다.
**3. 왜 이 쇠퇴가 "돌이킬 수 없는" 것으로 간주되나요?**
빙하들이 특정 지점을 넘어 녹으면 자연적으로 회복할 수 없어, 얼음의 영구적 손실과 해수면 상승으로 이어집니다.
**4. 북극 빙하 녹음의 주요 결과는 무엇인가요?**
더 높은 해수면, 생태계 교란, 그리고 지구적 기상 패턴 변화입니다.
**5. 인간이 이 문제에 기여하고 있나요?**
네, 온실 가스 배출로 인한 기후 변화가 북극을 따뜻하게 만들어 빙하들을 미생물 성장과 녹음에 더 취약하게 만듭니다.
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#### **고급 수준 질문**
**6. 얼음을 더 빨리 녹게 하는 특정 미생물들은 무엇인가요?**
주로 얼음 조류와 빙하 표면을 어둡게 만드는 박테리아입니다.
**7. 미생물 성장은 다른 녹는 요인들과 어떻게 비교되나요?**
미생물들은 지구 온난화로 인한 녹음을 증폭시킵니다—이산화탄소의 역할을 대체하는 것은 아니지만 그 영향을 악화시킵니다.
**8. 미생물로 인한 얼음 녹음을 멈추거나 되돌릴 수 있나요?**
직접적으로는 아니지만, 전 세계적 배출을 줄이면 온난화를 늦춰 미생물 성장과 얼음 손실을 제한할 수 있습니다.
**9. 미생물 녹음을 상쇄하는 자연적 과정이 있나요?**
겨울 눈 덮임은 일시적으로 미생물 활동을 줄일 수 있지만, 온난화 추세가 이 효과를 압도합니다.
**10. 이 문제를 해결하기 위해 어떤 연구가 진행되고 있나요?**
과학자들은 미생물 영향을 연구하고, 얼음을 인위적으로 하얗게 만드는 실험을 하며, 빙하 후퇴를 모니터링해 미래 변화를 예측합니다.
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#### **실질적 우려 사항 & 예시**
**11. 북극 빙하들이 얼마나 빨리 사라질 수 있나요?**
일부는 수십 년 내에 사라질 수 있지만, 북극 얼음 전체 손실에는 수세기가 걸릴 수 있습니다—비록 티핑 포인트는 더 빨리 도래할 수도 있습니다.
**12. 배출을 멈추면 빙하들을 구할 수 있나요?**
녹는 속도를 늦
