포괄적인 과학적 검토에 따르면 수십억 톤의 온실 가스를 함유한 북극 영구 동토층의 해빙은 이 지역의 중요한 기반 시설뿐만 아니라 지구 전체의 생명을 위협합니다.
이번주에 발표된 영구 동토층에 대한 6건의 연구 중 하나에 따르면 이 지역의 연화지 위에 건설된 도로, 파이프라인, 도시 및 산업의 거의 70%(대부분 러시아)가 세기 중반까지 심각한 손상에 매우 취약합니다.
또 다른 연구에서는 오랫동안 얼어붙은 토양에서 배출되는 메탄과 CO2가 온난화를 가속화하고 지구 온도 상승을 살기 좋은 수준으로 제한하려는 전 세계적인 노력을 압도할 수 있다고 경고합니다.
더 이상 얼음으로 가두어지지 않는 가연성 유기물의 노출도 전례 없는 산불을 일으키며 영구 동토층을 세 가지 위협으로 만들고 있다고 연구 보고서는 밝혔습니다.
북반구 육지의 4분의 1을 덮고 있는 영구 동토층은 현재 대기에 존재하는 탄소의 2배, 1850년 이후 인간 활동에 의해 배출된 양의 3배를 함유하고 있습니다.
정의에 따르면 영구 동토층은 수천 년이 지났지만 2년 이상 섭씨 0도(32F)보다 낮은 온도에 있었던 땅입니다.
북극 지역의 온도는 지난 반세기 동안 산업화 이전 수준보다 섭씨 2~3도 상승하여 전 세계보다 2~3배 더 빠르게 상승했습니다.
이 지역은 또한 겨울의 기온이 이전 평균보다 최대 40도까지 치솟는 일련의 기이한 기상 이변을 목격했습니다.
캘리포니아 공과대학(California Institute of Technology) 제트 추진 연구소의 과학자인 Kimberley Miner가 이끄는 연구원들은 영구 동토층 자체가 2007년에서 2016년 사이에 평균적으로 거의 0.4C 상승하여 "빠른 해빙 속도와 잠재적인 오래된 탄소 방출에 대한 우려를 불러일으켰습니다"라고 말했습니다. .
좀비 화재
그들의 연구는 향후 수십 년 동안 온실 가스 배출량이 크게 감소하는 시나리오에서도 2100년까지 영구 동토층의 약 400만 평방 킬로미터가 손실될 것으로 예상합니다.
상승하는 온도가 용융 가속화의 유일한 동인은 아닙니다.
북극 산불은 해동될 영구 동토층을 빠르게 확장시킨다고 연구자들은 지적합니다.
기후가 따뜻해짐에 따라 이러한 원격 제어되지 않은 화염은 세기 중반까지 130%에서 350% 증가하여 영구 동토층 탄소를 점점 더 많이 방출할 것으로 예상됩니다.
실제로 해동은 묻힌 유기 탄소를 더 가연성으로 만들어 추운 겨울 내내 타오르는 "좀비 화재"를 일으켜 봄과 여름에 다시 발화합니다.
"이러한 지하 화재는 이전에 내화성이 있다고 생각되었던 환경에서 기존 탄소를 방출할 수 있습니다"라고 Miner와 동료들은 경고합니다.
가장 즉각적인 위협은 이 지역의 인프라입니다.
북반구 영구 동토층은 약 120,000개의 건물, 40,000km(25,000마일)의 도로, 9,500km의 파이프라인을 지원한다고 핀란드 Oulu 대학의 과학자인 Jan Hjort가 주도한 또 다른 연구에 따르면
"온도가 녹는점 이상으로 상승하고 얼음이 녹으면서 토양의 강도가 크게 떨어집니다."라고 연구는 지적했습니다.
얼어붙은 토양 위에 여러 대도시와 상당한 산업 공장이 있는 러시아보다 더 취약한 국가는 없습니다.
Vorkuta 시 건물의 약 80%가 이미 영구 동토층의 이동으로 인한 변형을 보이고 있습니다.
러시아 북극의 석유 및 가스 추출 분야의 거의 절반이 현재 기반 시설과 미래 개발을 위협하는 영구 동토층 위험이 있는 지역에 있습니다.
갑작스런 붕괴
2020년에는 연료 탱크 지지대가 갑자기 시베리아 노릴스크(Norilsk) 시 근처 땅으로 가라앉으면서 연료 탱크가 파열되어 21,000톤의 디젤이 인근 강으로 유출되었습니다.
영구 동토층을 녹이는 것은 식물의 기초를 약화시키는 것으로 비난을 받았습니다.
북미에는 영구 동토층에 건설된 대규모 산업 센터가 없지만 수만 킬로미터에 달하는 도로와 파이프라인도 점점 취약해지고 있습니다.
과학자들은 10년 이상 전에 알고 있었지만 북극 토양이 따뜻해짐에 따라 얼마나 많은 탄소가 방출될 수 있는지에 대한 기본적인 질문은 여전히 풀리지 않고 있습니다.
결과적으로 "영구동토 역학은 종종 지구 시스템 모델에 포함되지 않는다"고 Miner와 동료들은 지적합니다.
이것은 열카르스트(thermokarst)로 알려진 과정인 영구 동토층의 갑작스러운 구조적 붕괴에 대해 특히 사실이라고 그들은 경고합니다.
또한 기후 변화가 북극 지역을 더 건조하게 만들거나 더 습하게 만들 것인지에 대한 열린 질문입니다.
대답은 큰 의미를 갖습니다.
"더 푸르고 습한 북극에서는 식물이 영구 동토층 탄소 배출량의 일부 또는 전부를 상쇄할 것입니다."라고 저자는 지적합니다.
그러나 더 갈색이고 건조한 북극에서는 토양을 분해하는 데 따른 CO2 배출량과 산불을 위한 가연성 연료의 양이 증가할 것입니다.
영구 동토층은 3000만 평방 킬로미터로, 그 중 절반은 북극에, 100만 평방 킬로미터는 티베트 고원에 걸쳐 있습니다. 나머지 대부분은 마지막 빙하기가 끝날 때 바다가 솟아올랐을 때 덮여 있었습니다.