북극해 흐름 바꾸는 건 바람만이 아니었다…극지연, 해류 변동 원인 규명[과학을읽다]

동시베리아해 해류, 여름철 담수 유입이 좌우…북극 환경변화 예측 단서 확보
태평양 바닷물 유입과 기압차 연관성도 확인…"3개월 앞선 예측 가능성"

북극해 환경 변화를 좌우하는 핵심 해역인 동시베리아해에서 여름철 담수 유입이 해류의 흐름을 결정하는 주요 요인이라는 연구 결과가 나왔다. 그동안 해류 변동의 주된 원인으로 알려진 바람뿐 아니라 강물 유입에 따른 염분 변화가 중요한 역할을 한다는 사실이 확인된 것이다.

극지연구소는 북극해 연구팀이 동시베리아해 대륙붕 해역의 해류 관측자료와 위성자료, 장기 해양 재현자료를 종합 분석해 해류 변동 메커니즘을 규명했다고 4일 밝혔다.

염분 변동에 따른 동시베리아해 해류의 계절 변동. 북극 동시베리아해와 태평양 인접 해역의 해류 모식도(위)와 동시베리아해 연안 단면(A-A’)에서의 해수면 높이, 염분, 해류 등을 비교한 그래프(아래). 연구팀 제공

동시베리아해는 태평양 바닷물과 시베리아 강에서 유입된 담수가 만나 북극해 전역으로 확산되는 핵심 통로다. 이곳의 해류와 수온, 염분 변화는 해빙 분포와 생태계, 북극해 순환 구조에 직접적인 영향을 미쳐 북극 환경 변화를 이해하는 데 중요한 지역으로 꼽힌다.

바람 아닌 담수가 해류 방향 바꿨다

연구팀은 2021년부터 2023년까지 수집한 관측자료를 분석한 결과, 여름철(7~9월) 동시베리아해에서 연안과 외해의 해류가 서로 반대 방향으로 흐르는 현상을 확인했다.

연안에서는 바람의 영향으로 해류가 서쪽으로 흐른 반면, 대륙붕 바깥 외해에서는 동쪽 방향 흐름이 강해졌다. 연구진은 이 같은 차이가 시베리아 강에서 유입된 대규모 담수 때문이라고 설명했다.

담수가 유입되면 표층 염분이 낮아지면서 연안 해수면이 상대적으로 높아지고, 이로 인해 형성된 연안과 외해 사이의 해수면 경사가 해류를 동쪽 방향으로 밀어내는 역할을 한다는 것이다. 연구진은 이를 통해 기존에 알려진 바람뿐 아니라 담수 유입에 따른 염분 변화가 해류를 좌우하는 핵심 요인임을 확인했다.

아라온호 동시베리아해 현장 관측 활동. 극지연구소 제공

연구팀은 또 시베리아와 알래스카 사이의 기압차가 태평양 바닷물의 북극해 유입량 변화와 관련이 있다는 사실도 발견했다. 특히 해당 기압 배치는 실제 태평양 바닷물 유입보다 약 3개월 먼저 나타나는 것으로 분석돼 향후 북극해 환경 변화를 예측하는 데 활용될 가능성도 제시했다.

박태욱 극지연구소 책임연구원은 "기후변화에 가장 민감한 북극해에서 해류 변동의 핵심 원리를 규명한 연구"라며 "해류는 북극해의 열과 담수 이동, 해빙 분포, 영양염 순환에 영향을 미치는 기본 흐름인 만큼 향후 북극해 환경 변화를 이해하고 예측하는 데 중요한 기초 자료가 될 것"이라고 말했다.

신형철 극지연구소 소장은 "육지와 바다, 대기의 상호작용을 과학적으로 밝히는 연구는 미래 기후위기와 북극 생태계 변화에 대응하기 위한 중요한 토대가 될 것"이라고 밝혔다.

이번 연구는 해양수산부의 '북극해 온난화-해양생태계 변화 감시 및 미래 전망 연구' 사업의 지원을 받아 수행됐으며, 연구 결과는 지난 4월 국제학술지 '네이처 파트너 저널 기후와 대기과학(npj Climate and Atmospheric Science)'에 게재됐다.

김종화 기자 justin@asiae.co.kr