지구온난화에 의한 해수면 상승 높이는 왜 지역 따라 다른가?

온실가스로 인해 지구의 평균기온이 상승한 결과, 남북극의 얼음과 빙하가 대규모로 녹아내려 세계의 해수면 수위가 점점 높아지고 있다는 뉴스가 수시로 나온다. 태평양의 몇 섬은 이미 수몰(水沒) 위기에 있다. 반면에 북극지역의 섬 주변은 오히려 수위가 내려가는 것처럼 보인다.

20세기가 시작된 이후 세계의 바다 수위는 그 이전보다 평균 14cm나 높아져 있다고 한다. 세계의 오대양(五大洋)은 하나로 연결되어 있으므로 바다 전체가 같은 높이로 수위가 상승할 것으로 생각된다. 그런데도 우리나라 해안은 큰 위험이 느껴질 정도로는 수위가 높아지지 않고 있다. 지역에 따라 상승하는 해수면 높이가 왜 다를까?

해수면을 높이는 중요 원인 9가지

1. 수온은 물의 부피를 팽창시킨다

해수면이 높아지는 이유는 빙산과 빙하가 녹아들어간 것만이 원인이 아니다. 물(액체)도 온도가 높아지면 부피가 조금 팽창한다. 물 분자 하나가 커지는 정도는 극히 미미하지만, 지구를 가득 채운 물 전체적으로는 수위에 영향을 줄만큼 상당히 팽창한다.

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2. 해수의 대류가 일으키는 수위 변화
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남아시아의 바다와 육지는 계절에 따라 우기(雨期)와 건기(乾期)가 찾아오고, 우기에는 엄청난 양의 비가 내린다. 이런 기후현상을 ‘몬순’(monsoon 열대계절풍기후)이라 한다. 몬순은 세계 도처에서 볼 수 있는 기상현상이지만 남아시아에서 특히 뚜렷하다.

이 지역에 여름이 오면 바닷물의 수온이 매우 높아진다. 이럴 때 폭우를 동반한 남서풍이 계속 불면 상층의 해수는 바람에 밀려 이동하게 된다. 그러면 해저의 찬 물이 표면으로 올라와 그 자리를 채우게 된다. 그러므로 이 지역의 해수는 수온이 그다지 높아지지 않는다.

그러나 인도양과 아라비아 바다는 몬순의 정도가 약하기 때문에 여름이면 수온이 매우 높아지므로 해수의 부피가 크게 팽창한다. 그럴 때 1,000개가 넘는 섬으로 이루어진 몰디브(maldive) 공화국 주변은 수위가 매우 상승하게 된다.

4. 빙판이 감소하자 육지가 솟아오르는 곳

과학자들은 북극지역의 대륙과 섬을 덮고 있는 얼음층은 약 20,000년 전부터 형성되었다고 추정한다. 엄청난 무게를 가진 얼음층은 아래의 대륙을 짓누르고 있다. 두터운 빙판의 무게가 감소하자, 눌려있던 육지가 서서히 올라오게 된다. 따라서 이런 곳은 오히려 해수위가 내려가는 것처럼 보인다. 반면에 육지 가장자리의 빙판은 지면(地面) 상승과 관계가 없으므로 수위가 높아진다.

5. 빙판의 무게 때문에 맨틀이 이동

무거운 빙판이 대륙을 누르고 있으면 그 아래의 맨틀이 지각의 압력 때문에 옆으로 밀려나간다. 이것은 마치 쿠션 방석에 사람이 앉았을 때, 눌린 부분은 아래로 꺼지고 주변은 솟아오르는 것과 같은 현상이다. 그러므로 맨틀의 이동 상황에 따라 지면의 높이가 올라가거나 내려갈 수 있다. 만일 지면이 솟는 지역이라면 해수위가 낮아질 것이고, 지면이 꺼지는 곳에서는 높아질 것이다.

6. 지진과 지하수의 영향

큰 지진이 발생한 지역은 지면의 높이에 변화가 생길 수 있다. 또한 지하수나 지하자원을 너무 많이 뽑아내는 지역에서는 국소적(局所的)이지만 땅이 꺼진다.
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7. 지구의 자전

지구는 1시간에 1,670km 속도로 회전한다. 이 때문에 북반부(北半部)의 바다는 시계방향으로, 남반부에서는 시계 반대방향으로 돌게 된다. 이를 코리올리 효과(Coriolis effect)라 한다. 이 코리올리 효과 때문에 대륙의 연안(沿岸)을 따라 흐르는 해류는 수면이 높아지고, 반면에 반대쪽에서는 낮아진다. 그런데 어떤 지역에서 수위가 높아진 해류가 그곳으로 흘러나오는 강의 하구(河口)를 가로막으면, 하구의 수위가 높아진다. 결과적으로 강 하구 주변 전체의 해수면 이 높아지는 상황이 일어난다.

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8. 빙하의 중력이 미치는 영향

빙하가 두껍게 덮인 곳은 그만큼 중력(重力)도 크다. 그러므로 그런 빙하가 있는 주변의 바닷물은 중력에 끌리게 된다. 그러나 빙하가 녹아내려 빙하의 중력이 감소하면 해수위도 차츰 내려간다.

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9. 남극 가까운 해안의 수위가 더 높다

남극의 얼음이 녹아 바다로 들어가면 그 물은 북쪽으로 이동한다. 따라서 남극에 가까운 오스트레일리아의 해변은 다른 지역보다 해수면이 더 높아진다. 오스트레일리아 시드니 근처의 해수위가 뉴욕보다 높다는 사실은 학술지 <Science Advances> 2017년 11월호에 처음 소개되었다.

이상의 9가지 이유는 모두 최근 2-3년 사이의 연구로 밝혀진 것들이다. 지구의 기온 상승은 바다 수위만 높이는 것이 아니라 지구 전체에 예상하지 못한 기상재난을 가져오고 있다. 전 지구적으로 들불이 대규모로 연달아 발생하는 것도 기후변화와 큰 관계가 있다. 오늘의 인류는 지구의 기온을 높이지 않도록 진력(盡力)하지 않으면 안 될 것이다.