페삭 벤슨 기자 • 2025년 7월 29일

예루살렘, 2025년 7월 29일 (TPS-IL) — 과학자들이 870만 년 전 지구 기온이 현재보다 섭씨 4.5도 높았던 시기에 지구 북반구가 영구동토층에서 거의 완전히 벗어나 있었다는 사실을 발견했다고 화요일 이스라엘 지질 조사국이 발표했다. 이 발견은 지구 기후 예측의 최악의 시나리오에 도달할 경우 지구의 모습이 어떠할지에 대한 엄중한 경고이다.

이스라엘 지질 조사국의 안톤 вак스 박사가 이끄는 국제 연구팀은 북극권에서 북쪽으로 500km 이상 떨어진 북부 시베리아의 북극해 연안 근처에서 종유석 및 기타 동굴 형성을 연구하여 이 발견을 했다. 오늘날 이 지역은 연중 땅이 얼어붙어 평균 기온이 영하 약 12도이다.

지구 기온이 섭씨 4.5도 더 따뜻했던 시기, 이는 일부 최악의 기후 시나리오 범위 내에 있으며, 북극은 근본적으로 변화했다. 영구동토층이 없었고 숲은 오늘날보다 북쪽으로 600마일 더 북쪽, 즉 얼음 없는 북극해 방향으로 자랐다. 과학자들에 따르면 이 연구의 가장 즉각적인 우려는 모든 영구동토층의 해빙이 대기 중으로 최대 1300억 톤의 탄소를 방출할 수 있다는 것이다.

이 연구는 “북극의 온난화는 전 세계 평균 속도의 거의 네 배로 일어나고 있다”고 경고했다.

이 연구는 동료 검토를 거친 Nature Communications 저널에 게재되었다.

과학자들에 따르면 레나 삼각주 자연 보호 구역에 위치한 타바-바아스타크 절벽의 연구 장소는 “이 지역의 지리적 위치가 이미 오늘날과 유사했다”는 점에서 마이오세 시대 지구 기후 역사에 대한 독특한 창을 제공했다. 이러한 고대 동굴 형성의 존재는 870만 년 전의 조건이 극적으로 달랐음을 시사한다.

연구진은 “현재 이 지역의 두꺼운 연속 영구동토층은 동굴 생성물 성장을 방해한다”고 설명했다. 종유석 성장 — 동굴의 종유석과 석순 형성 — 은 빗물이 공기와 토양에서 이산화탄소를 지하 동굴로 운반할 때 발생한다. 거기서 탄소가 방출되고 탄산칼슘이 암석으로 침전된다.

정밀한 우라늄-납 연대 측정 방법을 사용하여 연구팀은 동굴 퇴적물이 마이오세 시대의 후기 토르토니안 단계 동안 퇴적되었다고 결정했다. 연구에 따르면 “동굴 생성물에서 재구성된 고온도는 현대보다 약 4.5도 높은 현대의 전 지구 평균 연간 기온(MAAT) 동안 이 지역의 연평균 기온(MAAT)이 섭씨 +6.6도에서 +11.1도였다”고 한다.

이러한 동굴 형성의 성장은 지하 토양의 평균 기온이 영상이어야 하고 영구동토층이 없어야 하는데, 이는 액체 물이 동굴로 스며들 수 있게 한다. 연구진은 “토르토니안과 같은 온도까지의 온난화는 북반구 영구동토층의 대부분을 없앨 것”이라고 지적했다.

영구동토층은 영구적으로 얼어붙은 땅이며 주로 북극 및 아북극 지역에서 발견된다. 여기에는 막대한 양의 얼어붙은 유기 탄소 — 주로 고대 식물 및 동물 물질 형태 — 가 포함되어 있다. 해빙되면 미생물이 이 물질을 분해하여 이산화탄소와 메탄과 같은 온실가스를 대기 중으로 방출하여 지구 온난화를 가속화한다.

영구동토층은 추운 지역에서 중요한 기반 역할을 하며, 해빙은 특히 캐나다 북부, 알래스카, 러시아와 같은 지역에서 건물, 도로, 파이프라인과 같은 기반 시설을 불안정하게 만들 수 있다. 또한 배수 변경, 지반 붕괴, 서식지 변화를 통해 생태계를 교란할 것이다.

이 연구는 이 고대 따뜻한 기간 동안 “침엽수림이 북위 70도까지 도달했으며, 일부 나무 성장은 북위 80도까지 확장되어 오늘날보다 10도 더 북쪽이었다”고 밝혔다. 또한 증거는 적어도 여름철에는 얼음 없는 북극해가 있었음을 시사한다.

현재 기후 예측에 가장 우려되는 점은 연구진이 비슷한 온난화가 오늘날 발생할 경우 잠재적인 탄소 배출량을 계산했다는 것이다. 연구 초록에서 “이는 최대 약 130 페타그램의 탄소를 방출하여 추가적인 온난화를 강화할 수 있다”고 경고했다.

이 팀의 분석은 미래 온난화가 이러한 극단적인 값에 도달하면 “영구동토층의 34~74%가 해빙될 것으로 예상되며, 주로 대륙 북반구 지역에서 발생하며, 이곳에는 약 1672 페타그램의 유기 탄소(대기 중의 약 두 배)가 얼어붙은 토양에 저장되어 있다”고 제안한다.