시베리아의 수수께끼 대형 싱크홀, 발생 원인 찾았다

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https://m.nownews.seoul.co.kr/news/science/development/2021/02/18/20210218601012
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수정 2021-02-18 14:20

입력 2021-02-18 14:20

지난해 시베리아 영구동토에서 갑자기 나타난 거대 싱크홀에 관한 현장 조사를 벌인 러시아 연구진이 결과를 발표했다. 아무것도 없는 평원에 생긴 이 구덩이는 지하에 쌓인 메탄가스가 분출하면서 암석과 얼음을 날려보내 만들어진 것이라고 미국 CNN 등 외신이 17일(현지시간) 보도했다.

러시아 북극권 야말반도와 기단반도에서 이런 싱크홀이 출현하기 시작한 시기는 2013년으로, 이번 싱크홀은 벌써 17번째다. 발생 원인에 대해서는 기후 변화와의 관계가 제기돼 연구진은 드론 촬영과 3D 모형 제작 그리고 인공지능(AI) 기술 등을 도입해 수수께끼를 밝혀내기 위해 애썼다.

연구를 주도한 러시아 스콜코보공과대 탄화수소회수센터의 예브게니 추빌린 박사는 “이번 싱크홀은 보존 상태가 매우 좋아 우리가 조사를 벌인 시점에는 그속에 물이 고여 있지 않았다”면서 “덕분에 화학적으로 분해되지 않은 신선한 구덩이를 조사할 수 있었다”고 설명했다.

시베리아 싱크홀 내부를 드론으로 촬영한 사례도 이번이 처음이었다. 드론은 지하 10~15m 깊이까지 도달함으로써 메탄가스가 쌓인 지하 공동의 형상을 파악했다.

조사는 지난해 8월 시행됐고, 당시 연구진은 드론을 사용해 약 80장의 사진을 촬영했다. 이를 바탕으로 깊이 30m의 싱크홀을 입체적으로 보여주는 모형을 만들었다.

연구논문을 쓴 러시아과학원 산하 석유가스연구소의 이고르 보고야블렌스키 박사는 당시 드론 조종도 맡았다. 그는 싱크홀 앞에서 엎드려 구덩이의 가장자리에서 두 팔을 아래로 뻗어 드론을 조종했다.

이렇게 해서 제작한 입체 모형은 싱크홀 하부에 비정상적으로 큰 구멍이 있는 것을 보여줬다. 연구진은 얼음 속 공동에 메탄가스가 차서 땅이 융기하고 이 융기가 커져 폭발을 일으키며 얼음 등의 파편을 흩뿌려 거대한 싱크홀을 형성한다는 가설을 세웠는데 이 가설이 거의 입증됐다는 것이다.

다만 메탄가스가 어디서 왔는지는 아직 밝혀지지 않았다. 땅속 깊은 층에서 발생했을 수도, 지표 근처에서 발생했을 수도, 두 가지 모두일 수도 있다.

영구동토는 천연의 거대한 메탄 저장소로 열을 가둬놓는다. 메탄가스가 지구를 온난화하는 위력은 이산화탄소보다 훨씬 크다. 북극권은 세계 평균의 2배 속도로 온난화가 진행되고 있어 뚜껑 역할을 하는 영구동토층이 여름철 온난화의 영향으로 느슨해져 가스를 방출하기 쉬워진다.

영구동토의 토양은 대기 중의 2배나 되는 탄소를 가둬두고 있다는 추정도 있어 이 지역의 지구 온난화 대책은 지극히 중요한 것으로 여겨진다.

이에 대해 추빌린 박사는 “기후 변화는 당연히 북극권의 영구동토에 가스 분출 구덩이가 출현할 가능성에 영향을 주고 있다”고 말했다.

연구진은 또 위성 영상의 분석으로 이 싱크홀이 발생한 시기도 알아냈다. 연구진은 융기한 지표가 지난해 5월 15일부터 6월 9일 사이에 폭발한 것으로 추정했다. 구덩이가 상공에서 처음 목격된 시기는 같은 해 7월 16일이었다.

추빌린 박사에 따르면, 이 시기는 1년 중에서도 태양광 에너지의 유입이 많아 그것이 원인이 돼 눈이 녹아 지면의 상층부가 온난화 해서 토양의 성질과 반응이 변하게 했다.

시베리아 싱크홀이 출현하는 곳은 매우 인구가 적은 지역이지만, 원주민이나 석유가스 인프라에는 위험을 미칠 가능성도 있다. 싱크홀은 대개 상공을 나는 헬리콥터나 순록을 사육하는 유목민에 의해 우연히 발견되고 있다.

자세한 연구 결과는 스위스 학술논문 발행기관인 MDPI (Multidisciplinary Digital Publishing Institute)가 출간하는 ‘지오사이언시스’(Geosciences) 최신호(2월 8일자)에 실렸다.

사진=지오사이언시스

윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr