남극 빙저호의 비밀: 보스토크호와 1,500만 년 갇힌 생명, 빙하 코어가 담은 기후 기록

핵심 메시지

• 겉보기엔 텅 빈 남극 얼음 아래에는 1,500만 년간 외부와 차단됐던 거대한 액체 호수, 보스토크호가 숨어 있다.
• 얼음은 두께가 가장 두꺼운 곳에서 킬리만자로 높이에 가까울 만큼 두껍고, 눈·펀(firn)·얼음 층이 시간 순서대로 쌓여 있다.
• 빙하 코어는 나무의 나이테처럼 계절과 화산 분화 같은 사건을 기록해, 지구 기후의 역사를 읽는 타임캡슐이 된다.
• 얼음의 단열 효과와 해수면의 약 350배에 이르는 압력 덕분에 낮은 온도에서도 물이 액체로 남아 빙저호가 존재한다.
• 청정 시추로 얻은 호수 물에서는 햇빛 없이도 번성하는 미생물 생태계가 발견됐고, 이는 유로파 같은 얼음 위성의 외계 생명 탐사와 직결된다.

쉽게 이해하기

남극 상공을 날면 온통 흰색뿐, 새도 식물도 보이지 않는다. 그러나 얼음 아래에는 놀라운 것이 숨어 있다. 1970년 소련 과학자들이 시추를 시작해 28년간 약 4,000m를 파 내려간 끝에, 1,500만 년 동안 세상과 완전히 차단됐던 비밀 호수, 즉 액체 물을 발견했다. 이 발견 이후 과학자들은 더 많은 호수를 찾기 시작했고, 남극 아래에서 상상보다 훨씬 많은 일이 벌어지고 있음을 깨달았다.

시추는 먼저 눈을 지나 '펀'이라 불리는 얼어붙은 스펀지 같은 중간 단계를 통과한다. 얼음은 자기 무게로 천천히 육지 위를 흘러 바다로 뻗어 나가며 빙붕을 이루고, 이 과정에서 갈라지면 크레바스가 생긴다. 무엇이 아래에 있는지 알기 위해 과거에는 지표에서 TNT를 터뜨려 지진파를 측정했고, 오늘날에는 위성 레이저와 비행기에서 쏘는 얼음 투과 레이더로 대륙 밑 지형을 그려낸다.

그렇게 드러난 것은 평평하지 않은 고대 세계다. 그랜드캐니언보다 깊은 협곡, 알프스에 견줄 숨은 산맥, 거대한 충돌 크레이터의 흔적, 지구 최대 화산 지대가 얼음 아래에 있었다. 그리고 1960년대 말, 레이더 관측 중 유난히 이상한 '납작한' 함몰 지형이 포착됐는데, 소련 시추팀이 바로 그 위를 파고 있었다.

깊이 내려갈수록 얼음은 시간을 거슬러 오른다. 펀의 기공이 눌리며 그 시대의 공기가 작은 기포로 갇히고, 겨울과 여름 얼음의 결이 나이테처럼 층을 이룬다. 이 층을 세어 시간을 읽고, 2만 년도 더 전의 화산재 같은 사건까지 확인할 수 있다. 유럽 연구팀이 채취한 약 130만 년 된 코어는 분석되면 얼음에 담긴 가장 긴 기후 역사가 될 것이라고 소개된다. 영상은 '얼음 위에서 소변을 보면 안 되는 이유'라는 농담으로, 이 얼음이 지구와 생명의 소중한 기록임을 짚는다.

약 3,500m 깊이에 이르면 얼음은 기포도 먼지도 없이 투명해진다. 압축된 눈이 아니라 아래에서 얼어 올라온 얼음이기 때문이다. 그 아래에 온타리오호에 맞먹는, 부피로 세계 6위인 보스토크호가 있다. 러시아·영국·미국 팀이 각각 다른 호수 시추에 나섰는데, 러시아는 등유(케로신) 오염 논란에 휩싸였고, 영국은 연료가 떨어져 중단했다. 초청정 온수 시추에 성공한 미국 팀은 햇빛 없이 번성하는 완전한 생태계와 박테리아를 감염시키는 새로운 바이러스까지 발견했다. 이 청정 시추 기술과 발견은, 유로파 같은 얼음 위성에서 외계 생명을 찾는 탐사와 그대로 이어진다.

주요 인사이트

• '텅 비어 보이는' 극한의 장소일수록 오히려 지구와 생명의 역사가 가장 온전하게 보존돼 있다는 역설이 남극 얼음에 담겨 있다.
• 빙하 코어의 층·기포·화산재 선은 과거 대기와 기후를 직접 담은 물리적 증거로, 수십만 년 단위의 지구 기후 변화를 복원하는 열쇠다.
• 빙저호가 액체로 유지되는 것은 얼음의 단열 효과와 해수면의 약 350배에 이르는 압력 때문으로, 압력이 높을수록 물은 더 낮은 온도에서도 얼지 않는다.
• 시추 방식이 결과를 좌우한다. 등유 기반 시추는 오염 논란으로 발표되지 못했고, UV로 살균한 초청정 온수 시추만이 신뢰할 만한 생명 표본을 얻어냈다.
• 극한 환경에서 생명을 찾아내고 오염 없이 시추하는 기술은 유로파 같은 얼음 위성 탐사에 그대로 쓰이며, 지구에서의 발견은 외계 생명 존재 가능성에 대한 기대를 높인다.

자주 묻는 질문