기후 변화로 인한 2023년 대형 산사태로 지구가 9일간 진동

UCL 연구자들이 참여한 새로운 연구에 따르면, 그린란드의 외딴 지역에서 발생한 산사태로 인해 9일 동안 피오르드를 앞뒤로 넘나드는 거대 쓰나미가 발생하여 지구 전체에 진동을 발생시켰습니다.

사이언스 저널에 발표된 연구에 따르면, 이러한 물의 움직임이 9일간 지속되어 2023년 9월 지진학자들을 당혹스럽게 만든 신비한 전 지구적 지진 신호의 원인이라고 결론지었습니다.

인간의 눈으로는 관찰되지 않은 최초의 사건은 1.2km 높이의 산봉우리가 아래의 외딴 딕슨 피오르드로 무너져 내려 공중 200m 높이에 물이 튀어올라 최대 110m 높이의 파도가 생긴 것입니다. 연구원들은 피오르드 10km에 걸쳐 뻗어 있는 이 파도가 몇 분 만에 7m로 줄어들었고, 며칠 후에는 몇 센티미터로 떨어졌을 것이라고 계산했습니다.

연구팀은 산사태의 각도와 독특하게 좁고 구부러진 피오르드를 재현하는 자세한 수학적 모델을 사용하여 물이 9일 동안 계속 흔들리면서 빠져나갈 에너지가 거의 없었을 것이라고 증명했습니다.

이 모델은 물의 질량이 90초마다 앞뒤로 이동했을 것이라고 예측했는데, 이는 지구 지각에서 전 세계적으로 전달되는 진동의 기록과 일치했습니다.

연구자들은 산사태가 산기슭의 빙하가 얇아져 그 위의 암벽을 지탱할 수 없게 된 결과라고 기록했습니다. 이는 궁극적으로 기후 변화 때문이었습니다. 산사태와 쓰나미는 그린란드 동부에서 처음 관찰되었습니다.

UCL 지구과학의 공동 저자인 스티븐 힉스 박사는 "처음 지진 신호를 봤을 때 완전히 당황했습니다. 지진계가 지구 표면에서 발생하는 다양한 소스를 기록할 수 있다는 것을 알고 있지만, 단일 진동 주파수만 포함하는 이렇게 오래 지속되고 전 지구를 여행하는 지진파는 기록된 적이 없습니다. 이것이 제가 대규모 과학자 팀을 공동으로 이끌고 퍼즐을 풀게 된 계기가 되었습니다.

"이 사건에 대한 우리의 연구는 대기 중의 기후 변화, 빙권 내 빙하 얼음의 불안정화, 수권 내 수체의 이동, 지각 내 지구의 단단한 지각 사이의 복잡한 상호 연결을 놀랍게도 강조합니다.

"지구 지각을 통해 물의 출렁임이 진동으로 기록된 것은 이번이 처음이며, 전 세계를 여행하며 며칠 동안 지속되었습니다."

지구의 지각을 통한 진동에서 나오는 신비한 지진 신호는 북극에서 남극까지 전 세계의 지진계에서 감지되었습니다. 지진 기록에서 나오는 주파수가 풍부한 '울림'과 '핑'과는 완전히 달랐습니다. 마치 단조로운 웅웅거림처럼 단일 진동 주파수만 포함되어 있었기 때문입니다.

연구의 저자들이 처음 이 신호를 발견했을 때, 그들은 그것을 "USO", 즉 미확인 지진 물체로 기록했습니다.

동시에, 그린란드 북동쪽의 외딴 피오르드에서 발생한 대규모 쓰나미 소식이 해당 지역에서 작업하는 당국과 연구자들에게 전해졌습니다.

연구진은 15개국 40개 기관에 소속된 과학자 68명으로 구성된 독특한 다학제 그룹을 구성하여 지진계와 저주파 데이터, 현장 측정, 지상 및 위성 이미지, 쓰나미 시뮬레이션을 결합했습니다.

또한 이 팀은 쓰나미가 지나간 지 며칠 후 피오르드로 항해해 들어간 덴마크 군대가 촬영한 영상을 사용하여 쓰나미로 인해 무너진 산 표면과 빙하 전면, 그리고 엄청난 상처를 조사했습니다.

지역적 현장 데이터와 원격지의 전 세계적 관측을 조합하여 연구팀은 퍼즐을 풀고 놀라운 일련의 사건을 재구성할 수 있었습니다.

덴마크 및 그린란드 지질 조사국(GEUS)의 수석 저자 크리스티안 스벤네비그 박사는 "우리가 이 과학적 모험을 시작했을 때, 모두가 당황했고 아무도 이 신호의 원인을 전혀 알지 못했습니다. 우리가 알고 있는 전부는 그것이 어떻게든 산사태와 관련이 있다는 것이었습니다. 우리는 거대한 학제간 및 국제적 노력을 통해서만 이 수수께끼를 해결할 수 있었습니다."라고 말했습니다.

그는 "산사태 과학자로서, 이 연구의 또 다른 흥미로운 측면은 이것이 동부 그린란드에서 관찰된 최초의 산사태와 쓰나미라는 점인데, 이는 기후 변화가 이미 그곳에 중대한 영향을 미치고 있음을 보여줍니다."라고 덧붙였습니다.

연구팀은 2,500만 입방미터의 암석과 얼음이 피오르드에 충돌했다고 추정했습니다(올림픽 규격 수영장 10,000개를 채울 수 있는 양).

그들은 수치 시뮬레이션과 지역 데이터, 이미지를 사용하여 최근 역사상 가장 큰 쓰나미 중 하나인 쓰나미의 규모를 확인했습니다.

산사태가 발생한 곳에서 70킬로미터 떨어진 곳에서는 높이 4미터의 쓰나미 파도가 엘라 Ø(섬)에 있는 연구 기지를 손상시켰고, 피오르드 체계 전역의 문화적, 고고학적 유적지를 파괴했습니다.

피오르드는 그린란드 피오르드를 방문하는 관광 크루즈 선박이 일반적으로 사용하는 경로에 있습니다. 다행히도 산사태와 쓰나미가 발생한 날 딕슨 피오르드 근처에 크루즈 선박이 없었지만, 있었다면 그 규모의 쓰나미 파도의 결과는 파괴적일 수 있었습니다.

매우 높은 해상도로 피오르드의 폭과 깊이를 재현하는 수학적 모델은 물덩어리가 앞뒤로 움직이는 독특한 리듬이 지진 신호와 일치한다는 것을 보여주었습니다.

연구 결과에 따르면, 기후 변화가 빠르게 진행됨에 따라 이전에는 안정적이라고 여겨졌던 지역을 특성화하고 모니터링하고 대규모 산사태 및 쓰나미 현상에 대한 조기 경보를 제공하는 것이 그 어느 때보다 중요해질 것입니다.

카를스루에 공과대학의 공동 저자인 토마스 포브리거는 "전 세계에 고성능 광대역 지진 관측소 네트워크가 없었다면 이 놀라운 사건을 발견하거나 분석할 수 없었을 것입니다. 이 네트워크는 이처럼 독특한 신호를 진정으로 포착할 수 있는 유일한 센서입니다."라고 말했습니다.

공동 저자인 Université Paris Cité, Institut de Physique du Globe de Paris의 Anne Mangeney는 "이 독특한 쓰나미는 우리가 이전에 몇 시간의 쓰나미 전파를 시뮬레이션하는 데 사용했던 고전적인 수치 모델에 도전했습니다. 그린란드에서 이 장기간의 사건을 포착하기 위해 전례 없는 높은 수치적 해상도를 사용해야 했습니다. 이는 쓰나미 모델링을 위한 수치적 방법 개발에 새로운 길을 열어줍니다."라고 말했습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/09/240912142355.htm