기후 변화가 알프스를 재편하는 방법

베드라나 시미체비치
2023년 3월 23일

 

알프스의 암벽면을 함께 고정하는 데 도움이 되는 얼어붙은 "접착제"가 녹기 시작하면서 산악인들은 갑작스러운 낙석의 위험이 커지는 상황에 직면하게 됩니다.

오전 6시밖에 되지 않았지만 샤모니에서 프랑스 알프스의 에귀 뒤 미디(Aiguille du Midi) 정상까지 이어지는 케이블카를 기다리는 사람들은 이미 100명이 넘습니다. 분주한 여름철이면 거의 매일 이곳에서 반복되는 풍경이다. 단 20분 만에 3,842m(12,604ft) 정상까지 승객을 실어 나르는 객실에 탑승하는 것은 프랑스 산악 수도에서 가장 인기 있는 명소 중 하나입니다.

인공 터널과 플랫폼이 완비된 이 장엄한 봉우리의 꼭대기에 새겨진 로켓 모양의 구조물을 통해 방문객들은 몽블랑의 장관을 감상할 수 있습니다. 또한 세계에서 가장 특이한 자연 실험실 중 하나이기도 합니다.

"이 장소는 매우 극한 환경에 쉽게 접근할 수 있기 때문에 독특합니다." 프랑스 샹베리에 있는 사부아 몽블랑 대학의 환경 역학 및 산 영토 연구실(Edytem)의 지형학자 Matan Ben-Asher는 말합니다. , 터널을 통해 Midi의 동쪽 면 위 플랫폼으로 가는 동안. 그곳에서 그의 동료 Josué Bock은 이미 3개의 정적 로프를 설정하고 다른 쪽 끝을 플랫폼 아래 30m(98ft)의 가파른 암벽 경사면에 던졌습니다. 이 절차를 흥미롭게 지켜보는 수많은 관광객을 무시하고 두 연구원은 헬멧과 등반 장비를 착용하고 드릴과 노트북을 배낭에 싣고 허공으로 하강합니다.

그들은 깊은 시추공을 통해 Aiguille du Midi의 암벽에 설치된 센서 네트워크의 일부를 유지하면서 빙하 위 약 200m(656ft)의 로프에 매달린 다음 몇 시간을 보낼 것입니다. 그들의 작업 중 하나는 전기 저항 측정 장치의 전극을 연결하는 끊어진 케이블을 수리하는 것입니다. 이 값비싼 장비는 일반적으로 토양의 물과 광물을 탐지하는 데 사용되지만 케이블카 정류장 아래 암벽에서 경험하는 영하의 온도와 빈번한 번개를 견딜 수 있도록 제작되지 않았습니다.

그러나 계속 실행하는 것은 중요한 작업입니다. 여기 구름 한가운데서 과학자들은 암벽의 영구 동토층을 모니터링하는 혁신적인 목적을 위해 그것을 배치하고 있습니다.

극지방과 가장 일반적으로 관련된 영구 동토층은 최소 2년 동안 지속적으로 얼어 있는 토양 및 암석 물질입니다. 일반적으로 그것은 계절에 따라 녹고 어는 "활성층" 아래에 있습니다. 덜 알려진 사실은 영구동토층이 가파른 산벽에서도 발견될 수 있다는 것입니다.

유럽 ​​알프스에서는 해마다 점점 더 많은 얼음이 녹고 있으며 그것이 발견되는 바로 그 산을 위협하고 있습니다.

알프스의 영구 동토층은 2,500m(8,202ft) 이상에서 발견되는 경향이 있으며, 단단한 암석의 갈라진 틈 속으로 깊숙이 들어가 서로 접착하는 데 도움이 됩니다. 그것 없이는 산허리가 불안정해질 수 있습니다.

Edytem 연구실의 또 다른 구성원이자 알파인 영구 동토층이 기후 변화에 의해 어떻게 영향을 받는지 연구하는 가장 저명한 연구원 중 한 명인 Florence Magnin은 해동이 두 가지 다른 시간 척도에서 일어나고 있다고 설명합니다. 매년 여름 단기 해빙이 발생하지만 2015년 이후 프랑스 알프스의 이 지역에서 더 자주 발생한 폭염이 피해를 주고 있습니다.

"여름이 더 따뜻해지면 여름에 항상 해빙되는 영구 동토층 위의 층을 의미하는 활성층이 매년 더 깊어집니다 . "라고 그녀는 말합니다. "이것은 지층의 일부가 이제 처음으로 해빙되어 암석의 불안정화를 유발할 수 있음을 의미합니다."

다른 시간 척도는 암석면에 내장된 센서 네트워크에서 수집한 장기 데이터를 통해 볼 수 있습니다. 암석 내부 깊은 곳의 평균 온도가 10년마다 1C(1.8F)씩 증가했음을 보여 줍니다 . 여름 해동. "이 꾸준하고 느린 온난화는 낙석을 유발할 수도 있습니다."라고 Magnin은 말합니다.

샤모니에서 온 나이든 등반가들은 1997년에 몽블랑 대산괴의 유명한 봉우리인 에귀 뒤 드루(Aiguille du Dru)의 서쪽 면을 등반하고 있던 두 명의 독일인에 관한 일화를 아직도 기억하고 있습니다. 하루가 끝날 무렵 그들은 화강암 벽의 윗부분에 있는 난간에서 밤을 보내기로 결정했습니다. 지금까지 그들의 등반은 계획대로 진행되었지만 무언가 잘못되었습니다. 몇 시간 동안 그들은 산 깊은 곳에서 오는 무서운 소리를 들었습니다. 당황한 그들은 아침에 산악 구조대에 전화를 걸었습니다.

헬리콥터가 등반가들을 벽에서 들어 올린 직후, 부피 가 약 27,000입방미터 (953,496입방피트)인 거대한 낙석이 Dru 서쪽 면을 휩쓸었습니다 .       

2011년에 또 다른 거대한 낙석이 발생 하여 균열 아래에 잠복해 있던 얼음의 잔해가 주범일 가능성이 드러났습니다 . 비정상적으로 큰 낙석의 주요 원인은 벽 내부 깊은 균열을 채우는 고대 영구 동토층의 분해 라는 과학자들에게 이미 분명한 사실을 확인했을 뿐입니다 .

Edytem 연구소의 Ludovic Ravanel은 "이런 종류의 영구 동토층은 일반적으로 도달할 수 없지만 낙석은 우리에게 얼음의 연대를 측정할 수 있는 기회를 제공했습니다. 그것은 800년에서 4,500년 사이였습니다."라고 Edytem Laboratory의 Ludovic Ravanel은 말합니다. 그러나 나이에도 불구하고 녹아내리는 것 같습니다.

우리는 영구 동토층의 열화가 더 큰 낙석 증가의 주요 원인 중 하나임을 분명히 확인했습니다. – Jacques Mourey
오랜 산악인 출신의 지형학자이자 경험이 풍부한 산악 가이드인 Ravanel은 2003년 악명 높은 유럽의 폭염이 수많은 낙석을 촉발시킨 후 영구 동토층에 초점을 맞추게 되었습니다 . 2년 후 그와 그의 동료들은 인간 관찰자와 카메라를 사용하여 몽블랑 대산괴에 모니터링 네트워크를 구축했으며, 이를 통해 지금까지 1,500개 이상의 더 큰 낙석에서 데이터를 수집할 수 있었습니다.

지난 몇 년 동안 알프스의 많은 지역에서 더 중요한 사건의 수가 급격히 증가하고 있다고 Ravanel은 말합니다.

그리고 앞으로 수십 년 동안 더 큰 낙석이 이 지역 산의 풍경을 크게 바꿀 것이라는 두려움이 있습니다.

그것으로 등산객과 산악인의 위험도 커집니다. 2017년에는 이탈리아와 스위스의 국경에 있는 Pizo Cengalo에서 큰 낙석이 내려와 계곡을 따라 내려오는 바위와 흙의 눈사태를 일으켜 8명이 사망했습니다.

위험한 사건은 지난 여름 내내 계속해서 큰 피해를 입혔습니다. 그리고 가장 심각한 영향을 받은 경로는 우연히도 가장 인기 있는 경로였습니다. 몽블랑 정상에 오르는 가장 쉬운 경로였습니다.

이 등반 라인은 매년 약 20,000명의 사람들을 끌어들 이지만, 올라가는 길에 그들은 모두 악명 높은 "죽음의 동굴"을 건너야 합니다. 낙석에 매우 취약한 소위 구테(Goûter) 산을 오르는 루트의 이 구간은 1990년대 초부터 100건 이상의 사망 사고가 발생한 현장이었습니다 . 최근까지 등반가들은 낙석의 정확한 순간에 20m(66ft) 폭의 쿨루아르를 건너려면 다소 운이 좋지 않았을 것이지만, 지난 몇 여름 동안에는 날아다니는 암석이 거의 끊임없이 발생했다고 등반 가이드는 말합니다. 2022년 7월, 수많은 암석 눈사태로 인해 샤모니에서 온 산악 가이드가 이 경로에서 고객을 데려가는 것을 중단 했습니다., 경험이 적은 산악인을 위해 효과적으로 산을 닫습니다.

"우리는 영구 동토층의 열화가 더 큰 낙석 증가의 주요 원인 중 하나라는 것을 분명히 확인했습니다 . 그들의 연구에 따르면 쿨와르 상부의 지표 온도는 10년당 2C(3.6F)의 비율로 증가하고 있습니다 .   

Goûter couloir와 같은 고위험 장소에서 미래에 일어날 일에 대한 질문에 답하려면 Aiguille du Midi의 자연 실험실이 중요합니다.

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Ben-Asher는 암벽까지 이어지는 터널에 대해 이야기하면서 "영구 동토층으로 걸어 들어갈 수 있는 곳은 아마도 세계에서 없을 것입니다."라고 말합니다. 보너스로 봉우리의 뾰족한 모양과 연결 플랫폼 덕분에 연구원들은 서로 다른 방향의 암석 표면 사이를 쉽게 이동할 수 있습니다.

최초의 온도 센서는 2005년 Aiguille du Midi에 배치되었습니다. 당시 과학자들은 단단하고 가파른 화강암 벽에 10m 깊이(33ft)의 시추공 3개를 뚫는 데 며칠을 보냈습니다. 이제 다양한 유형의 센서에서 수집한 10년 이상의 데이터는 기후가 따뜻해짐에 따라 이 깊은 영구 동토층이 기온 상승에 어떤 영향을 받는지 더 명확하게 보여줍니다.


그들의 분석에 따르면 영구 동토층에 대한 가장 파괴적인 변화는 일반적으로 여름 폭염으로 인해 암석 표면의 온도가 -2에서 0C (28-32F) 사이로 상승하기 때문에 암석 표면 아래 6미터 이상에서 발생합니다. 209개의 낙석에 대한 열 모델링은 표면의 공기 온도가 암면 파괴 전 최대 2개월 1일에서 5일까지 평소보다 높았음을 보여주었습니다.

얼음이 녹으면서 많은 양의 암석이 분리될 수 있는 몇 가지 방법이 있습니다. 가장 일반적으로 기존 골절에 축적된 물은 균열을 넓히거나 깨뜨릴 수 있을 만큼 강한 정수압을 형성할 수 있습니다. 다른 곳에서는 영구 동토층이 두 개의 암석층을 함께 붙일 수 있는 유일한 것일 수 있습니다.

Ravanel은 "얼음으로 두 개의 암석층을 부착하면 이미 -3C [27F] 에서도 분리가 시작된다는 것을 실험실에서 볼 수 있습니다 ."라고 말합니다.

과학자들은 이제 암벽 붕괴와 관련된 물리적 과정에 대해 더 많이 배우려고 노력하고 있습니다.

Ben-Asher는 "물은 또한 표면에서 균열로 열을 전달하는 데 효율적일 수 있으므로 우리는 얼마나 많은 물이 암석으로 들어가고 어디에서 오는지 알고 싶습니다."라고 말했습니다. 편리하게도 Midi high station의 어두운 터널에서는 균열을 통해 물이 스며들어 샘플을 수집하기가 더 쉽습니다. 녹은 눈에서 나오는 물의 양을 확인하기 위해 과학자들은 다양한 눈 더미를 형광색으로 염색하는 오래된 간단한 트릭을 사용하고 있습니다.

Ben-Asher는 "이런 방식으로 우리는 이미 세 가지 다른 출처를 확인했지만 [2022] 8월에 눈이 녹았고 물은 여전히 ​​어딘가에서 나오고 있었습니다."라고 말했습니다. 어떤 날은 눈에 띄는 이유 없이 수거통이 평소보다 꽉 찼습니다. 이 모든 것은 영구 동토층이 녹는 것을 가리킬 수 있으므로 과학자들은 수집하고 있는 물이 암석에서 얼마나 많은 시간을 보냈는지 알아보기 위해 다양한 방법을 적용하고 있습니다. 매우 오래된 경우 고대 영구 동토층이 현재 녹고 있음을 나타낼 수 있습니다.

한편, 69km(39마일) 떨어진 별도의 과학자 그룹이 또 다른 놀라운 영구 동토층 현장 실험실에서 데이터를 수집하고 있습니다. 이탈리아와 스위스의 국경에 위치한 해발 4,478m(14,692ft)의 마터호른은 세계에서 가장 아름다운 산 중 하나로 널리 알려져 있습니다. 2003년 폭염 이후 발생한 낙석 에 자극을 받아 스위스 과학자들은 2006년에 무선 센서 네트워크를 구축하기 시작했습니다 . 이 작업은 Midi보다 더 어려웠습니다. 주로 Matterhorn 정상으로 연결되는 케이블카가 없고 등반 경로만 요구하기 때문입니다. 그러나 이후 10년 동안 그들은 17가지 센서 유형으로 구성된 네트워크를 구축하여 1억 5,400만 개 이상의 데이터 포인트를 수집할 수 있었습니다.

최악의 낙석 위치 주변에 구축된 이 네트워크는 온도 센서, 카메라, 균열의 확대를 측정하는 "균열 측정기", 경사계, GPS 센서 및 지진 센서로 구성되어 깊은 균열에서 얼음의 형성과 녹는 것을 측정하는 데 도움이 됩니다 . 바위.

이러한 모든 현장 측정 및 실험실 실험은 상승하는 온도에서 산 영구 동토층의 행동을 예측하는 데 도움이 되는 컴퓨터 모델에 기여하고 있습니다. 연구자들은 비슷한 고도의 산맥에서 가장 위험한 위치를 식별할 수 있기를 바랍니다.

과학자들은 센서 네트워크를 사용하여 Aiguille du Midi의 알파인 암석 표면 깊은 곳에서 영구 동토층의 안정성을 모니터링합니다(Credit: Vedrana Simičević)
과학자들은 센서 네트워크를 사용하여 Aiguille du Midi의 알파인 암석 표면 깊은 곳에서 영구 동토층의 안정성을 모니터링합니다(Credit: Vedrana Simičević)

그러나 이러한 모델이 큰 낙석을 예측하기에 충분할 때까지 20년이 더 걸리고 더 많은 데이터가 필요하다고 Magnin은 말합니다.

한편, 일부 연구 결과는 이미 산악인의 안전을 직접적으로 돕고 있습니다. 예를 들어, 알프스의 북쪽 면에서 가장 빈번한 낙석은 남쪽 면보다 더 낮은 고도에서 더 높은 빈도로 발생하는 것으로 알려져 있습니다. 보다 구체적으로 말하자면, 센서 네트워크 덕분에 과학자들은 여름에 Goûter couloir를 건너는 데 가장 위험하지 않은 시간인 오전 9시부터 오전 10시까지를 식별했습니다  .

이 지식을 구현하는 데 가장 열심인 사람은 산악 가이드로, 이들 중 많은 수가 1년에 최대 200일을 산에서 보내며 기후 변화의 영향을 직접 목격하고 있습니다 . Chamonix Guide Company의 사장인 Olivier Greber는 "7월 초에는 일반적으로 8월에 볼 수 있는 조건이 있습니다."라고 말합니다. 이에 대응하여 가이드는 더 추운 조건에서 일부 루트를 오르고 다른 루트는 완전히 피하도록 선택합니다. 그들은 낮은 고도와 덜 위험한 지역에서 고객에게 산악 모험을 제공하고 있습니다.

"우리는 또한 Ravanel과 그의 동료들로부터 조언을 듣고 있습니다."라고 Greber는 덧붙입니다. "우리는 균열에서 쏟아지는 물, 벽에서 이상한 소리가 들리거나 특정 균열이 매년 더 넓어지고 있다는 증거와 같은 놀라운 징후를 발견하는 방법을 배웠습니다."

이러한 위협을 인식하지 못한 많은 산악인들은 여전히 ​​위험한 상황에서 등반을 선택했습니다.

그러나 문제는 훨씬 더 광범위합니다. Ravanel은 프랑스 알프스에는 산장에서 스키 리조트 케이블카에 이르기까지 영구 동토층 지역에 947개의 인프라 요소가 있다고 말합니다 . 그들 중 일부는 이미 해동의 영향을 받았습니다. 그는 알프스와 그곳을 방문하는 많은 사람들의 안전을 보장하는 것이 점점 더 큰 도전이 될 것이라고 믿습니다.

"10년 전에는 우리가 보게 될 거대한 변화를 완전히 인식하지 못했습니다."라고 Ravanel은 말합니다. "그래서 이제 저는 앞으로 10년 동안 우리가 직면할 프로세스의 속도를 상상할 수 없을 것입니다."

이미지 출처:  게티 이미지