기후 모델의 경고를 뛰어넘는 해류 쇠퇴

대서양 자오선 역전 순환(Atlantic Meridional Overturning Circulation, AMOC)이 이번 세기 말까지 약 51% 약화될 것이라는 연구 결과가 나왔다. 발렌틴 포르트만(Valentin Portmann) 연구팀이 4월 14일 국제 학술지 《사이언스 어드밴시스(Science Advances)》에 발표한 이 연구는 관측 기반 제약 방법론을 활용해 기존 기후 모델의 예측보다 약 60% 빠른 쇠퇴 속도를 확인했다. AMOC는 북반구 전체 기후를 조절하는 거대 해류 시스템으로, 이 연구는 기후 과학계에 상당한 충격을 주고 있다.

왜 이번 연구가 중요한가

AMOC는 단순한 바닷물의 흐름이 아니다. 멕시코만류(Gulf Stream)를 포함한 이 거대한 순환 시스템은 열대의 따뜻한 물을 북쪽으로 운반하고 차가운 심층수를 남쪽으로 돌려보내면서 유럽과 북미의 기후를 안정적으로 유지하는 핵심 메커니즘이다.

이번 연구의 핵심은 기존 기후 모델들이 얼마나 낙관적인 전망을 해왔는지를 수치로 보여준다는 점이다. 대부분의 기후 모델이 이미 보수적인 전망으로 비판받아왔음에도 불구하고, 실제 관측 데이터를 적용하면 그 예측조차 과소평가된 것으로 드러났다. 51%의 약화는 단순한 수치가 아니다. 이 수준에서는 유럽 기온이 수 도씨 급락하고, 전 지구적 강수 패턴이 뒤틀리며, 아프리카와 남아시아의 몬순 시스템도 교란될 수 있다.

포츠담 기후 영향 연구소(Potsdam Institute for Climate Impact Research)의 별도 연구에서는 현재의 이산화탄소(CO₂) 농도가 유지될 경우 AMOC 붕괴 자체가 되돌릴 수 없는 임계점을 넘어설 수 있으며, 그 과정에서 해양에 저장된 막대한 양의 탄소가 대기 중으로 방출될 가능성이 있다고 경고했다. 이는 기후 위기를 스스로 가속화하는 '피드백 루프'가 작동할 수 있음을 시사한다.

멕시코만류는 이미 움직이고 있다

AMOC 약화의 징후는 이미 위성 관측 데이터에서 포착되고 있다. 반 베스턴(van Westen)과 데이크스트라(Dijkstra) 연구팀이 발표한 별도 논문에 따르면, 1965년부터 2024년까지 약 60년간의 위성 및 해저 수온 데이터를 분석한 결과 멕시코만류가 지속적으로 북쪽으로 이동하는 추세가 확인됐다. 30년에 걸쳐 약 50킬로미터가량 북상한 것이다.

연구진은 이 현상을 AMOC 붕괴의 '조기 경보 신호'로 해석했다. 케이프 해터러스(Cape Hatteras) 인근에서 멕시코만류의 경로가 급격히 변화하는 현상이 AMOC가 임계점에 도달하기 수십 년 전에 먼저 나타난다는 시뮬레이션 결과와 일치하기 때문이다. 심층 서부 경계류(Deep Western Boundary Current)의 약화가 국지적 와도(vorticity)를 변화시켜 멕시코만류를 더 높은 위도에서 해안에서 분리시키는 메커니즘이 이를 설명한다고 연구팀은 밝혔다.

이 발견은 과학적으로 중요한 의미를 갖는다. 멕시코만류의 위치 변화를 실시간으로 모니터링하면, AMOC 붕괴가 실제로 발생하기 전에 수십 년의 선행 시간을 확보할 수 있다는 것이다.

AMOC 연구의 흐름: 경고에서 위기로

AMOC의 불안정성에 대한 우려는 수십 년 전부터 제기됐지만, 과학계의 주류 시각은 오랫동안 '우려할 수준이 아니다'라는 쪽에 기울어 있었다.

2000년대 초반까지 대부분의 기후 모델은 AMOC가 21세기 동안 느리게 약화되겠지만 붕괴에는 이르지 않을 것이라는 전망을 내놓았다. 그러나 2010년대 들어 그린란드 빙하 융해 가속, 북극 해빙 면적 감소 등 관측 데이터가 축적되면서 경고음이 커지기 시작했다.

2021년 기후 과학자들이 1800년대 이후의 해양·기후 데이터를 분석한 결과, AMOC가 이미 수천 년 만에 가장 약한 상태에 접어들었다는 연구가 발표되면서 학계의 긴장감이 고조됐다. 2023년에는 덴마크 코펜하겐 대학 연구팀이 2025년에서 2095년 사이에 AMOC가 붕괴할 수 있다는 모델을 발표해 논란을 일으켰다. 당시 일부 과학자들은 방법론적 한계를 지적했지만, 임계점 접근에 대한 경계심은 확산됐다.

이번 포르트만 연구팀의 논문은 이러한 흐름 위에서 관측 데이터 기반의 제약 방법론을 도입해 보다 정밀한 수치를 제시했다는 점에서 이전 연구들과 차별화된다.

앞으로의 전망 [전문가 분석]

이번 연구 결과가 시사하는 바는 여러 층위에서 충격적이다.

첫째, AMOC가 51% 약화된 세계에서 북유럽과 서유럽은 현재보다 겨울 기온이 평균 3~5도 낮아질 가능성이 높다. 이는 농업 생산성 저하, 에너지 수요 급증, 극한 기상 빈도 증가로 이어질 수 있다. 영국과 스칸디나비아 반도는 현재 위도 대비 따뜻한 기후를 누리고 있는데, 그 혜택의 상당 부분이 AMOC에서 비롯된 것이기 때문이다.

둘째, 포츠담 연구소가 지적한 '탄소 방출 피드백' 시나리오가 현실화될 경우, 기후 변화 억제를 위한 국제 사회의 노력이 무력화될 가능성이 있다. 해양은 현재 인간이 배출하는 이산화탄소의 약 30%를 흡수하는 완충 역할을 하는데, AMOC 붕괴는 이 기능을 손상시킬 수 있다.

셋째, 멕시코만류 위치 모니터링이 새로운 조기 경보 지표로 부상할 가능성이 높다. 실시간 해류 추적 시스템에 대한 국제 공동 투자가 논의될 것으로 전망된다.

다만 연구자들은 이 시나리오가 현재의 온실가스 배출 궤적이 유지됐을 때의 전망임을 강조한다. 파리협정 목표인 1.5도 억제가 달성된다면 약화 폭은 줄어들 가능성이 있다. 역설적으로, 이번 연구는 기후 행동의 시급성을 뒷받침하는 가장 강력한 과학적 근거 중 하나가 될 것으로 보인다.