빙하 붕괴

1. 개요

빙하 붕괴는 빙하에서 얼음이 떨어져 나가는 현상으로, 1차, 2차, 3차 과정으로 구분하여 원인을 분석한다. 1차 과정은 크레바스 형성에 영향을 주는 수직 응력으로, 빙하 규모에 따라 붕괴 속도를 결정한다. 2차 및 3차 과정은 1차 과정에 영향을 주며, 해빙, 조석, 지진, 부력 등이 포함된다. 붕괴 법칙을 예측하기 위한 연구가 진행 중이며, 주요 붕괴 사건으로는 필히너-론느 빙붕, 아메리 빙붕, 워드 헌트 빙붕, 엘즈미어 섬, 라센 빙붕, 야콥스하운 빙하 등이 있다. 빙하 붕괴를 이용한 스포츠인 글레이셔 서핑도 존재한다.

2. 원인

빙하 붕괴의 원인은 1차적, 2차적, 3차적 과정으로 분류해서 파악하는 것이 유용하다. 1차 과정은 빙하 규모에서 전체적인 붕괴 속도를 결정하며, 2차 및 3차 과정은 1차 과정에 영향을 주어 특정한 개별 빙하 붕괴 사건 발생에 영향을 준다.

2.1. 1차적 원인

빙하 붕괴의 1차적 원인은 크레바스 형성에 영향을 주는 수직 방향 응력이다. 크레바스가 빙붕 전체를 관통하면 얼음이 끊기며 붕괴된다. 수직 응력은 빙하 바닥면과 가장자리의 마찰력, 빙하의 기하학적 구조와 바닥과의 수압에 따라 결정된다. 이러한 여러 요인이 빙하 붕괴 속도를 1차적으로 결정한다.

2.2. 2차적 원인

수면 위에서의 빙붕 용융은 해빙을 악화시켜 빙하 붕괴로 이어지기 때문에 중요한 2차 빙하 붕괴 과정에 해당한다. 다른 2차적 요인으로는 조석과 지진, 부력, 용융물의 쐐기 현상 등이 있다.

수면 위에서 빙붕이 녹아 갈라지면 빙하의 수면 아래 부분만 녹아서 갈라지고, 물속에 잠긴 "갈라진 빙하조각"이 남는다.

2.3. 3차적 원인

수면 위에서 빙붕이 녹아 갈라지면 빙하의 수면 아래 부분만 녹아서 갈라지고, 물속에 잠긴 "갈라진 빙하 조각"이 남는다. 이 빙하 조각이 위로 뜨려는 부력 때문에 갈라진 빙붕이 깨지면서 빙하 조각이 위로 솟구치는 현상이 3차적 과정이다. 이 과정은 빙하 끝에서 최대 300m 안쪽에서 예고 없이 갑자기 발생하기 때문에 매우 위험하다.

3. 붕괴 법칙

여러 가지 요인이 빙하 붕괴에 기여하는 것으로 확인되었지만, 신뢰할 수 있는 예측 수학 공식은 아직 개발 중이다. 현재 '붕괴 법칙'을 확립하기 위해 남극과 그린란드의 빙붕에서 데이터를 수집하고 있다.

현재 예측 법칙의 기반이 될 수 있는 몇 가지 개념이 있다. 한 이론에 따르면 붕괴율은 주로 인장 응력과 수직 압축 응력의 비율, 즉 붕괴율은 가장 큰 주 응력과 가장 작은 주 응력의 비율에 따라 결정된다. 또 다른 이론은 예비 연구에 따르면 붕괴율은 붕괴 전면 근처의 확산 속도의 거듭제곱으로 증가한다는 것을 보여준다.

3.1. 주요 변수

여러 요인이 빙하 붕괴에 영향을 주는 것으로 확인되었지만, 신뢰할 수 있는 예측 수학 공식은 아직 개발되지 않았다. 현재 '붕괴 법칙'을 확립하기 위해 남극과 그린란드의 빙붕에서 데이터를 수집하고 있다. 모델에 사용되는 변수에는 두께, 밀도, 온도, [https://doi.org/10.3189/S0022143000017895 c-축 구조] 및 불순물 부하와 같은 얼음의 특성이 포함된다. '얼음 전면 수직 응력'으로 알려진 속성은 일반적으로 측정되지 않지만 핵심적인 중요성을 가질 수 있다.

현재 예측 법칙의 기반이 될 수 있는 몇 가지 개념이 있다. 한 이론에 따르면 붕괴율은 주로 인장 응력과 수직 압축 응력의 비율, 즉 붕괴율은 가장 큰 주 응력과 가장 작은 주 응력의 비율에 따라 결정된다. 또 다른 이론은 예비 연구에 따르면 붕괴율은 붕괴 전면 근처의 확산 속도의 거듭제곱으로 증가한다는 것을 보여준다.

3.2. 이론

여러 요인이 빙하 붕괴에 영향을 주는 것으로 알려져 있지만, 아직까지 신뢰할 수 있는 예측 수학 공식은 개발되지 않았다. 현재 '붕괴 법칙'을 확립하기 위해 남극과 그린란드의 빙붕에서 데이터를 수집하고 있다. 모델에 사용되는 변수에는 두께, 밀도, 온도, [https://doi.org/10.3189/S0022143000017895 c-축 구조] 및 불순물 부하와 같은 얼음의 특성이 포함된다. '얼음 전면 수직 응력'으로 알려진 속성은 일반적으로 측정되지 않음에도 불구하고 핵심적인 중요성을 가질 수 있다.

현재 예측 법칙의 기반이 될 수 있는 몇 가지 개념이 있다. 한 이론에 따르면 붕괴율은 주로 인장 응력과 수직 압축 응력의 비율, 즉 붕괴율은 가장 큰 주 응력과 가장 작은 주 응력의 비율에 따라 결정된다. 또 다른 이론은 예비 연구에 따르면 붕괴율은 붕괴 전면 근처의 확산 속도의 거듭제곱으로 증가한다는 것을 보여준다.

4. 주요 붕괴 사건

필히너-론느 빙붕에서는 1988년 10월과 2000년 5월에 큰 빙산이 떨어져 나갔다.

아메리 빙붕에서는 1962년에서 1963년 사이에 대규모 붕괴가 있었다. 현재 빙붕 전면의 '흔들리는 이빨'이라고 불리는 구역은 결국 붕괴될 것으로 예상된다.

워드 헌트 빙붕에서는 1961년 8월에서 1962년 4월 사이에 약 600km²의 얼음이 떨어져 나가는 큰 붕괴가 관측되었다.

엘즈미어 섬에서는 2005년에 빙붕의 거의 전체가 떨어져 나가는 큰 사건이 발생했다. 1900년 이후 엘즈미어 섬 빙붕의 약 90%가 붕괴되었다.

웨델 해의 라센 빙붕은 라센 A, 라센 B, 라센 C로 구성되어 있는데, 라센 A는 1995년 1월에, 라센 B는 2002년 2월에 붕괴되었다.

일룰리사트 빙하(그린란드 서부의 세르메크 쿠잘렉)에서는 매년 많은 양의 빙산이 붕괴되어 피오르 밖으로 흘러나간다. 2008년 제임스 발로그와 그의 팀은 로어 맨해튼 크기의 빙하 조각이 떨어지는 모습을 촬영했으며, 이 영상은 영화 체이싱 아이스에 등장한다.

4.1. 필히너-론느 빙붕

1988년 10월, 필히너-론느 빙붕에서 A-38 빙산(약 150km x 50km)이 떨어져 나왔다. 2000년 5월에는 두 번째 붕괴로 167km x 32km 크기의 빙산이 생성되었다.

4.2. 아메리 빙붕

1962년에서 1963년에 걸쳐 대규모 붕괴가 발생했다. 현재 빙붕 전면에는 '흔들리는 이빨'이라고 불리는 구역이 있다. 이 구역은 약 30km x 30km 크기로, 하루에 12m 정도 이동하고 있으며, 결국 붕괴될 것으로 예상된다.

4.3. 워드 헌트 빙붕

관측된 가장 큰 빙산 붕괴는 워드 헌트 빙붕에서 일어났다. 1961년 8월에서 1962년 4월 사이 언젠가 약 600km²의 얼음이 떨어져 나갔다.

4.4. 엘즈미어 섬

2005년, 엘즈미어 섬 북쪽 가장자리에서 거의 전체가 떨어져 나갔다. 1900년 이후 엘즈미어 섬의 빙붕의 약 90%가 떨어져 나가 떠내려갔다. 이 사건은 최소한 지난 25년 동안 일어난 일 중 가장 큰 규모였다. 이 사건으로 총 87.1km²의 얼음이 손실되었다. 가장 큰 덩어리는 면적이 66.4km²로, 맨해튼 시보다 약간 더 크다.

4.5. 라센 빙붕

웨델 해에 위치하고 남극반도 동쪽 해안을 따라 뻗어 있는 거대한 빙붕은 라센 A, 라센 B, 라센 C 세 부분으로 구성되어 있다. 이 중 라센 A는 1995년 1월에 붕괴되었는데, 면적은 3250km², 두께는 200m였다. 2002년 2월에는 라센 B 빙붕이 붕괴되었다.

4.6. 야콥스하운 빙하 (일룰리사트 빙하)

일룰리사트 빙하(그린란드 서부의 세르메크 쿠잘렉)에서는 매년 35의 빙산이 붕괴되어 피오르 밖으로 흘러나간다.

2008년 사진작가 제임스 발로그와 그의 팀은 이 빙하를 조사하던 중 로어 맨해튼 크기의 빙하 조각이 바다로 떨어지는 모습을 카메라에 담았다. 붕괴는 75분 동안 지속되었으며, 그 동안 빙하는 5km 너비의 붕괴 전면에서 1.6km나 후퇴했다. 아담 르윈터와 제프 올로우스키는 이 장면을 촬영했으며, 이 영상은 영화 체이싱 아이스에 등장한다.

5. 글레이셔 서핑

라이언 케이시가 1995년 IMAX 촬영 중 처음 고안한 이 스포츠는 제트 스키로 서퍼를 끌어당겨 빙하에서 얼음 덩어리가 떨어져 나오기를 기다리는 것을 포함한다. 서퍼들은 이 이벤트를 위해 얼음물 속에서 몇 시간 동안 기다릴 수 있다. 빙하가 갈라지면, 얼음 덩어리가 8m 파도를 만들어낼 수 있다. 1분 동안 지속되는 300m 라이딩이 가능하다.