북극 지역 강들이 주황색으로 변하는 까닭

북극권 바로 안쪽에 위치한 험준한 산맥과 수정처럼 맑은 강이 있는 황무지인 알래스카의 브룩스 산맥에서 이상한 현상이 풍경을 망치고 있다.

밝은 주황색 물이 우주에서도 보일 정도의 양으로 강을 통해 흐르고 있다. 광산 폐수와 마찬가지로 녹물 같은 주황색은 산성수에 노출된 후 용해되는 철에서 비롯된다. 그러나 여기서 범인은 광산개발이 아니라 지구온난화다.

"이렇게 넓은 범위에 걸쳐 벌어지고 있다는 데 가장 놀랐어요." UC데이비스의 과학자 브렛 파울린은 말한다. "이건 멈출 방법이 없어요." 그는 덧붙인다. "일단 시작되면 그냥 시작되는 거예요."

이 현상은 북극의 외딴 곳곳에서 관찰되었다. 캐나다 북서부에서 연구자들은 동일한 주황색을 띤 강들을 발견했다. 파이낸셜타임스(FT)가 분석하고 알래스카대학과 알프레드 베게너 연구소(우크라이나 전쟁 전까지 러시아 연구자들과 정기적으로 협력했던 독일 연구 센터)의 전문가들이 확인한 위성 영상은 시베리아에서도 녹물의 하천이 있을 가능성을 보여주었다.

브룩스 산맥에서만 부시 파일럿¹bush pilot, 공원 관리인 및 기타 지역 주민들과 협력하는 과학자들이 작년에 200개 이상의 녹물 물길을 확인했다.

씻겨 내려가는 금속이 철만 있는 건 아니다. 일부 영향을 받은 강에서는 망간과 니켈 수치가 상승하고 있다. 용해된 알루미늄은 또한 북극 밖 유럽 알프스와 피레네 산맥의 강들을 하얗게 만들고 있다.

금속으로 가득 찬 하천의 지역적 영향을 넘어 이 현상은 훨씬 더 크고 골치 아픈 문제의 전조이다. 영향을 받은 많은 하천에서 과학자들은 영구동토층 해빙을 핵심 요인으로 지목했다.

최소 2년 연속으로 얼어 있는 땅을 가리키는 영구동토층은 유기물과 미네랄을 함유할 수 있다. 영구동토층이 녹으면 금속이 수계로 스며들게 하는 화학 반응을 일으킬 수 있다.

영구동토층 해빙은 또한 얼어붙은 땅에서 휴면 상태에 있던 미생물이 유기물을 분해하면서 탄소 및 메탄과 같은 온실가스를 점진적이지만 지속적으로 대기 중으로 방출하게 만들 수 있다고 매사추세츠 주 우드웰 기후 연구 센터의 선임 연구 과학자인 크리스티나 쉐델은 말한다.

워싱턴 소재의 비영리단체인 북극연구소는 세계의 영구동토층 매장량에 최대 1조7000억 톤의 탄소가 포함되어 있으며 이는 2024년 모든 국가의 배출량의 약 45배에 해당한다고 추정한다.

과학자들은 2100년까지 지표면에 가까운 영구동토층, 즉 상부 3~4미터의 얼어붙은 땅이 거의 사라질 것이라고 추정한다. 영구동토층에서 탄소 방출은 지구온난화를 악화시킬 것으로 예상되며, 이로 인해 극지방의 산불, 홍수, 지반 붕괴가 발생하고 이는 다시 더 많은 얼어붙은 땅을 녹게 만들 것이다.

"인간의 배출량을 압도하는 것은 아니에요." 쉐델은 강조한다. 그러나 이는 온난화가 둔화되더라도 계속될 과정이다. "우리는 미래 세대에게 영구동토층으로 인한 추가적인 탄소 손실을 떠안기고 있는 셈이죠."

미국 해양대기청(NOAA)의 작년 연례 보고서에 따르면 북극에서 지난 10년은 기록상 가장 따뜻한 10년이었으며 2025년 겨울 '바다 얼음 면적'은 47년간의 위성 기록에서 사상 최저치를 기록했다.

유럽연합(EU)의 지구 관측 서비스인 코페르니쿠스가 1월에 발표한 바에 따르면, 화석 연료 연소로 인한 배출량이 계속 증가함에 따라 현재 세계는 이전에 생각했던 것보다 10년 빠른 2030년까지 산업화 이전 수준보다 1.5도 높은 지구온난화에 도달할 것으로 예상된다.

만약 그 주요 임계점을 넘으면 과학자들은 지구에 돌이킬 수 없는 변화가 시작되어 경제 성장, 물 공급, 인류의 건강을 위협할 것이라고 믿는다. 금속으로 오염된 하천들은 과학자들이 지구 전반에 걸쳐 발생할 것이라고 경고하는 것 중 하나다.

"만약 사람들이 기후변화가 사기라고 말한다면 그들을 아비스코Abisko로 보내세요. 자신의 눈으로 그것을 목격할 수 있을 거예요." 튀빙겐대학의 안드레아스 카플러는 자신이 영구동토층을 연구해 온 작은 스웨덴 마을을 언급하며 말한다.

2000년대 후반에 발표된 연구를 가리키며 카플러는 당시 북극권 위에 위치한 아비스코의 영구동토층이 2050년까지 지속될 것이라고 생각하는 연구자들이 있었다고 말했다. "이제는 아마도 2030년, 2035년을 예상하고 있어요."

"되돌리기에는 너무 늦었어요." 그는 덧붙인다. "이 영구동토층 지역은 사라질 거예요. 정말 틀림없다고 생각해요."

'녹슨 강' 현상이 항상 기후변화에 의해 유발되는 것은 아니다. 광업으로 인해 금속이 물에 용해될 수 있다. 다른 곳에서는 용해된 금속이 너무 오랫동안 흘러서 강의 이름에 그 현상이 반영되기도 한다. 캐나다의 북극 지역 맥켄지강의 지류는 그위친Gwich'in 원주민 언어로 치게흐닉Tsiigehnjik이라 불리는데 '철의 강'을 뜻한다.

그러나 기온이 상승함에 따라, 특히 전 세계 평균보다 두 배 이상 빠르게 온난화되고 있는 북극에서 강을 녹물처럼 보이게 만드는 화학 반응이 새로운 장소에서 발생하고 있다.

해빙된 영구동토층과 녹는 빙하는 이전에 접근할 수 없었던 광물을 물과 산소와 같은 산화제에 노출시킬 수 있다. 만약 황화물 광물, 즉 가장 흔한 황철석이 존재하면 화학 반응으로 황산이 생성되어 물의 pH를 변화시킨다. 더 산성인 물은 광물에서 금속을 용해시킨다.

따뜻해지면서 미생물들이 한번 재활성화되면 산성 암석 배수acid rock drainage라고 불리는 이 과정을 더욱 가속화할 수 있다.

관광회사 나하니 리버 어드벤처스 & 캐나디안 리버 익스페디션스를 운영하는 조엘 히바드는 2016년 캐나다 노스웨스트 준주에서 하이킹을 하다가 처음으로 녹슨 물을 발견했다. 그는 수분 보충을 위해 익숙한 장소에 멈췄지만 그날 평소 맑던 물은 주황색이었다. "정말 금속 맛이 났어요." 히바드는 말한다.

그 이후로 직원들은 더 많은 녹슨 강을 마주쳤고 히바드는 더 많은 것이 파악될 때까지 영향을 받은 지역으로 관광객을 데려가는 것을 중단했다. 캐나다 연구팀은 일부 강에서 망간과 카드뮴 수치가 높고 잠재적으로 안전하지 않을 수 있다고 히바드에게 경고했다.

"무슨 일이 일어날지 모르겠어요." 히바드는 말한다. 이 현상이 지속된다면 물이 지역의 야생동물, 지역사회 및 자신의 사업에 미칠 영향에 대해 걱정한다.

스위스에서는 베른대학의 크리스토프 와너가 15년도 전에 산성 암반 배수로 인해 하얗게 변한 강을 처음 인지했다. 당시 한 현지 사냥꾼이 그의 학생에게 제보했고 학생은 산에서 하얗게 변한 돌을 대학으로 가져왔다.

철은 용해되기 위해 더 산성인 물이 필요한 반면, 유럽 알프스의 강에서 백악질의 흰색 잔류물을 만드는 금속인 알루미늄은 덜 산성인 조건에서 용해된다고 와너는 설명한다. "적절한 암석이 있어야 합니다. 모든 지질 구조에서 일어나는 일은 아니에요." 그는 말한다.

물의 흐름과 지질과 같은 지역적 조건 또한 수로로의 금속 침투의 심각성과 기간을 결정한다. 처음에 밝은 주황색의 물이 흐르는 강은 시간이 지남에 따라 더 희석될 수 있으며 다른 강은 색이 더 짙어질 수 있다.

오스트리아에서 두 번째로 높은 산인 빌트슈피체에서는 기온이 상승함에 따라 일부 지역의 니켈 수치가 수질 기준을 초과했다.

"저희 작업 지역의 산성 암석 배수는 저에게 꽤 놀라운 일이었어요." 환경실험실을 운영하는 회사인 하이드로아이소톱의 상무이사 피터 로즈는 말한다. 2024년에 회사는 한 산장에 정수 필터를 설치했는데 이를 위해 큰 금속 탱크를 들고 산을 올라야 했다.

"한 지점에서는 2023년 8월과 2025년 사이에 물 속 니켈 농도가 리터당 64마이크로그램에서 110으로 거의 두 배가 되었어요." 로즈는 말한다. 유럽연합 규정에 따라 천연 미네랄 식수에 허용되는 니켈의 최대 수준은 리터당 20마이크로그램이다. 호스텔의 식수는 인근 빙하에서 나오는데 이 빙하들은 "점점 더 빠른 속도로 녹고 있다"고 로즈는 설명한다.

알프스에서는 영구동토층 해빙으로 인한 변화가 특히 두드러졌다고 와너는 덧붙인다. 2003년에 그가 연구했던 북부 이탈리아의 한 지역에서는 용해된 알루미늄으로 인해 강의 돌이 하얗게 변한 걸 찾기가 어려웠다. 2021년이 되자 같은 장소에서 발견되는 흰색 잔류물의 양은 "엄청났다"고 그는 말한다.

영구동토층 해빙과 빙하 용해는 또한 암석 슬라이드와 암석 빙하의 불안정화에 기여하고 있으며 이는 등산객과 등반가뿐만 아니라 고산 지대의 지역사회에도 위협이 된다고 와너는 말한다. 2025년 5월, 스위스 남부에서 빙하 붕괴로 촉발된 산사태가 블라텐 마을을 덮쳤다. 주민들이 대피한 지 며칠 만이었다.

프랑스와 스페인 국경의 더 남쪽에서는 흰색 잔류물이 "피레네 산맥 발원지의 깨끗한 환경"으로까지 퍼지고 있다고 2012년부터 산맥에서 흰 강을 관찰하기 시작한 바르셀로나자치대학교 과학자 마리오 자로카는 말한다.

알래스카나 캐나다와 달리, 피레네 산맥의 금속 용해는 반드시 영구동토층 해빙에서 오는 것이 아니라 심화되는 가뭄과 상승하는 기온 때문이라고 자로카는 설명한다.

일단 촉발되면 온도의 증가는 황철석 산화 속도를 가속화하여 과정을 강화한다고 한다. 광물을 산화시키는 미생물 또한 더 따뜻한 환경에서 활동하는 것을 선호한다.

"이 현상은 멈추기는커녕 점점 더 활발해지고 더 많은 곳으로 확장되는 것 같아요." 그는 일부 샘의 니켈과 비소 수치가 식수 기준을 훨씬 상회한다고 덧붙인다.

물 속의 높은 금속 농도는 인간에게 즉각적인 위험을 초래하지 않을 수 있지만 다량 섭취 시 해로울 수 있다고 과학자들은 말한다.

북극 바로 남쪽에 위치한 노르웨이의 군도 스발바르에서는 2023년 말 일시적인 증가 이후, 2024년 7월 리터당 100마이크로그램 미만이었던 미네랄 망간 수치가 2025년 초에는 600 이상으로 치솟았다. 롱이어비엔 시의회 의원들은 주민들에게 망간이 "급성 중독의 위험은 없으며", 오직 "장기 섭취로 인한 잠재적 영향"만 있다고 안심시켜야 했다.

"망간은 우리 모두에게 필요하지만 너무 많으면 안 되는 필수 원소예요." 1월 롱이어비엔 타운 미팅에서 망간의 위험성에 대해 발표한 스발바르대학센터의 헤이스버르트 브레이드벨트 교수는 말한다.

작년 9월의 공식 발표에 따르면 지역 양조장은 현재 주민들에게 무료로 여과된 물을 제공하고 있으며 또한 주민들에게 수돗물 음용을 자제하라고 조언했다. 유치원과 대학과 같은 일부 장소에서는 식수 공급을 위해 필터를 설치했다.

브레이드벨트 교수는 빙하의 축소가 망간 수치 상승의 한 요인이라고 말한다. "퇴적물이 노출되어 미네랄을 방출하고 있어요." 그는 롱이어비엔 근처의 광산 존재와 같은 다른 중요한 요인과 비교하여 기후변화가 얼마나 큰 역할을 하는지는 명확하지 않다고 덧붙였다.

하지만 군도의 탄광에서 멀리 떨어진 스발바르의 다른 비거주 지역에서도 녹슨 주황색 물이 흐르고 있다고 스발바르대학센터의 앤디 호드슨은 말한다. 그는 눈보다는 강수량 증가가 유력한 요인이라고 말한다.

여름 동안 녹는 영구동토층의 상층부 또한 "지속적인 기후 온난화로 인해 매년 깊어지고" 있으며 이는 황철석, 물, 금속 및 미생물 간의 새로운 상호작용으로 이어진다고 호드슨은 말한다.

알래스카에서는 물의 화학적 변화가 이미 식단의 일부로 현지 어류에 의존하는 지역사회에 영향을 미치고 있다. 브룩스 산맥에서는 민물고기인 북극살기 개체군이 녹슨 주황색 강에서 사라졌다.

"이곳 사람들은 여기 환경에 매우 익숙해요." 브룩스 산맥에서 60년 이상 살아온 잭 리코프는 말한다. 그와 그의 아내는 식량을 위해 사냥, 덫, 낚시 및 채소밭에 의존하는 자급자족 생활을 하고 있다.

2017년에 리코프는 "오렌지 주스" 색깔의 물이 동네 개울에서 쏟아져 나오는 것을 보았다. 68세의 리코프는 그 이후로 더 많은 녹슨 물길을 마주쳤는데 이는 북극살기에게 너무 산성일 수 있다고 그는 말한다.

2024년 논문에서 국립공원관리청 직원들과 협력 과학자들은 '녹 현상'이 발생한 후 돌리바든 송어와 다른 작은 수생 종 모두에서 개체수 감소를 관찰했다.

리코프에게 녹슨 강은 주민들이 땅에서 생존하기 더 어렵게 만드는 "기후변화의 또 다른 측면"일 뿐이다. 지난 10년 동안 온난화와 남획으로 인해 현지의 순록, 무스, 양, 연어 개체수가 줄어들었다고 그는 말한다.

"여기서 살기 위해 필요한 양의 식량을 마련하기 위해 더 열심히 일해야 해요." 리코프는 작년이 1991년 이후 처음으로 무스를 사냥하지 못한 해라고 덧붙였다. "더 열심히 일했고 매일 더 많은 시간을 밖에서 보냈어요. 전망은 암울해요." 그는 말한다.

지구가 따뜻해지면서 북극 자체가 온실가스의 원천이 되고 있다.

영구동토층 해빙 외에도 탄소를 방출하는 산불의 빈도가 증가하고 있다. 2024년, 북극 툰드라의 산불과 영구동토층 해빙의 조합은 수천 년 만에 처음으로 이 지역이 저장한 것보다 더 많은 탄소를 배출했음을 의미한다고 미국 해양대기청은 밝혔다.

그러나 연구자들은 배출 시나리오와 기후 모델의 예측이 종종 영구동토층 해빙으로 방출될 탄소의 양을 과소평가한다고 말한다. 이는 부분적으로 북극이 너무 멀고 광대하기 때문이다. 이로 인해 녹슨 강을 식별하는 작업을 포함한 데이터 범위와 현장 조사는 어렵고 비용이 많이 든다.

대부분의 현장 조사는 또한 극지방의 따뜻한 달에 국한되어 접근을 더욱 제한한다. 그리고 북극으로 함께 묶여 있음에도 불구하고 이 지역은 미래에 기후변화로 인해 각각 다른 영향을 받을 수 있는 다양한 환경을 포함하고 있다.

게다가 북극 영구동토층의 거의 절반이 러시아에 있다. 서방 세력에 의해 고립되어 있기 때문에 러시아 대학들과의 제도적 교류가 부족한 것은 또 다른 "실질적인 도전"이라고 알프레드 베게너 연구소의 영구동토층 연구 책임자인 귀도 그로세는 말한다. 지상 관측소의 데이터 부족과 원격 감지에 대한 과도한 의존은 북극 변화에 대한 과학적 이해를 왜곡할 위험이 있다고 학자들은 경고한다.

"우리가 특정 온도 목표 내에 머물게 하는 정책 조치에 대해 이야기하고 있다면, 모든 배출량을 완전히 고려하지 않는다면, 우리는 잘못된 목표를 향해 노력하고 있는 것입니다." 쉐델은 말한다.

온난화 속도가 너무 빨라 북극 연구자들은 한때 멀고 추상적으로 느껴졌던, 그들이 연구하는 장소에서 영구동토층이 언제 사라질지 점점 더 궁금해하고 있다. 오슬로대학의 세바스티안 베스터만은 이것이 노르웨이 북부의 현장 조사 지역에서 20년 안에 현실이 될 수 있다고 말한다.

"영구동토층이 사라졌기 때문에 현장 측정의 종료를 계획한다는 것은 사실 엄청난 일이에요." 그는 말한다.

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