겨울 한파는 북극해의 해빙 감소가 원인
한파가 기승을 부리고 있다. 최근의 겨울 한파의 비밀을 파헤칠 수 있는 북극 카라-바렌츠해의 해빙에 대한 연구내용을 김성중 박사와, 김백민 박사가 『아틱 노트』 228쪽부터 풀어 놓았다. 지구 온난화가 북극의 해빙을 녹이고 있다. 그러나 북극의 해빙이 줄어들면 우리나라를 포함한 중위도 지역에 폭설과 한파가 닥친다는 말은 일부 사람들에게 지구 온난화가 사실이 아니라는 오해를 불러일으킬 수 있다. 그러나 과학자들은 북위도 지역의 빙권이 기후변화를 나타내기도 하지만, 그 기후변화를 일으키는 원인임에 주목하고 있다. 김성중 박사와 김백민 박사는 우리나라의 한파 뒤에는 북극, 특히 카라-바렌츠해(해빙의 변화가 가장 크게 나타난 지역)의 얼음 면적이 감소함에 따른 대기 순환의 변화라고 보고 있다. 따뜻한 북극해와 북극의 대기가 시베리아의 찬 공기의 유입을 더 쉽게 한다는 것이다. 다만 해빙과 중위도 기상변화 사이에 명확하지 않는 부분이 있어 더더욱 연구의 필요성이 강조되는 부분이다. 앞으로 더욱 깊은 북극연구를 통해 겨울철 날씨 예측을 더 정확하게 할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

북극해가 바다 아니고 담수 호수였다고?
쇄빙선을 타고 끊임없이 부딪치는 해빙소리를 들으며 북극해의 한복판 북극점에 간 과학자가 있다. 『아틱 노트』의 210쪽에서 남승일 박사는 우리나라 과학자로서는 최초로 북극점에 도착했다. 남승일 박사의 연구 분야는 북극해에 있는 영구결빙지역의 해저 퇴적물 연구이다. 북극해의 해저에 쌓은 퇴적물에는 북극해의 진화를 알려주는 단서가 들어 있다. 북극점 주변의 로모노소프 해령에서 시추한 퇴적물을 분석한 결과 북극해는 에오세 때에 북극해 표층수온이 약 20~25도 이상이었던 사실과 담수가 담긴 지구상에서 가장 거대한 호수 중 하나였던 사실도 밝혀졌다. 그리고 남승일 박사는 2018년 쇄빙선 아라온호 북극해의 퇴적물 시추연구를 위한 항해를 다시 한 번 기다리고 있다. 해저 퇴적물로 알아낼 수 있는 것은 비단 과거뿐이 아니다. 현재와 비슷한 기후환경이나 지금보다 더 온도가 높을 때의 기록은 최근 급격하게 일어나고 있는 지구 온난화의 영향을 보다 정확하게 이해할 수 있고, 미래에 일어날 수 있는 기후변동의 패턴과 그 영향을 보다 정확하게 예측할 수 있다.

기후변화의 비밀을 캐내는 빙하코어와 동토코어 시추
과거 기후변화의 기록을 찾아내고 미래 기후변화를 예측하는 빙하코어의 시추현장에는 우리나라 유일의 빙하시추 전문가가 정지웅 기술원이 있다. 그는 2006년부터 10년 넘게 빙하코어 시추 전문가로 활약하고 있다. ‘드래곤 코어’ 라는 별명을 가지게 된 정지웅 기술원이 남극과 그린란드에서 빙하를 시추하며 생긴 에피소드, 그리고 사진들이 흥미진진하다.
알래스카에서는 툰드라 동토의 토양코어를 하는 남성진 기술원이 있다. 남성진 기술원은 6차례나 현장에 가서 40~50cm의 얼고 녹기를 반복하는 표층을 지나 시멘트만큼 단단하게 굳은 동토층을 뚫는 기술을 연마하여 툰드라 동토코어의 전문가가 되었다. 심각한 기후변화가 일어나고 있는 알래스카 툰드라 동토의 비밀을 밝혀줄 동토 코어링에서 가장 힘들었던 점은 의외로 모기떼의 습격이었다는 이야기, 그리고 적절한 토양코어 장비를 직접 찾고 만들어가는 과정을 읽다가 보면 해외 탐사의 온갖 어려움을 극복하고 이뤄낸 성과가 너무도 크게 느껴진다.

캄브리아기 화석연구지 시리우스 파셋과 그린란드늑대의 만남
북그린란드에는 유명한 화석산지인 시리우스 파셋이 있다. 1984년 이 지역에서 최초로 화석이 발견된 후 몇 해에 걸쳐 덴마크와 영국이 현장조사를 수행했지만 경제위기 여파로 잠시 조사가 중단되었다. 2016년에 극지연구소의 주도로 덴마크 과학자들과 함께 현장조사 화석 발굴작업을 하였다. 현장은 산 중턱 경사면에 위치해 있어 발굴에 어려움이 있고 날씨마저 설상가상 폭풍우가 몰아치는 환경이지만 그동안 보고되지 않는 새로운 종의 화석을 찾아냈다. 샘플들은 극지연구소에서 연구 중이고, 캄브리아기 대폭발시기 동물의 초기 진화의 비밀을 풀어가는 데 중요한 열쇠가 되리라 기대하고 있다.
또한 시리우스 파셋에서 동물생태연구를 한 이원영 박사의 이야기도 빼놓을 수가 없다. 사향소와 북극토끼, 여우, 꼬까도요와 북극흰갈매기의 행동을 관찰하는 이원영 박사의 예리한 눈을 피해갈 동물은 없다. 더욱이 전 세계적으로 50여 개체 밖에 남지 않은 희귀한 그린란드늑대를 세 번이나 만난 것은 동물행동연구자로서 행운이었다.

흙을 파는 토양생태계 연구자와 하늘만 보는 고층대기 연구자
두껍고 하얗던 빙하가 토사와 함께 끊임없이 탁한 회색빛 빙하수를 쏟아내는 현장을 본적이 있는가? 바로 그 빙하가 사라지고 있는 북극의 빙하후퇴지가 실험실인 두 아이의 엄마 정지영 박사가 있다. 다산과학기지가 있는 스발바르제도 뉘올레순의 중앙로벤빙하퇴적지이다. 새로 드러난 토양에서는 어떤 일이 벌어지고 있을까? 토양생태 연구자 정지영 박사의 과제이다. 공동연구자를 찾기 위해 스토커가 되어야 하고 실험을 위한 시료를 얻기 위해 흙을 파고 또 파서 짊어지고 실험실로 운반을 해야 한다. 자연과학자들은 실험실에서 하얀 가운만 입는 것이 아니다. 연구를 위해 중노동의 현장에도 투입되어야 한다. 하지만 과학자에게는 고난도 연구과정일 뿐이다.
버킷리스트로 북극의 밤하늘에 빛나는 오로라 체험을 꼽는 사람들이 많다. 김정한 박사는 많은 사람들의 꿈인 오로라에 관한 연구한다. 저 높은 하늘에서 벌어지는 고층대기의 현상은 어떻게 연구하는 것일까? 까마득하게 높은 하늘을 바라보며 고층대기 연구는 물론 대기 속의 에어로졸을 통해 기상을 관측하고 기후를 예측하는 윤영준·박상종·박기태·최태진 박사들의 일상은 어떨까? 조금이라도 궁금하다면 『아틱 노트』를 펼쳐보자.

북극은 이미 북극자원 개발을 위한 영토분쟁의 각축장
2013년 우리나라가 북극이사회의 정식 옵서버로 승격되었다. 북극의 자원개발과 환경보호를 위한 발언권을 갖고 다양한 정보를 얻을 수 있게 된 것이다. 북극이사회는 북극 개발과 보호를 위해 1996년 설립된 기구로 북극에 인접한 8개국(스웨덴, 노르웨이, 핀란드, 덴마크, 아이슬란드, 캐나다, 미국, 러시아)이 회원국이며 이들은 북극에 대한 결정권을 가진다. 이 회원국들은 북극해와 주변에서 원유를 생산하거나 막대한 천연가스와 기타 중요 자원을 보유한 나라들이다. 미국은 다국적 기업인 ‘쉘’을 통해 북극의 석유 시추를 계획하고, 러시아는 ‘야말 LNG 프로젝트’를 통해 천연가스 생산을 하고 있으며 덴마크는 그린란드를 통해 희토류 생산을 하고 있다. 한편 북극권과 아시아를 연결할 가장 빠른 항로인 북극항로의 개척은 복잡한 외교문제, 환경문제 등이 얽혀 있다.
그렇기에 북극은 더더욱 뜨거워지고 있다. 이 열기는 기후변화라는 직접적인 현상으로 나타나고 있다. 우리가 북극해의 생태계 변화와 원주민 문제, 환경오염을 연구하는 자연과학자와 북극을 둘러싼 외교정책, 경제정책 등을 연구자들의 이야기에 더욱 주목해야하는 까닭이 바로 여기에 있다.

글쓴이 소개

●강성호
해양학을 전공한 해양과학자이다. 현재 급격하게 변화하고 있는 태평양 결빙해역 공해의 환경변화를 이해하기 위해 쇄빙연구선 아라온호를 활용한 국제공동연구를 이끌고 있다.

●권민정
탄소 순환을 전공한 탄소순환과학자로 현재는 북극 지방의 탄소 순환이 기후변화에 의해 어떤 영향을 받는지 연구하고 있다.

●김기태
환경과학자로 극지방 얼음에서 일어나는 화학현상들이 극지방과 지구환경에 어떤 영향을 미치는지, 북극으로 이동한 오염물질들이 어떻게 변화하는지를 연구하고 있다.

●김성중
기후과학자로 극지역의 변화가 극지역 및 저위도지역의 기후 및 기상에 미치는 영향을 연구하고 있다. 현재 북극과학위원회 대기분과위원으로, 남극과 학위원회 물리분과 위원으로 활동 하고 있다.

●김정한
우주과학자이며 현재는 저층대기와 우주환경의 현상들이 남북극 고층대기 밀도와 온도에 미치는 영향과 과정, 그리고 남북극 극관지역에서 발생하는 오로라 현상과 태양활동의 상관성 등을 연구하고 있다.

●김현철
위성해양학을 전공한 원격탐사과학자로 초대 극지 원격탐사연구실 실장 및 극지위성탐사 빙권정보센터의 초대 책임자를 맡고 있다. 과학창의재단에서 선정한 2017년 우수도서 『극지과학자가 들려주는 원격탐사이야기』를 집필하였다.

●김효선
경제학자로 한국가스공사 경영연구소와 유엔 개발국 에너지 및 환경프로그램 담당관을 역임했으며, 대통령직속 북방경제협력위원회 민간위원으로 활동 중이다. 저서에는 『글로벌 북극』과 『기후변화와 탄소시장 용어집』이 있으며, 에너지안보포럼 및 탄소금융포럼 등을 운영하고 있다.

●남성진
생태학을 전공한 동토시추전문가로 연구자들 옆에서 현장 활동과 자료생산 및 정리를 돕는다. 북극 연구팀에서 8년째 여름마다 북극 툰드라지역에 발을 붙이고 있고, 북극 툰드라지역의 현장전문가가 목표이다.

●남승일
고기후과학자로 1993년 8월 독일 알프레드베게너 극지?해양연구소의 쇄빙연구선 ‘폴라스턴호’에 승선하여 처음으로 북극해 탐사에 참여한 이후 현재까지 모두 14번이나 북극해를 다녀왔다. 2014년 8월 27일에는 ‘폴라스턴호’에 승선하여 한국인 과학자로서 처음으로 북극점에 도달했다.

●박기태
대기과학자로 남북극을 오가며 극지의 바다와 하늘에서 만들어지는 에어로졸을 연구하고 있다. 관측 장비 제작에 관심이 많으며, 직접 만든 장비들로 남북극에서 소중한 과학적 자료를 얻을 때 가장 큰 희열을 느낀다.

●박상종
대기과학자로 2011년부터 남극 세종과학기지의 기상, 미국 알래스카 동토에서의 온실기체 발생, 북극 구름 등에 관한 연구를 하고 있다. 2017년 12월부터 일 년 동안 남극 세종과학기지에 머물며 대기과학 연구원 생활을 하고 있다.

●박태윤
고생물과학자로 남극과 북극의 화석을 연구하여 지구상에 최초로 등장한 동물들의 비밀을 풀고 있다. 현재 5억년 전에 살았던 동물들의 화석이 남아 있는 북그린란드가 연구의 주 무대이다.

●서원상
국제법학박사로 현재 남극조약체제(남극조약, 환경보호의정서, CCAMLR)와 북극?북극해 관련 국제조약을 연구하고 있다. 극지연구소의 ‘과학’과 본인의 전문분야인 ‘국제법’을 연계하여, 극지과학연구의 정치?사회적 가치를 제고하는 것이 주요 관심사이다.

●서현교
극지정책학자로 현재 국내?외 국가 극지정책에 대한 연구를 하고 있으며, 국내 29개 북극연구기관 협의체인 ‘한국북극연구컨소시엄’ 업무도 맡고 있다.

●양은진
해양생물과학자로 전 세계 바다에서 살고 있는 플랑크톤을 관찰하면서 살아가는 극지인이다. 지구 환경변화가 바다에 서식하는 생물들에게 미치는 영향을 연구하고 있다.

●우주선
지질과학자로 지금은 수억 년 전 북극과 남극이 어떤 환경이었는지를 밝히는 연구를 하고 있다. 북극과 남극의 외진 곳에서 새로운 발견을 즐기는 현장형 지질학자이다.

●윤영준
대기과학자로 남극과 북극에서 대기 중 입자 관측을 하며, 대기 중 입자가 태양복사를 어떻게 산란하는지, 그리고 구름형성에 어떤 방식으로 기여하는지 등에 관한 답을 얻기 위해 연구하고 있다.

●이강현
빙하과학자로 현재 남극 내륙 진출 루트 개척과 북극 그린란드 빙하코어 국제공동연구, 아시아 고산지대 빙하코어 연구를 위한 기획연구 등을 하고 있다.

●이원영
동물행동과학자로 남극과 북극을 오가며 펭귄을 비롯한 야생동물을 연구하고 있다. 저서로는 『여름엔 북극에 갑니다』가 있다. 현재 한겨레 사이언스온에 「남극의 과학자, 남극의 동물」을, 『한국일보』에 「이원영의 펭귄 뉴스」를 연재하고 있으며 팟캐스트 「이원영의 새, 동물, 생태 이야기」, 네이버 오디오클립 「이원영의 남극 일기」를 진행하고 있다.

●이유경
생명과학자로 여름이면 북극 다산과학기지나 알래스카 카운실에서 기후변화로 북극생물과 생태계가 어떻게 변하는지 연구한다. 북극이사회, 북극과학위원회, 국제동토협회에서 활동하며 공저로 『북극 툰드라에 피는 꽃』, 『아라온호 극지대탐험』, 『극지과학자가 들려주는 툰드라 이야기』 등이 있다.

●정지영
토양과학자로 현재 기후변화가 북극지역 토양생태계에 미치는 영향을 연구하고 있다. 사랑하는 딸들은 엄마의 출장을 제일 싫어하지만, 북극 현장 출장이 가장 즐거운 엄마다.

●정지웅
기계공학을 전공한 빙하시추전문가로, 빙하시추기술자나 연구자들과 함께 빙하 코어를 끄집어내는 작업을 한다. 시추기술자가 전 세계적으로 매우 적어 동지애가 끈끈하다.

●진영근
지구물리학자로 극지 해저 환경과 ‘불타는 얼음’ 가스하이드레이트를 연구하고 있다. 매년 여름 북극 동시베리아해와 보퍼트해에서 수행하는 아라온호 국제공동연구탐사의 수석연구원을 맡고 있다.

●최태진
대기과학자로 2010년 쇄빙연구선 아라온호 건조 후 최초의 남극항해에 참가했다. 이제는 북극 동토가 기후변화에 어떻게 반응하고, 어떻게 영향을 주는가를 알기 위해 북위 70-80도의 고위도 북극 동토를 대상으로 연구를 더 활발히 수행하고 있다.

책을 펴내며 4
지은이 소개 8

제1부 북극으로
북극은 어디인가? - 이유경 14
북극의 원주민과 북극 탐험 - 이유경 26

제2부 북극 다산과학기지
육지 빙하가 사라지면 - 정지영 40
북극의 환경오염을 막아라! - 김기태 52
기상관측, 에어로졸과 구름 - 윤영준, 박상종, 박기태 68
저 높은 하늘에는 무엇이 있을까? - 김정한 78
3억 년 전의 모습 - 우주선 88

제3부 빙하의 땅 그린란드
북극 끝자락 동토에 숨겨진 화석 - 박태윤 104
그린란드에서 만난 동물 - 이원영 116
빙하, 과거로의 입구에 서서 - 이강현 126
남극에서 북극까지의 빙하시추 - 정지웅 138
최북단 과학기지에서 기후변화 연구 - 최태진 148

제4부 알래스카를 지나 북극해로
토양 코어링 도전기 - 남성진 160
툰드라 벌판에서 - 권민정 170
척치해의 생태계 - 강성호, 양은진 182
얼어붙은 메탄가스 - 진영근 196
해저퇴적물에 숨겨진 과거 북극의 기록 - 남승일 210
바렌츠해에서 보는 우리나라의 겨울 - 김성중, 김백민 228
우주에서 바라본 북극 - 김현철 240

제5부 우리에게 북극이란?
북극, 북극해 그리고 국제법 - 서원상 250
북극과 에너지 - 김효선 270
북극이사회, 북극의 협력마당- 서현교 284

그림 참고문헌 302