시베리아 집어삼킨 초대형 싱크홀, 원인은?

러시아 시베리아 곳곳에서 발견되고 있는 의문의 초대형 싱크홀과 관련한 새로운 연구 결과가 공개됐다고 미국 CNN이 11일(이하 현지시간) 보도했다.

약 10년 전인 2013년, 시베리아 한복판에서 원인을 알 수 없는 거대한 싱크홀이 처음 등장했다. 2020년에는 깊이 30m‧너비 20m에 달하는 싱크홀이 나타났고, 2022년에도 너비 30.5m 규모의 초대형 싱크홀이 발견된 바 있다.

새하얀 눈으로 뒤덮인 시베리아 한복판에 생긴 거대한 싱크홀을 본 일부 주민들은 “지옥문이 열렸다”며 우려를 감추지 못했다.

CNN에 따르면 2014년 이후 현재까지 시베리아 곳곳에서 발견된 대형 싱크홀은 20개가 넘으며, 가장 최근에 발견된 사례는 지난 8월이었다.

시베리아에서 싱크홀이 발견될 때마다 운석 충돌설이나 미확인비행물체(UFO)의 착륙 흔적이라는 다양한 추측이 제기됐으나 정확한 원인은 밝혀지지 않았다.



최근 영국 케임브리지대학의 아나 모르가도 교수는 물리학자와 컴퓨터 과학자 등으로 구성된 연구진을 꾸려 시베리아의 대형 싱크홀 원인을 분석했다.

연구진에 따르면 툰드라(북극해 연안의 동토지대) 아래에 갇힌 메탄 등 가스가 지하에 쌓이면서 표면이 언덕처럼 부풀어 오르다가, 지하의 압력이 강해지면 언덕이 폭발하면서 가스가 터져 나오고 그 지역에 거대한 싱크홀이 발생된다.

다만 툰드라 지대 아래에서 어떤 과정을 통해 강한 압력이 형성되는지, 지하에 갇힌 가스가 어떻게 생성되는지 등에 대한 의문점이 남아있다.

연구를 이끈 모르가도 교수는 “싱크홀을 만드는 폭발이 화학반응일 가능성을 고려해봤지만, 싱크홀에서는 화학 연소와 관련한 어떤 흔적도 없었다”면서 “우리가 발견한 것은 시베리아 특정 지역의 복합적인 지질학적 특징이었다”고 설명했다.

시베리아 표면 아래에는 흙과 바위, 퇴적물이 뒤엉켜 얼어있는 두꺼운 영구동토층이 있다. 그 아래에는 고체 형태의 메탄인 ‘메탄 하이드레이트’ 층이 있다. 영구동토층과 메탄 하이드레이트층 사이에는 얼지 않은 소금물이 담긴 ‘저온염수호’(cryopegs) 층이 존재한다.

저온염수호의 두께는 9.5m 가량이며, 영구동토층-저온염수호-메탄 하이드레이트 층은 시베리아 등 일부 북극 지역에서 주로 관찰되는 특이한 지형 형태로 알려졌다.

연구에 따르면, 기후변화로 기온이 상승하면서 영구동토층이 녹고, 이로 인해 영구동토층을 통과한 물이 소금기가 있는 저온염수호 층으로 스며든다. 이 과정에서 저온염수호 층이 녹아서 흘러들어온 물을 저장할 공간이 부족해지고 압력이 높아지면서 땅이 갈라지고 표면이 균열이 발생할 수 있다.

이렇게 생긴 균열은 지하 깊은 곳의 압력을 빠르게 떨어뜨리다가 메탄 하이드레이트층을 손상시키면서 폭발적인 가스 방출로 이어지고, 이것이 거대한 시베리아 싱크홀을 만든다는 게 연구진의 설명이다.

모르가도 교수는 “이러한 과정은 시베리아 지역에 매우 특화된 현상이며, 영구동토층과 메탄이 녹고 폭발로 이어지기까지의 복잡한 과정은 수십 년 동안 이어질 수 있다”면서 “그 결과 시베리아의 미스터리한 싱크홀들은 인간이 초래한 기후변화 및 이 지역의 독특한 지질 특성으로 인한 것”이라고 설명했다.



다만 일부 전문가는 이번 연구 결과에서 여전히 풀리지 않은 의문점들이 있다고 지적한다.

모스크바 스콜코보 과학기술연구소 소속 수석 연구진인 예브게니 추빌린 교수는 CNN에 “시베리아 북서부의 영구동토층은 얼음과 메탄이 매우 많은 특이한 곳인 것은 사실이나, 토양의 최상층에서 녹은 물이 두껍고 얼음이 많은 층을 뚫고 지하 깊은 곳에 있는 ‘저온 염수호’에 도달하기는 어려울 수 있다”고 반박했다.

하와이대학의 지구물리학자인 로렌 슈르마이어 교수 역시 “모르가도 교수의 연구가 이론적으로는 타당하지만, (시베리아 지하에는) 분화구를 만들만한 잠재적인 가스 공급원이 많다”고 덧붙였다.



여러 이견에도 불구하고 전문가들은 기후변화가 시베리아의 대형 싱크홀 생성에 중요한 역할을 하고 있으며, 앞으로도 이러한 거대 분화구가 증가할 수 있다는 추측에 대부분 동의했다.

추빌린 교수는 “지구온난화는 땅 속 깊은 곳의 가스가 지상으로 분출되기 쉽게 만든다. 기후변화가 가속화하면 영구동토층 파괴 및 강력한 가스 분출 등으로 새로운 싱크홀이 더 많아질 수 있다”고 말했다.

CNN은 “시베리아에서 더 많은 싱크홀이 만들어지고 있는 현상은 기후변화의 영향을 받은 것이지만, 이것이 기후변화에 기여하기도 한다. 싱크홀이 만들어지면서 지구 깊숙한 곳에 있는 메탄이 분출되는데, 이는 대기 중의 이산화탄소보다 최대 80배 더 많은 열을 가둔다”고 지적했다.