해저 협곡은 해저에서 가장 눈에 띄고 복잡한 지질 구조 중 하나이지만, 특히 북극과 남극과 같은 먼 극지방의 경우에는 많은 부분이 제대로 이해되지 않은 채 남아 있습니다."해양 지질학"저널에 발표된 최근 논문은 현재까지 가장 포괄적인 남극 해저 협곡 목록을 제공하며, 332개의 협곡 시스템을 기록하고 있으며 그 중 일부는 깊이가 4,000미터 이상입니다.
해저 협곡은 해저에 형성되며 해양 역학에서 결정적인 역할을 합니다. 이미지 출처: Marc Cerda, 바르셀로나 대학교
이전 조사보다 5배나 많은 협곡을 식별하는 새 카탈로그는 바르셀로나 대학 지구 과학 대학 통합 해양 지구 과학 연구 그룹의 David Amblàs와 University College Cork 해양 지구 과학 연구 그룹의 Riccardo Arosio가 편집했습니다. 그들의 결과는 남극 해저 협곡이 특히 아문센 해와 남극 동부와 같은 민감한 지역에서 해류, 빙붕 얇아짐, 더 넓은 기후 역학에 영향을 미치는 데 이전에 생각했던 것보다 더 큰 역할을 할 수 있음을 시사합니다.
해저 협곡은 해저를 깎아 만든 깊은 계곡으로 해양 과정에 영향을 미치는 주요 지형입니다. 그들은 해안 지역에서 심해로 퇴적물과 영양분을 운반하여 얕은 물과 깊은 물을 연결하고 생물 다양성이 풍부한 생태계를 지원합니다. 전 세계적으로 약 10,000개의 해저 협곡이 발견되었지만 고해상도로 매핑된 해저 협곡은 27%에 불과합니다. 즉, 아직 발견되지 않은 협곡이 더 많다는 의미입니다. 해양 생태학, 해양 순환 및 지질학에 대한 중요성에도 불구하고 이러한 협곡, 특히 극지방의 협곡에 대한 연구는 여전히 부족합니다.
새로운 고해상도 카탈로그는 남극 대륙 해저에 있는 332개의 해저 협곡 네트워크를 식별합니다. 이미지 출처: 바르셀로나 대학교
David Amblàs는 “북극의 협곡과 마찬가지로 남극 해저 협곡도 세계 다른 지역의 협곡과 유사합니다.”라고 설명합니다. "그러나 극지 빙하의 장기적인 활동과 빙하에 의해 대륙붕으로 운반되는 다량의 퇴적물 때문에 그것들은 더 크고 더 깊어지는 경향이 있습니다." 또한, 남극 협곡은 주로 탁도 해류에 의해 형성되는데, 이 흐름은 부유 퇴적물을 빠른 속도로 아래로 씻어내며 흐르는 계곡을 침식합니다. 남극 대륙에서는 풍부한 빙하 퇴적물과 결합된 해저 지형의 가파른 경사가 이러한 탁도 해류의 영향을 증폭시키고 큰 협곡 형성에 기여합니다.
Amblàs와 Arosio의 최근 연구는 이 지역의 가장 포괄적이고 상세한 해저 지도를 제공하는 남극해 국제 수심 측량 해도(IBCSO v2) 제2판을 기반으로 합니다. 이 연구는 새로 획득한 고해상도 수심 측량 데이터를 통합하고 저자가 개발한 반자동 기술을 사용하여 해저 협곡을 탐지하고 분석합니다. 분석에서 그들은 15개의 형태학적 매개변수를 조사하여 동남극 대륙과 서남극 협곡 시스템 사이의 중요한 차이점을 밝혀냈습니다.
이전 연구보다 5배나 많은 협곡을 식별한 이 카탈로그는 바르셀로나 대학교 지구 과학 대학 통합 해양 지구 과학 연구 그룹의 David Amblàs와 University College Cork 해양 지구 과학 연구 그룹의 Riccardo Arosio가 편집했습니다. 이미지 출처: 바르셀로나 대학교
David Ambras는 "우리가 분석한 일부 해저 협곡의 깊이는 4,000미터가 넘었습니다"라고 설명합니다. "이 협곡 중 가장 멋진 곳은 남극 동부에서 발견되며 복잡한 분기 협곡 시스템이 특징입니다. 이러한 협곡 시스템은 종종 대륙붕 가장자리 근처의 여러 협곡 소스에서 시작하여 대륙 경사면의 가파른 경사면을 횡단하고 궁극적으로 깊은 바다로 확장되는 주요 수로로 수렴됩니다."
Ricardo Arosio는 다음과 같이 지적합니다. "이러한 차이점은 이전에 설명된 적이 없기 때문에 남극 대륙의 두 주요 지역 협곡 사이의 차이점을 관찰하는 것은 특히 흥미롭습니다. 동남극 협곡은 더 복잡하고 가지가 뻗어 있으며 종종 광범위한 협곡 수로 시스템을 형성하고 전형적인 U자형 단면을 가지고 있습니다. 이는 이 협곡이 지속적인 빙하 활동 하에서 장기적인 발전을 경험했으며 침식과 퇴적의 영향을 더 많이 받았음을 시사합니다. 대조적으로 서남극 대륙은 협곡은 더 짧고 가파르며 V자형 단면이 특징입니다."
David Amblàs는 이러한 형태학적 차이가 동남극 빙상이 더 일찍 시작되어 더 오랜 기간 동안 발달했다는 생각을 뒷받침한다고 믿습니다. Ambras는 "퇴적 기록에 대한 연구에서 이러한 생각이 제시되었지만 대규모 해저 지형학 연구에서는 이를 설명하지 못했습니다"라고 말했습니다.
남극 협곡은 또한 심해와 대륙붕 사이의 물 교환을 촉진합니다. 이미지 출처: 해양 지질학
연구와 관련하여 Riccardo Arosio는 다음과 같이 설명합니다. "이전 지도 해상도(픽셀당 1-2km)에 비해 새로운 수심 측량 데이터베이스의 고해상도(픽셀당 500미터) 덕분에 우리는 해저 협곡을 식별, 프로파일링 및 분석하는 반자동 기술을 보다 안정적으로 적용할 수 있습니다. 이 연구의 강점은 이전 연구에서 사용되었던 다양한 기술을 결합하여 이제 강력하고 체계적인 체계에 통합된다는 점입니다. 우리는 또한 GIS 소프트웨어 스크립트를 개발하여 다양한 단 몇 번의 클릭만으로 협곡의 특정 형태학적 매개변수를 확인할 수 있습니다."
눈에 띄는 외관 외에도 남극 해저 협곡은 심해와 대륙붕 사이에서 물을 운반하는 데 중요한 역할을 합니다. 그들은 빙붕 근처에 형성된 차갑고 밀도가 높은 물을 심해로 운반하는 데 도움을 주며, 그곳에서 남극 바닥수가 형성됩니다. 이는 해양 순환을 조절하고 전 세계 기상 패턴에 영향을 미치는 핵심 구성 요소입니다.
이 협곡은 또한 깊은 극지방의 물과 같은 따뜻한 해류를 공해에서 남극 해안선까지 전달합니다. 이러한 움직임은 내륙 빙하를 안정화하는 데 중요한 부유 빙붕이 녹고 얇아지는 주요 요인입니다. Ambras와 Arosio가 지적했듯이, 빙붕이 약해지거나 부서지면 빙하 얼음이 바다로 더 빨리 흘러들어 해수면 상승에 직접적인 영향을 미칩니다.
Amblàs와 Arosio의 연구는 또한 기후 변화에 관한 정부 간 패널에서 사용하는 것과 같은 현재의 해양 순환 모델이 수괴와 협곡과 같은 복잡한 지형 사이에서 발생하는 물리적 과정을 지역 규모로 정확하게 재현하지 못한다는 점을 강조합니다. 조류 갈매기, 수직 혼합 및 심층수 환기를 포함한 이러한 과정은 남극 저층수와 같은 차갑고 밀도가 높은 수괴의 형성 및 변형에 중요합니다. 이러한 지역적 메커니즘을 무시하면 해양 및 기후 역학의 변화를 예측하는 모델의 능력이 제한됩니다.
두 연구자는 다음과 같이 결론을 내렸습니다. "이것이 우리가 새로운 협곡을 드러내게 될 매핑되지 않은 지역에서 고해상도 수심 측량 데이터를 계속 수집하고, 현장 및 원격 센서를 통해 관측치를 수집하고, 기후 모델을 지속적으로 개선하여 이러한 과정을 더 잘 표현하고 기후 변화 영향 예측의 신뢰성을 높여야 하는 이유입니다."
/scitechdaily에서 편집됨