멕시코시티는 위험한 '악순환'에 빠져 있다. 지하수가 지속적으로 펌핑됨에 따라 도시 표면은 계속해서 가라앉고, 가라앉는 속도는 지역마다 심각하게 고르지 않으며 전체 블록이 매우 다른 속도로 붕괴됩니다. 이러한 "불균형 침하"는 수도관, 하수구 및 우물을 찢어서 누수와 막대한 물 손실을 초래합니다. 도시에서는 격차를 메우기 위해 더 많은 지하수를 펌핑해야 하므로 지반 침하가 더욱 악화됩니다.
과학계는 이미 지난 세기 초에 이 문제를 발견했습니다. 멕시코 엔지니어인 로베르토 가욜(Roberto Gayol)은 1925년 초 멕시코 시티에서 지반 침하 현상을 처음으로 확인했습니다. 거의 100년 후, 미국 항공 우주국(NASA)과 인도 우주 연구 기구(ISRO)는 세계에서 가장 강력한 합성 개구 레이더 시스템 중 하나를 천천히 가라앉고 있는 이 거대 도시에 겨냥하여 전례 없는 정확도로 표면 변형을 매핑하려고 했습니다.
"NASA-ISRO 합성 개구 레이더 위성"(NISAR)이라고 불리는 이 위성은 매우 높은 정밀도로 지구 표면의 미묘한 변화를 추적할 수 있습니다. 멕시코시티를 관찰한 결과, 일부 지역이 한 달에 0.5인치(약 2센티미터) 이상 가라앉는 등 도시 지하 구조의 변화가 명확하게 드러났습니다. 최신 레이더 이미지에 따르면 진한 파란색 영역은 월별 2센티미터 이상의 침강을 나타내는 반면, 노란색과 빨간색 영역은 NISAR가 더 많은 데이터를 축적함에 따라 점차 필터링될 것으로 예상되는 '잔류 소음 신호'로 간주됩니다.
멕시코시티는 원래 14세기 텍스코코 호수에 위치한 아즈텍 도시국가 테노치티틀란이었습니다. 호수는 이후 수백 년에 걸쳐 점차적으로 배수되었지만 오늘날의 멕시코시티는 여전히 지하수로 가득 찬 대수층 위에 자리 잡고 있습니다. 1925년 토지 침하가 처음으로 인식된 이후 수도의 인구는 2,200만 명 이상으로 증가하여 물 수요가 급증했습니다. 한 보고서는 현재 지하수 추출이 멕시코시티 전체 물 공급의 약 60%를 차지하고 있어 토지 침하 문제를 악화시키고 있다고 지적합니다.
NISAR의 최신 이미지에서 한 가지 세부 사항이 눈에 띕니다. 멕시코시티의 베니토 후아레스 국제공항은 침강도가 높은 진한 파란색 지역에 정면으로 위치해 있습니다. NASA의 프로젝트 매니저인 크레이그 퍼거슨(Craig Ferguson)은 이와 같은 이미지는 NISAR 측정이 예상한 대로 이루어졌음을 증명한다고 말했습니다. 더 넓게 보면 이것이 영향을 받은 유일한 중요한 교통 인프라가 아닙니다. 이르면 2021년에 지하철 고가교의 한 부분이 구조적 결함으로 붕괴되어 26명이 사망했습니다. 사고의 원인 중 하나는 지반 침하에 의한 미국에서 가장 붐비는 도시 철도 시스템 중 하나의 장기적인 침식과 손상 때문이라고 비난되었습니다.
현재 가장 비싼 지구 영상 위성 중 하나인 NISAR에는 NASA가 우주로 보낸 레이더 안테나 중 가장 큰 직경 약 12미터의 배치 가능한 레이더 반사 안테나가 장착되어 있습니다. 위성은 고주파로 지구 표면을 반복적으로 관찰하고 12일마다 두 번씩 지구를 스캔할 수 있어 표면 변형을 지속적으로 모니터링할 수 있는 전례 없는 시간적, 공간적 해상도를 제공합니다. 멕시코시티의 침하를 분석하는 데 사용된 이미지 데이터 수집은 2025년 10월부터 2026년 1월까지 지속되었으며, 단 몇 달 만에 도시의 변형 궤적을 개략적으로 설명했습니다.
멕시코시티를 비롯해 세계 곳곳에서 '차등침하' 위협이 나타나고 있다. 2024년 멕시코시티의 수돗물 공급은 한때 안전 완충 기간이 몇 달밖에 남지 않은 것으로 여겨졌다. 물 위기로 인해 도시는 지하수 추출에 더욱 의존하게 되었고, 이로 인해 이전의 악순환이 더욱 심화되었습니다. 같은 해 멕시코 국립자치대학교의 원격탐사 전문가인 다리오 솔라노-로하스(Dario Solano-Rojas)는 멕시코시티의 심각한 "차등 침하" 문제에 초점을 맞춘 연구를 발표했습니다. 연구에 따르면 같은 도시에서 일부 지역에서는 연간 침하율이 최대 50cm에 달하는 반면 다른 지역은 거의 정체된 것으로 나타났습니다. 이러한 심각한 고르지 못한 변형은 지역 간 인프라에 막대한 안전 위험을 초래합니다.
차등 정착의 위험은 많은 대규모 인프라 시스템이 종종 여러 구역에 걸쳐 있다는 것입니다. 지하철 터널은 정착 비율이 완전히 다른 지역을 통과할 수 있습니다. 노반의 특정 구간이 계속해서 빠르게 가라앉고 인접 구간은 거의 움직이지 않으면 구조물에 막대한 추가 응력이 발생하고 터널이나 교량이 붕괴될 수도 있습니다. 과학자들은 NASA와 ISRO가 제공하는 고정밀 데이터가 이러한 고위험 지역을 식별하는 데 도움이 되어 미래의 비극을 피하기 위한 엔지니어링 강화 및 도시 계획의 기초를 제공할 수 있기를 바라고 있습니다.
NISAR의 글로벌 관측 능력은 또한 유사한 고정밀 침강 지도가 미래에 다른 "침몰하는 도시"에도 나타날 가능성이 있음을 의미합니다. 기사는 사람들이 가까운 미래에 뉴스에서 자카르타의 NISAR 레이더 이미지를 보는 것에 놀라서는 안 된다고 지적합니다. 인도네시아 수도는 또한 여러 대수층 위에 건설되었으며 "세계에서 가장 빠르게 가라앉는 도시"로 알려져 있습니다. 그 기반 시설은 또한 차별적 침하로 인해 심각한 위협을 받고 있습니다. 내륙 고원에 위치한 멕시코시티와 달리 자카르타는 저지대 해안 도시이다. 침강과 해수면 상승이 결합되어 위험이 더욱 심각해집니다. 일부 추정에 따르면 자카르타의 약 40%가 이미 해수면 아래에 있습니다.
NISAR 과학 연구팀의 데이비드 베칼(David Bekal)은 멕시코 시티가 위성의 많은 "핫스팟 관측 대상" 중 하나일 뿐이라고 강조했습니다. 독특한 탐지 능력과 안정적인 글로벌 커버리지를 통해 인류는 전 세계에서 새로운 발견의 물결을 불러일으킬 것입니다. 멕시코시티와 자카르타에 비하면 또 다른 '침몰하는 유명한 도시' 베니스는 훨씬 '온건한' 모습을 보인다. 지하수 추출에 대한 지역적 제한이 엄격하기 때문에 베니스의 연간 침하율은 대략 1~2mm 범위 내에서 통제됩니다. 그럼에도 불구하고 천천히 가라앉고 있는 도시의 주민들에게는 고급 위성 레이더의 정밀한 측정이 중요합니다. 가라앉는 것을 막을 수는 없지만 위험이 한계점에 도달하기 전에 구조적 약점을 노출하여 생명을 구할 수 있습니다.
Ferguson은 NISAR에서 사용하는 장대역 L파 레이더가 식생이 빽빽하고 환경이 복잡한 지역에서 표면 변형을 감지하는 데 특히 뛰어나며, 이는 지반 침하와 해수면 상승이라는 이중 압력에 직면한 해안 지역 사회에 특히 중요하다고 지적했습니다. 이러한 종류의 데이터의 도움으로 연구원과 도시 관리자는 보다 목표화된 대응 계획을 개발하고 취약한 인프라 강화에 우선순위를 두며 향후 수십 년 동안 도시 보안을 위한 시간을 벌 수 있습니다.