약 21,000년 전 마지막 빙하기 동안 해양 순환(ocean circulation)을 기술하는 이러한 종류로는 최초인 고분해능 수치 모델(high-resolution numerical model)을 이용하여, 미국 매사추세츠 대학 애머스트 캠퍼스(University of Massachusetts Amherst) 소속의 해양학자인 Alan Condron은 북아메리카 빙상(ice sheet, 육지를 덮고 있는 대륙 빙하)에서 생성된 해빙수(meltwater, 눈이나 얼음이 녹은 물)와 빙산(iceberg)이 사우스캐롤라이나 주와 심지어 플로리다 주 남부까지 정기적으로 도달한다고 제안했다. 이 모델은 빙산은 전체 대륙붕을 따라 해저(sea floor)에 침식 흔적을 내게 될 것이라는 발견으로 뒷받침됐다.

과거 해빙수와 빙산의 이동에 대한 연구진이 제안한 새로운 견해는 갑작스러운 기후 변화의 메커니즘이 이전에 생각했던 것보다 더 복잡하다는 것을 암시한다고 Condron은 밝혔다. 이 연구는 로렌타이드 빙상(Laurentide ice sheet)이라고 알려져 있는 북아메리카를 덮고 있는 거대한 빙상이 녹기 시작할 때, 빙산이 캐나다 허드슨 만(Hudson Bay) 인근의 해수로 녹아들어가고, 3,100마일(약 5,000킬로미터) 이상의 거리인 마이애미와 카리브해 지역의 바하마까지 남쪽으로 미국 동부 해안을 따라 주기적으로 표류한다는 것을 최초로 보여주었다.

코스털 카롤리나 대학(Coastal Carolina University) 소속의 Jenna Hill과 공동으로 수행된 Condron의 연구는 Nature Geosciences 온라인 이슈에 게재됐다. 극지에 가까운 나선형 빙산과 해빙수가 남쪽으로 얼마나 멀리 관통할 것인가를 결정하는 것은 북대서양 심층수(North Atlantic Deep Water) 형성의 민감성과 고위도 담수 유출에서 과거 변화에 대한 기후를 이해하는데 중요하다고 저자들은 밝히고 있다.

Hill은 해터러스곶(Cape Hatteras)에서 플로리다에 이르는 해저의 고분해능 이미지를 분석하여, 해저 위 진흙을 통하여 고랑을 만든 거대한 빙산에 의해 형성된 해저면(seabed) 위 약 400여 개의 침식 흔적(scour mark)을 규명했다.

침식의 깊이는 남부 플로리다로 표류하는 빙산이 최소 1,000피트 또는 300미터 두께라는 것을 의미한다고 Condron은 밝혔다. 이러한 수치의 빙산은 거대한 것이다. 이러한 빙산은 현재 그린란드의 연안에서만 발견된다고 Condron은 밝혔다.

어떻게 빙산이 플로리다에 이르는 남쪽으로 표류하는지를 조사하기 위하여, Condron은 허드슨 만과 세인트로렌스 만(Gulf of St. Lawrence) 등 2곳의 위치에 대하여 4개의 다른 수준에서 고분해능 해양 순환 모델을 이용하여 일련의 빙하로 기인한 해빙수 범람의 배출을 시뮬레이션했다.

Condron은 빙산이 플로리다로 표류하기 위하여, 연구진이 개발한 빙하 해양 순환 모델(glacial ocean circulation model)은 큰 재앙의 빙하호가 범람이 폭발하는 것과 유사하게, 거대한 부피의 해빙수가 로렌타이드 빙상으로부터, 허드슨 만 또는 세인트로렌스 만으로부터 해양으로 방류되어야만 한다고 보고했다.

더 나아가 이러한 거대한 해빙수 범람이 일어나는 동안, 플로리다 연안의 표면 해류(ocean current)는 방향에서 완전한 180도 전환을 겪게 되고, 따라서 온난한 북쪽을 향하여 흐르는 멕시코 만류(Gulf Stream)는 차가운 남쪽으로 흐르는 해류에 의해 대체된다고 그는 덧붙였다.

그 결과, 플로리다 해안을 씻겨 내리는 물은 결빙 온도 위 몇 도 수준을 가진다. 이러한 사건은 미국 동부 해안에서 완전히 플로리다키스 제도(Florida Keys)를 따라 갑작스러운 빙산의 거대한 출현으로 이어진다고 Condron은 지적했다. 이러한 사건은 1년 미만의 짧은 수명으로 갑작스럽게 발생한다고 그는 지적했다.

이러한 새로운 연구는 그린란드 빙상으로부터 상당한 양의 해빙수가 좁은 해안 해류에 의해 재분배될 수 있으며, 극 지대에 가까운 해양에 도달하기 전 아열대 지역을 통과하여 순환한다. 이러한 현상은 우리가 이전에 믿었던 것보다 더 복잡한 그림을 가진다고 Condron은 밝혔다. 그와 Hill은 갑작스러운 기후 변화의 메카니즘에 대한 미래 연구가 재분배되는 빙상 유출과 극 지대와 가까운 담수에서 해안 경계류(boundary currents)를 고려해야만 한다고 밝혔다.

그림1> 캐나다 허드슨 만으로부터 플로리드로 빙산이 이동하는 경로를 보여주는 지도. 화살표 뒤 파란 색은 얼마나 물의 염분이 정상보다 더 적은지를 보여주는 저자의 고분해능 모델로부터 실제적으로 얻은 스냅 촬영이다. 더 진한 색이 파란 색이 정상보다 더 적은 염도를 나타낸다. 이 사례에서, 해안을 따라 모든 방향에 있는 파란색은 담수의 차가운 해수가 허드슨 만으로부터 플로리다로 전체 동무 해안을 따라 흐른다는 것을 보여주었다.

[출처 =  KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』/ 2014년 10월 17일]

 

Using a first-of-its-kind, high-resolution numerical model to describe ocean circulation during the last ice age about 21,000 year ago, oceanographer Alan Condron of the University of Massachusetts Amherst has shown that icebergs and meltwater from the North American ice sheet would have regularly reached South Carolina and even southern Florida. The models are supported by the discovery of iceberg scour marks on the sea floor along the entire continental shelf.

 

Such a view of past meltwater and iceberg movement implies that the mechanisms of abrupt climate change are more complex than previously thought, Condron says. "Our study is the first to show that when the large ice sheet over North America known as the Laurentide ice sheet began to melt, icebergs calved into the sea around Hudson Bay and would have periodically drifted along the east coast of the United States as far south as Miami and the Bahamas in the Caribbean, a distance of more than 3,100 miles, about 5,000 kilometers."

 

His work, conducted with Jenna Hill of Coastal Carolina University, is described in the current advance online issue of Nature Geosciences. "Determining how far south of the subpolar gyre icebergs and meltwater penetrated is vital for understanding the sensitivity of North Atlantic Deep Water formation and climate to past changes in high-latitude freshwater runoff," the authors say.

 

Hill analyzed high-resolution images of the sea floor from Cape Hatteras to Florida and identified about 400 scour marks on the seabed that were formed by enormous icebergs plowing through mud on the sea floor. These characteristic grooves and pits were formed as icebergs moved into shallower water and their keels bumped and scraped along the ocean floor.

 

"The depth of the scours tells us that icebergs drifting to southern Florida were at least 1,000 feet, or 300 meters thick," says Condron. "This is enormous. Such icebergs are only found off the coast of Greenland today."

 

To investigate how icebergs might have drifted as far south as Florida, Condron simulated the release of a series of glacial meltwater floods in his high-resolution ocean circulation model at four different levels for two locations, Hudson Bay and the Gulf of St. Lawrence.

 

Condron reports, "In order for icebergs to drift to Florida, our glacial ocean circulation model tells us that enormous volumes of meltwater, similar to a catastrophic glacial lake outburst flood, must have been discharging into the ocean from the Laurentide ice sheet, from either Hudson Bay or the Gulf of St. Lawrence."

 

Further, during these large meltwater flood events, the surface ocean current off the coast of Florida would have undergone a complete, 180-degree flip in direction, so that the warm, northward flowing Gulf Stream would have been replaced by a cold, southward flowing current, he adds.

 

As a result, waters off the coast of Florida would have been only a few degrees above freezing. Such events would have led to the sudden appearance of massive icebergs along the east coast of the United States all the way to Florida Keys, Condron points out. These events would have been abrupt and short-lived, probably less than a year, he notes.

 

"This new research shows that much of the meltwater from the Greenland ice sheet may be redistributed by narrow coastal currents and circulate through subtropical regions prior to reaching the subpolar ocean. It's a more complicated picture than we believed before," Condron says. He and Hill say that future research on mechanisms of abrupt climate change should take into account coastal boundary currents in redistributing ice sheet runoff and subpolar fresh water.

 

[원문출처 : http://phys.org/news/2014-10-icebergs-drifted-florida-climate.html]