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미지의 세계로 용감하게 나아간 스물다섯 명 과학자들의 이야기!

한국인 과학자로서 처음으로 북극점을 탐사하고, 처음으로 북위 80도에 기후관측 타워를 설치하고 빙하시추를 하고 토양연구와 화석연구를 한 25명의 과학자가 함께 펴낸 『아틱 노트』. 최근 겨울 한파의 비밀을 파헤칠 수 있는 북극 카라-바렌츠해의 해빙에 대한 연구내용을 들려주는 김성중, 김백민 박사, 북극해에 있는 영구결빙지역의 해저 퇴적물 연구 내용을 들려주는 남승일 박사, 우리나라 유일의 빙하시추 전문가 정지운 기술원, 시리우스 파셋에서 동물생태연구를 한 이원영 박사의 이야기 등 다양한 연구 내용을 통해 멀게만 느껴지는 진짜 북극의 현실, 북극 연구의 중요성을 깨닫게 한다.

‘북극’하면 하얗게 펼쳐진 빙원과 그 위를 어슬렁거리는 북극곰, 때로는 아름다운 빛의 커튼 오로라, 이누이트 등 낭만적인 이미지가 먼저 떠오른다. 하지만 그 속에서 살아가는 원주민과 생물을 비롯한 북극연구자들에게 북극은 결코 낭만적인 곳이 아니다. 끊임없이 불어대는 폭풍으로 현장 탐사는커녕 텐트 속에 갇혀 있거나, 여름철에 갔지만 슬러시로 변한 눈밭에 푹푹 빠지며 한없이 걸어야 하는 생존의 위협마저 도사린 곳이다. 이 춥고 위험한 북극해와 북극권의 스발바르제도, 그린란드, 알래스카, 시베리아의 땅과 바다 그리고 하늘까지 이르는 연구현장을 탐사한 25명의 과학자가 함께 책을 썼다.
『아틱 노트』에서 지은이들은 한국인 과학자로서 처음으로 북극점을 탐사하고, 처음으로 북위 80도에 기후관측 타워를 설치하고 빙하시추를 하고 토양연구와 화석연구를 했다. 처음 가는 길이라 어렵고 힘들었다. 하지만 과학자들은 추위보다 더 힘든 현장연구의 어려움을 딛고 끝내 포기하지 않았다. 그렇기에 더욱 값진 연구에 대한 열정이 절절하게 다가온다. 책장을 넘기다 보면 멀게만 느껴지는 진짜 북극의 현실을, 북극 연구의 중요성을 절로 깨닫게 된다.
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.

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

북극 전체를 놓고 볼 때도 녹색이 증가한 지역이 있는가 하면 오히려 녹색이 줄어든 곳도 있다. 왜 이렇게 상반된 현상이 북극에서 일어나는 것일까? 기온이 높아지면 툰드라와 타이가 경계지역에서 침엽수가 자라면서 수목한계선이 북상하게 된다. 툰드라지역의 녹색이 진해지 는(greening) 것이다. 한편, 툰드라와 인접한 타이가 침엽수림에서는 가뭄이나 산불, 곤충의 대발생 등으로 인해 식물이 줄어드는 갈색화 현상(forest browning)이 일어나기도 한다. 22~23쪽


장화 안이 차가운 0도의 물로 채워진 상태로 걸어야만 했다. 그때가 지금까지 필드 경험에서 가장 힘들었던 시간 중의 하나였다. 몸이 힘드니, 모든 사람의 신경 또한 곤두서게 되고…. 아, 정말 후회되었다. ‘10분만 보트를 타면 돌아올 수 있는 거리인데, 한 시간 반 동안 눈밭에서 꽁꽁 언 발로 행군을 해야 하다니…. 46쪽


갑자기 누군가가 “Polar bear!!!!”라고 크게 소리를 쳤다. 엄마 북극곰 한 마리와 새끼 북극곰 한 마리가 기지촌 앞 해안가를 따라 지나가고 있었다. 순간 우리 북극 환경오염 연구팀은 서로의 얼굴을 마주보고 큰 안도의 한숨을 내쉬었다. 며칠 동안 계속해서 그 지역에서 기지촌에서 방출된 오염물질들이 생물체 내에서 어떻게 변화하는지를 연구하기 위해 옆새우를 채집하던 장소이다. 그날도 바로 그 북극곰들이 지나가던 그 자리에서 샘플링을 했었다. 북극곰들도 사람들을 의식해서 기지 근처로는 자주 오지 않는다고 들었는데 그것도 아니었나보다. 대부분의 연구자들이 ‘설마 북극곰을 만나겠어’라고 방심하고 있을 무렵 자신의 존재를 나타내려는 듯 뉘올레순 기지촌으로 모습을 드러냈다. 63~64쪽

관측기지까지는 케이블카로 20분가량의 시간이 소요되며, 바람이 강하게 부는 날에는 놀이기구 못지않은 스릴을 느낄 수 있다. 제플린 관측소에서 강풍보다 무서운 것이 있다. 바로 화장실 사용이다. 제플린 관측지에는 화장실이 없으며, 이곳은 청정 관측기지로 보호되기 때문에 야외에서 실례를 하는 것 역시 절대 허락되지 않는다. 73쪽

극지연구소에서 연구를 하는 고생물학자로서 다산과학 기지에서 처음 시작한 북극의 고생물학 연구가 북그린란드의 시리우스 파셋으로 이어지게 되어 더할 나위 없이 기쁘다. 앞으로 이뤄질 시리우스 파셋의 화석 연구를 통해 캄브리아기 대폭발로 불리는 초기 동물 진화의 비밀을 하나둘씩 풀어갈 생각을 하면 매일 밤 가슴이 두근거린다. 115쪽

홀로 다니는 사향소는 위험하다. 어리거나 나이 든 수컷인 경우가 많은데, 이 녀석들은 포식자의 공격에 쉽게 노출되어 있다. 그래서 경계심이 특히 강하다. 사람이 너무 가까이 다가가면 공격할 수도 있다. 어느 날, 바로 코앞에서 녀석을 만난 적이 있다. 바닥을 보며 걷다가 무심코 사향소의 공간 속으로 들어갔다. 사향소 역시 먹이를 먹느라 정신이 팔려서 나를 뒤늦게 알아챘다. “프흐흣, 프흐흣” 씩씩대는 거친 숨소리, 육식동물 같은 살기가 느껴졌다. 나는 간신히 사진 몇 장을 찍고서 뒷걸음질 쳤다. 119~120쪽

차가운 얼음덩어리인 해빙에서 생물체들이 살아가기에는 불가능해 보이지만 해빙 안에는 다양한 생물체가 존재하면서 북극해의 생태계를 풍요롭게 유지시켜 주는 중요한 역할을 한다. 해빙은 얼음만으로 가득 차 있는 것이 아니라 다양한 형태의 염분 통로가 존재하며, 그 내부에는 미생물, 식물플랑크톤, 동물플랑크톤 등의 다양한 미소생물들이 서식하면서 작은 생태계를 구성하고 있다 . 186쪽

2014년 8월 26일에는 나도 폴라스턴호에 승선하여 북극점에 처음으로 도착하여 태극기를 휘날리는 영광스런 순간을 맛보았다. 1993년 8월 폴라스턴호에 승선하여 북위 80도의 북부 그린란드 대륙붕 해역을 한국인으로 처음 탐사를 시작한 이래 24년 동안 독일과 우리나라 쇄빙선에 승선하여 열 번째 도전한 북극 탐사 끝에 드디어 처음으로 북극점에 도달하여 감격스런 마음으로 태극기를 휘날렸다. 213~214쪽