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Nepal’s mountains are melting
기후 과학자는 히말라야에서 최근에 잘 이해되지 않은 세 가지 빙하 홍수를 자세히 살펴본다
알튼 C 바이어스
2022년 6월 4일
2015년 로체 빙하의 대홍수 이후 2016년 추쿵 마을 근처에 현지 롯지 주인이 건설한 돌망태. 제방은 2016년 두 번째 홍수 동안 마을을 보호했다. 사진: ALTON C BYERS
말단 빙퇴석이나 기반암에 포함된 후퇴하는 빙하로 인한 빙하 호수의 발달은 일반적으로 소빙하기(LIA)가 끝난 이후의 지구 온난화와 관련이 있으며 그 수와 크기가 증가하는 것으로 생각된다.
이러한 호수는 빙하 호수 폭발 홍수(GLOF)로 알려진 갑작스럽고 치명적인 물 배수가 발생하기 쉽다. 댐 파손은 빠른 호수 지역 확장 속도, 빙퇴석의 사빙 용해, 불안정한 침투 과정, 갑작스러운 호수 수위 변화, 낙석 또는 얼음 쪼개기에 의해 생성된 해일 파도로 인해 발생할 수 있다.
방류된 저장된 호수의 물은 하류에서 엄청난 죽음과 황폐화를 초래했다. 그러나 이제 막 주목을 받기 시작한 다양한 다른 냉동 과정과 위험이 있다. 또한 산사태, 잔해 흐름 및/또는 기타 주요 빙하 관련 홍수 사건을 초래할 수 있다.
우리는 덜 알려져 있고 제대로 문서화되지 않은 세 가지 현상인 빙빙 도관 홍수, 영구 동토층과 연결된 낙석 및 토석류에 초점을 맞추었다. 세 가지 모두 지난 10년 동안 네팔 히말라야에서 일어났다.
빙하 내부에서 생긴 도관을 통한 홍수
A: 마칼루-바룬 국립공원의 타마 포카리에 대한 GLOF는 1998년 9월 3일 돌출된 얼음으로 인한 얼음 눈사태로 인해 촉발되었다. 2010년에는 파손된 말단 빙퇴석이 맨 왼쪽에 여전히 보인다.
B: 진행 중인 GLOF의 유일하다고 알려진 사진 중 하나. 타마 포카리의 새로 부서진 말단 빙퇴석 위로 물이 떨어지는 것을 볼 수 있으며, 이 빙퇴석은 일련의 뚜렷한 파도로 반복되었다고 한다.
C: 캉첸중가 지역의 GLOF에 의해 탁낙 마을(4,350m)에 광범위한 피해가 발생했다. 하류가 받은 영향도 상당했다. (사진 A 및 C: ALTON C BYERS, 사진 B: LHAKPA N SHERPA)
2°이상의 가파른 경사를 가진 파편으로 덮인 빙하는 큰 빙하 호수 웅덩이 발달과 반대로 녹은 물 배수가 되기 쉽다. 결과적으로, 그들은 종종 빙하 자체 내에서 빙하 도관의 네트워크 또는 동굴과 같은 기능을 개발한다.
도관은 파편으로 덮인 빙하를 정체 및 제거하는 특징이 있는 표면의 용융수 연못과 상호 연결되고 연결될 수 있다. 이 도관은 일반적으로 여름 동안 물이 채워지며며 외부 파편 덮개 아래에 위치한 얼음 렌즈 또는 댐에 의해 빙하 내부에 포함된다. 겨울철에 물이 없다
홍수 방아쇠는 물이 채워진 도관으로 직접 표면 용융수 연못의 빠른 배수, 홍수가 도관에 직접 연결되는 싱크홀로 들어가는 높은 강수 사건으로 인한 육지 홍수 또는 한 내부 도관에서 다른 내부 도관으로의 갑작스러운 물 배출을 포함할 수 있다.
얼음 렌즈를 유지하면 증가된 정수압으로 인해 파손될 수 있으며 홍수가 빙하 자체에서 직접 튀어나올 수 있다. 여러 도관 배출구에서 배출된 물은 합쳐져 상당한 하류 홍수 활동을 생성할 수 있으며 최대 배출은 초당 수백 입방미터다. 이러한 홍수는 대부분의 알려지고 기록된 GLOF보다 상당히 작지만, 그럼에도 불구하고 하류에 피해를 줄 수 있다.
영구 동토층과 연결된 낙석으로 인한 GLOF 및 파편 흐름
A: 2021년 2월 7일 인도 Uttarakhand에서 Chamoli 홍수의 기원에 대한 개략도 그림: 2021년 NASA
B: 2012년 5월 5일 네팔 Seti 강 홍수 이미지: Planet, 2020년 10월 27일
지구 온난화 경향의 영향은 특히 급속하게 후퇴하는 빙하의 형태와 빙하 호수의 형성과 같은 빙하 지형에서 두드러질 수 있다. 증가하는 증거는 유사한 변화가 6,000m 이상의 고도에서도 해빙된 영구 동토층과 함께 발생하여 높은 고도 암석면의 기계적 강도와 수리 투과성에 영향을 줄 수 있음을 시사한다.
이전에는 연중 동결 온도에 의해 제한되었던 낙석은 하류에서 빙하 관련 홍수를 촉발하는 것 외에도 더 많은 낙석, 잔해 흐름, 빙하와의 폭발적 충격을 포함하여 아래에서 재앙적인 과정의 캐스케이드를 작동시킬 수 있다. 2017년 4월 20일, 네팔 동부 마칼루-바룬 국립공원의 바룬 계곡에서 발생한 홍수로 인해 바룬과 아룬 강의 합류 지점이 막혀 잠재적으로 위험한 200m 길이의 호수가 되었다.
2017년 5월부터 6월까지의 후속 연구에 따르면 홍수의 원인은 <0.1㎢ 랑말레 빙하호수였다. 작은 규모에도 불구하고 1.3×106㎥ 규모로 추정되는 홍수로 인해 얄룽 카르카의 홍수 감소 지점까지 삼림, 목초지 및 일부 기반 시설에 광범위한 하류 피해가 발생했다.
그러나 홍수 방아쇠는 호수에 눈이나 얼음 눈사태가 발생하는 대신 살딤 피크(6,388 m)의 동쪽면에서 단단한 암석의 대규모, 높은 고도 붕괴로 밝혀졌다. 잔해 산사태는 랑말레 빙하까지 1,200m 아래로 떨어졌고, 충돌 시 먼지 구름과 허리케인급 바람을 특징으로 하는 거대한 폭발을 일으켰다.
110만 m3의 얼음, 잔해 및 퇴적물의 잔해 흐름이 아래의 랑말레 빙하호수로 직접 폭포수처럼 흘러들어갔고, 계곡 아래로 계속됨에 따라 점진적으로 더 크고 파괴력이 커진 과농축된 반죽이 폭발 홍수를 촉발했다. 유사한 과정으로 2012년 포카라 인근 세티 홍수로 70명이 사망했고, 2021년 우타라칸드에서 차몰리 홍수로 300명이 사망하고 건설 중인 수력발전 프로젝트 여러 개가 파괴된 것으로 추정된다.
스위스 영구동토층 전문가인 윌프리드 해벌리는 스위스 알프스, 페루의 코르디에라 블랑카, 네팔의 에베레스트 지역의 최근 사례를 사용하여 높은 산 아래에 새로운 빙하 호수가 계속 형성됨에 따라 유사한 홍수 사건의 가능성이 계속 증가할 것이라고 믿는다.
지진으로 인한 GLOF
A: 2015년 4월 25일 지진 이후 쿰부의 딕초 호수, 1985년 이후 두 번째 빙하 호수 폭발
B: 2017년 6월 17일 북향면에서 암석 분리 후늬 살딤 피크
C: 쿰부의 로체 빙하 (사진 A 및 B: ALTON C BYERS, 사진 C: LHAKPA SONAM SHERPA)
지진 활동은 GLOF의 잠재적인 방아쇠다. 대부분의 말단 빙퇴석은 깨지기 쉽고 단단하지 않은 특성으로 인해 지진 발생 시 쉽게 손상되어 하류로 물이 방출될 수 있다.
2015년 4월 25일 지진 이후, 애리조나 대학의 국제 원격 감지 전문가 팀은 잠재적 위험을 식별하기 위해 4,312개의 산사태를 매핑했다. 그들은 491개의 빙하 호수에서 지진 피해를 조사했으며 9개의 산사태 영향을 받은 호수를 찾았지만 GLOF에 대한 가시적인 위성 증거는 발견하지 못했다.
GLOFs가 잘 일어나지 않는 곳은 충격파의 잠재적으로 파괴적인 영향을 완충하는 역할을 했을 수 있는 지역의 극단적인 지형에 기인한다.
2015년 쿰부의 딕초 빙하 호수 위의 랑모체 빙하에서 지진으로 인한 얼음과 암석의 눈사태가 발생했다. 눈사태는 보테 코시 하류에서 4.2–8.2m 파도와 작은 폭발 홍수를 생성했다. 홍수는 강 수로 내에서 대부분 억제되었지만 여러 다리가 파괴되었다.
1985년 8월 4일에 딕초는 랑모체 빙하에서 유사한 얼음 눈사태의 결과로 주요 GLOF 활동을 처음 경험했다. 그 결과 발생한 눈사태로 인해 500만㎥의 물이 유출되어 5명이 사망하고 하류에 막대한 피해를 입힌 것으로 추정되는 500만㎥의 물이 터져 말단 빙퇴석을 뚫는 파도가 발생했다.
2015년에 반복된 일은 빙하 호수가 이미 폭발적인 홍수를 경험했음에도 불구하고 여전히 위험할 수 있고 미래에 추가 홍수 활동이 발생할 수 있고 정기적인 모니터링이 필요하다는 것을 보여주기 때문에 중요하다.
2017년 4월 17일 바룬 계곡 낙석으로 인한 GLOF로 인한 피해. 사진: ALTON C BYERS
이러한 각각의 현상은 가능한 가장 효과적인 예방, 완화 및 적응 접근 방식을 개발하기 위해 더 자세한 연구가 필요하다. 그러한 연구는 지역 사람들의 참여, 통찰력 및 경험과 함께 가능한 한 사건 발생 직후 현장 또는 원격 감지 정찰을 포함한다면 강화될 가능성이 가장 높다.
대규모 수력 발전 프로젝트는 최근 몇 년 동안 반복적으로 발생했던 것처럼 빙하 홍수의 영향에 특히 취약하다. 이러한 프로젝트는 사전 건설 타당성 및 환경 영향 연구 과정에서 지금까지 크게 무시되었던 그러한 재앙적 사건에 대한 계획이 필요하다.
국경을 초월한 연구와 협력은 특히 네팔-중국 국경을 따라 미래 GLOF의 영향을 최소화하는 데 필수적이다. 과학자들이 연구 결과를 의사 결정자들과 공유할 수 있다면 보다 시기 적절한 완화 프로그램이 가능할 것이다.
알튼 C 바이어스 박사(Alton C Byers, PhD)는 콜로라도 대학교 볼더에 있는 북극 및 고산 연구 연구소(INSTAAR)의 선임 연구원이자 교수다. 최근 Mountain Research and Development에 게재된 이 기사의 과학 버전은 여기에서 무료로 다운로드할 수 있다. 바이어스는 현재 캉첸중가 보존지역의 고산 생태계를 연구하고 있다.