연구자들은 지구 지각에 약 4400만 세제곱킬로미터의 물이 존재할 것으로 추정하는데, 이는 지표면의 빙모와 빙하에 있는 물의 양보다 더 많다.
지구 지층 시뮬레이션. 사진: AlexLMX
2021년 지구물리학 연구 저널(Geophysical Research Letters)에 발표된 연구에 따르면, 지표면 아래 토양이나 암석의 공극에 저장된 물의 양, 즉 지하수의 양이 빙모와 빙하에 저장된 양보다 더 많은 것으로 나타났습니다. 2021년 연구의 주저자인 서스캐처원 대학교의 수문지질학자 그랜트 퍼거슨은 "지구 지각에는 약 4,390만 세제곱킬로미터의 물이 존재합니다."라고 말했습니다. 비교하자면, 남극 대륙의 얼음에는 약 2,700만 세제곱킬로미터, 그린란드에는 300만 세제곱킬로미터, 그리고 남극과 그린란드를 제외한 빙하에는 15만 8천 세제곱킬로미터의 물이 저장되어 있다고 라이브 사이언스(Live Science) 는 보도했습니다.
연구에 따르면 지구의 바다는 13억 세제곱킬로미터에 달하는 물을 저장하고 있는 최대의 물 저장소입니다. 바다를 제외하면 지하수는 전 세계에서 가장 큰 물 저장고입니다. 2015년 네이처 지오사이언스(Nature Geoscience)에 발표된 한 연구는 지구 지각의 얕은 층, 즉 지표면 아래 최대 2킬로미터 깊이에 약 2260만 세제곱킬로미터의 물이 매장되어 있다고 추정했습니다. 이와 대조적으로, 2021년의 한 연구는 지구 지각 상부 10킬로미터 이내의 지하수를 조사했습니다.
이러한 불일치는 지구 지각 상부 2km 아래 지하수량을 추정할 때 화강암과 같이 다공성이 낮은 결정질 암석만을 고려했던 기존 연구에서 비롯됩니다. 2021년 연구에서는 결정질 암석보다 다공성이 더 높은 퇴적암을 포함했습니다. 전반적으로 2021년 연구는 지표면 아래 2~10km 깊이에 존재하는 지하수량이 약 850만 km³에서 2,030만 km³로 두 배 증가했음을 보여줍니다. 또한 새로운 추정치는 얕은 지층에도 약 2,360만 km³의 지하수가 존재함을 확인했습니다.
퍼거슨에 따르면 지각의 두께는 일반적으로 30~50km로, 2021년 연구에서 조사한 깊이보다 훨씬 두껍습니다. 연구진은 지각의 최상층에 초점을 맞췄는데, 그 이유는 최상층이 상대적으로 취성이 강해 물을 함유할 수 있는 균열된 암석이 많기 때문입니다. 10km 아래 깊이에서는 지각의 다공성이 낮아지고 물을 함유할 가능성이 줄어듭니다.
지하수 대수층은 주로 담수로 이루어져 있으며 지표면 가까이에 위치하고 식수와 관개용으로 사용됩니다. 반대로, 더 깊은 지하수는 염도가 매우 높아 쉽게 순환하거나 지표면으로 흐르지 못하기 때문에 지구의 다른 물과는 분리되어 있다고 퍼거슨은 설명합니다. 하지만 이러한 지하수의 고립은 일부 지역에서 염수가 매우 오랜 기간 동안 저장될 수 있음을 의미하며, 이는 지구의 과거에 대한 귀중한 통찰력을 제공할 가능성이 있습니다.
더 나아가, 고대의 물은 오늘날에도 여전히 활동적인 미생물 생태계를 지탱했을 가능성이 있습니다. 이러한 심해 생물 군집은 지구에서 생명이 어떻게 진화했는지, 그리고 다른 행성 에서 어떻게 발달했는지에 대한 통찰력을 제공하는 데 도움이 될 수 있습니다.
안캉 ( 라이브 사이언스 에 따르면)
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