해수면 변화의 요인과 베니스의 운명

해수면 변화의 요인

만이 시간에 따라서 해수면이 변동된다면, 우리는 그 변동 원인들을 추정해야 한다. 해수면을 변화시키는 확실한 사항(빙하에 의한 것이 아닐 경우)은 해저의 평균수심이 변화하는 것이다. 기본적인 개념은, 만약 해저가 얕아지면, 해수면이 상승하는 것이고 만약 해저가 깊어지면, 해수면이 낮아지는 것이다. 해저 수심은 그 시기와 연결되어 있다. 수심이 변화하는 것은 그 시기(age)를 변화시켜야 한다. 나이를 감소시키는 것(해침을 야기시키는 것)은 오래된 해저를 새로운 해저로 대치시켜야 한다. 이는 년간 형성된 새로운 암석(new lithosphere)의 전량을 증가시킴으로서 시행하여 진다. 즉, 해저확장율의 증가 또는 중앙해령(mid-oceanic ridge)과 해연 (trenches)의 길이가 증가함에 의하여 형성될 수 있다.

해저의 평균 연령에 변화를 유도하는 전반적인 지체구조적 (tectonical) 사건이 확실하게 과거에 나타났었다(수심의 변화를 야기시키는 사건), 대서양의 열림에서 심해저는 대서양에서 새로운 확장중심에 의해서 형성되었다. 반면에 구해저 태평양에 어느 곳에서나 침강되었다. 대서양이 성장함에 따라서 해저의 평균연령은 항상 증가하였고(어떤 지점, Indo-pacific에서는 평균 연령보다 오래됐다), 전반적인 연령은 증가하기 시작했다. 대서양의 성장은 해수면의 하강을 초래했다. 여러 증거 중에서, 해저 자기대 (magnetic stripes)로부터, 후기 백악기에 전반적인 확장 비율은 지금보다 매우 높았다. 그 시기의 상위해수면 stands는 빠른 확장속도에 의해 야기되었다. 구 해저를 신 해저로 대치함으로 얻을 수 있는 변화 또는 반대로 일어나는 변화는 넓고 그러나 점진적이다.

 

어떻게 해수면이 급히 변할 수 있는가?

천해 해양지각(shallow ocean crust) 또는 대륙지각(continental crust)으로 형성된 산(mountain)이 하나의 원인이다. 이 과정에서 천해지각 (산맥으로 집적된 것)은 물의 두꺼운 층으로 그 자체가 덮여진다기 보다 깊은 해저에 의해서 제거되고 대치되어 진다. 일반적으로 해수면이 하강한다. 만일 테벤트판 (Tibetan plateau) 이 이중으로 된 육상지각을 나타낸다면, 이에 따른 해수면 하강은 약 40m에 다다른다. 해수면 변화에 가장 빠른 길은 독립된 해양저(isolated ocean basin)를 채우거나 비우는 것이다. 지중해는 5 ~ 6백만년 사이에 고갈되었다고 알고 있다(DSDP의 leg13 자료에 의해서), 물은 어디든지 가야하고 지중해가 고갈됐을 때 약 10m의 전반적인 해수면 상승을 낳았다. 상승한 이후에 , 해수가 빈 해저를 채우기 위해서 밀려들어올 때 전반적 해수면은 이에 해당되는 만큼 하강해야 한다. 열수가 발견된 이래 다른 해양들(북대서양, 남대서양) 역시, 존재한 것으로 생각된 이래로 모두가 지질학적으로 순간적인 해침과 해퇴는 범대륙인 판게아(Pangaea)의 갈라짐(break-up)이후 아주 일반적인 것일 것이다. 지질학적으로 즉각적인 해침은 인간 관측자에 경이적인 사실이 절대 아니다. 지질학적으로 매우 빠르게 진행되는 해침(가상적으로 분리된 Basin 효과에 의해서 형성된 것이 아닐지라도)은 베니스(Venice)에서 볼 수 있다. 바로 현재에 진행되고 있다. 바로 베니스는 가라앉고 있다.

 

 

베니스의 운명

베니스는 해수면에 위치한다. 도시는 Po delta 가장자리에 놓여있고 평행사도(barrier island)로 보호된 lagoon 내에 있다. Lido는 입조구(入潮口; tidal inlet)에 의해 터져 있고 도시의 침강 표시는 여기저기에 있다. 부두는 설치되어 있고 입구는 계단식으로 물에 잠기어 있고 고조동안 도시는 넘친다. 침강 정도는 고정된 지점으로 Treviso에서 시작하여 측량에 의해서 결정한다. 그 비율은 지난 60년 동안 상당히 증가했다. 1820 ~ 1925년 사이에 Mestre-Marghera는 연간 평균 0.15mm 하강하고, 1925 ~ 1952년 사이에는 0.7mm, 1952 ~ 1968년 사이에 120mm침강하였다 (연평균 0.7mm).

 

A. 침강의 원인은 무엇인가?

1. Po delta의 일반적인 침강이다. Drifting에 의해서 중앙 선상지 하부의 제 4기퇴적물이 3km 이상임이 발견된다. 만일 4기를 200만년으로 계산하면 이는 년 평균 0.5mm 침강의 결과를 얻는다. 베니스는 가장자리에 있다고 해서 0.5mm 정도로 다소 낮은 속도라고 생각할 수 있다.

2. 지역 저변에 자리잡고 있는 제 4기 퇴적물은 부분적으로 해양성이고 부분적으로 육성이다. 해수면과 비교해서 해안선 위치의 변동을 나타낸다. 지각의 운동과 삼각주의 퇴적물 공급의 변화가 바로 이와 같은 변도의 원인이다. 현재에 해안선은 육지내부로 전진해 오는 경향을 나타낸다.

3. 퇴적물의 다지기는 침강의 요소에 첨가되는 요소이다. 이는 지역적으로 lagoon지역의 채우기나 형성에 의해서 강화되었을 것이다. 이는 도시 주변철도역 및 항구의 침강 요인일 수 있다(낙동강 하구와 유사).

4. 하부 퇴적물의 대부분인 사층(sand layer)은 지하수 보존 층(ground water reservoirs)이다. 지하수가 다른 것으로 대치되기보다 빠르게 제거될 때, 지하는 함몰하게 된다. 이 함몰(sag)은 상당한 거리에 다다른다(만약, 펌핑이 수백 미터 깊이에서 실시되면, 지난 20년간 지하수면은 5m 낮아졌고 베니스 주변 Marghera산업지역 주변에서 20m까지 낮아졌다). 이 기간동안 침강은 가속화되었다. 단지 이 요인으로 높은 침강 비율을 설명할 수 있다.

5. 정상적인 조석차는 베니스에서 약 1m이다. 폭풍(storms)은 상당히 고조수준을 상승시킬 수 있다. 1966년 11월 4일에 폭풍조석(storm tide)은 +1.9m에 이르렀고 'The San Marcus Square' 를 범람하였다. 정상적으로 lagoon은 완충지 (buffer) 역할로 작용할 수 있다. 석호의 대부분 지역이 산업목적으로 육지를 얻기 위해 매립되었다. 또 선착지 수로는 준설되었다. 이들 작용들이 폭풍의 영향을 증가시킬 것이고 폭풍조석 출현이 정당화 될 것이다.

 

B. 제안된 대책

1. 지하수의 pumping이 일정하게 이루어져야 한다.

2. 석호(lagoon)의 매립의 영향, 수로의 준설(수심을 깊게), 입구의 형태의 변형에 따른 영향 등을 연구해야 한다.

 

3. 경제적인, 위생적인 관점에서 폐기물 제거에 대한 문제를 잊어서는 안 된다. 조력은 도시의 오염된 수로를 청소해준다. 그러나 일반적인 침강에 대한 것 또는 해수면의 전반적인 상승에 관해서는 대책이 없다. 이런 요인들을 좌지우지할 수 없다. 인간은 자연 앞에 겸손하게 살아가지 않으면 안 된다.