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- 빙원이 급속도로 성장하면서 높은 빙돔이 형성되었을 때 발생한 현상
- 빙돔의 높이가 인접한 산맥의 높이를 넘어서면, 빙하가 원래의 수문학적 유역을 벗어나 인접한 유역으로 넘쳐흐를 수 있어
- 새로운 모델을 사용하면 빙퇴석과 퇴적 골짜기의 발달 과정 또한 재구성 가능

알프스 산맥의 험준한 고개를 넘어 이동해 온 거대한 바위들

알프스 산맥의 거대한 바위들은 어떻게 지금의 위치에 도달했을까? 고해상도 모델을 통해 지난 2만 4천 년 동안 수백만 개의 바위들이 이동해 온 경로를 최초로 재구성했다. 이 모델은 빙하류의 흐름과 그 흐름이 알프스 산맥 곳곳으로 운반해 온 바위들의 경로를 보여줄 뿐만 아니라, 바위들이 어떻게 험준한 알프스 고개를 넘을 수 있었는지도 밝혀낸다. 

▲ 발레 알프스의 코르바시에르겔처 협곡 앞에 있는 불규칙한 바위. 이 바위는 어떻게 지금의 위치에 오게 되었을까? · 사진: © Universität Lausanne / Tancrède Leger

마지막 빙하기는 유럽의 많은 지형을 근본적으로 변화시켰다. 거대한 빙하가 북쪽에서 전진해 와서 수 킬로미터 두께의 얼음으로 광활한 지역을 뒤덮었다. 이 시기에 알프스 빙하는 거대한 빙하류로 성장하여 계곡을 깎아내고 산비탈을 매끄럽게 만들었으며, 엄청난 양의 퇴적물과 암석을 운반했다. 빙하의 융기 흔적 중에는 수많은 표석들이 있는데, 이 표석들은 크고 작은 바위들로, 현재는 원래 있던 곳에서 멀리 떨어진 곳에 놓여 있다.

표석의 기원 미스터리

이 표석들은 어디에서 온 것일까? 그리고 어떤 경로를 거쳐 지금의 위치에 도달했을까? 개별 표석의 기원에 대한 초기 단서는 보통 암석의 구성과 광물학적 특성에서 얻을 수 있다. "하지만 표석이 이동한 경로를 재구성하는 것은 어려운 경우가 많다"고 로잔 대학교의 수석 저자 탄크레드 레제는 설명했다. 지금까지는 개별 사례와 특정 지역에 대해서만 가능했을 뿐, 알프스 전체 지역에 대해서는 불가능했다.

그 이유는 알프스 전체에 걸쳐 표석의 이동 경로를 재구성하려면 수천 년에 걸친 빙하의 흐름과 암석 파편의 이동을 높은 공간 해상도로 동시에 재구성해야 하기 때문이다. 하지만 지금까지 이러한 모델 구축에는 엄청난 연산 능력이 필요했다. "그 결과, 알프스와 같은 대륙 빙상에서 대량의 입자가 이동하는 과정을, 특히 수천 년에 걸친 과정을 시뮬레이션할 수 있는 연구는 전무했다"고 레거와 그의 연구팀은 설명했다.

▲ 이 도표는 빙하기 알프스 빙하에 의한 암석 및 퇴적물 운반에 대한 새로운 모델에서 고려된 다양한 과정과 요인을 보여준다. — © Tancrède Leger et al./ Earth Surface Dynamics, CC-by 4.0

수백만 개의 가상 암석

하지만 인공지능의 발전과 그래픽 처리 장치(GPU)의 발달로 컴퓨터 연산 능력이 크게 향상되었다. 이에 레거와 그의 연구팀은 주로 그래픽 프로세서를 활용하는 모델링 방법을 개발했다. "이 방법을 통해 우리는 4만 년 전부터 1만 8천 년 전까지 알프스 전역에 걸쳐 빙하에 의한 퇴적물 이동을 3차원으로 묘사할 수 있는 최초의 모델을 만들 수 있었다.“

연구진은 재구성의 출발점으로 크기가 다양한 수백만 개의 가상 암석 위치 데이터를 컴퓨터 모델에 입력했다. 연구팀은 통합 빙하 모델을 사용하여 다양한 지형에서 빙하 내부, 빙하 표면 또는 빙하 기저부에서 암석이 어떻게, 그리고 얼마나 멀리 운반되었는지 시뮬레이션했다. 이 모델은 높은 시간적, 공간적 해상도를 자랑하며, 10년 단위로 최대 300미터의 정확도로 과정을 보여준다.

알프스 산맥의 고개를 넘어 운반된 암석

그 결과, 마지막 빙하기 동안 알프스 지역에서 수백만 개의 퇴적물 입자와 더 큰 표석의 이동을 재현한 시뮬레이션이 완성되었다. 로잔 대학교의 공동 저자인 기욤 주베는 "이러한 과정을 명확하고 흥미로운 방식으로 시각화할 수 있게 된 것은 이번이 처음이다"고 말했다. 이 모델은 빙하 아래쪽에 실려 운반된 암석들이 빙하 시대에도 오랫동안 얼음 속에 갇혀 심하게 마모되었음을 보여준다.

▲ 빙하 후퇴가 끝난 후 선택된 퇴적지(청록색 다각형)에 도달하는 빙하 아래(a, c, e, g) 및 빙하 위(b, d, f, h)에서 시드된 입자에 대한 퇴적지-발원지 분석 및 그에 따른 모델링된 입자 궤적(a, b)과 수송 통계(c–h)를 나타낸다. 여기서는 퇴적지-발원지 목록(총 49개 퇴적지) 중 하나의 예시 퇴적지(또는 빙하 접촉 퇴적물)인 인 빙하 최종 빙하기(LGM) 가장자리(퇴적지 19: 위치는 그림 3a 참조)에 대한 결과를 보여준다. 원형 차트(c, d)와 관련 범례는 시드된 각 수문 분지(패널 a, b에 검은색으로 표시 및 번호 지정됨, 그림 S1 참조)에서 이 퇴적지에 도달하는 모든 입자의 기원 비율을 나타낸다. 히스토그램(e)~(h)은 퇴적지 입자의 누적 빙하 수송 시간과 시드 연도(즉, 입자 연령)의 분포를 보여준다. "IQR"은 "사분위 범위(Interquartile Range)"의 약자로, 데이터 세트의 중간 50%, 즉 75~25번째 백분위수의 분포를 의미한다. (출처:First Alps-wide reconstruction of LGM glacial sediment transport enabled by GPU-accelerated particle tracking / European Geoscience Union / 08 May 2026

또한, 이 재구성은 표석이 알프스 산맥의 고개를 넘어 운반될 수 있었던 가능성도 보여준다. 이는 빙원이 급속도로 성장하면서 높은 빙돔이 형성되었을 때 발생한 현상이다. 레제르와 그의 동료들은 "이 빙돔의 높이가 인접한 산맥의 높이를 넘어서면, 빙하가 원래의 수문학적 유역을 벗어나 인접한 유역으로 넘쳐흐를 수 있다"고 설명했다. 이러한 방식으로 표석들이 고도 장벽을 넘어 새로운 지역으로 운반된다.

새로운 지질학적 및 빙하학적 통찰

주베는 "지질학자들이 특정 연구 지역에 대한 정보를 제공하면, 우리는 퇴적물의 기원, 발달 과정 및 구성, 그리고 운반된 표석의 종류에 대한 정보를 제공할 수 있다"고 말했다. 새로운 모델을 사용하면 빙퇴석과 퇴적 골짜기의 발달 과정 또한 재구성할 수 있다.

연구진에 따르면, 이 모델은 알프스 지역의 마지막 빙하기 진행 과정에 대한 새로운 통찰력을 제공할 뿐만 아니라, 빙하학, 지형학, 퇴적학, 자원 탐사 등 다양한 학문 분야에서 활용될 수 있는 과학적 도구이기도 하다.
출처: Tancrède Leger(로잔 대학교) 외, Earth Surface Dynamics, 2026; doi: 10.5194/esurf-14-361-2026

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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