By MATT SIMON, WIRED US

뉴욕에 건물 100만 대 이상 추가로 건설하면, 지구에 압력을 가하는 무게 1조 7,000억 파운드가 더해진다. 도로와 보행자 도로 등 다른 기반 시설의 무게는 전혀 고려하지 않은 무게이다. 모든 무게는 메모리폼에 볼링 볼을 올려놓은 것처럼 지형 형태를 파괴하면서 육지에 서서히 압력이 가해지면서 지반 침하라고 알려진 일종의 땅이 가라앉는 현상이 발생한다.

새로 발표된 어느 한 연구는 연평균 뉴욕 지반이 평균 1~2mm 가라앉지만, 일부 지역은 연평균 최대 4mm까지 가라앉는다는 사실을 밝혀냈다. 크게 우려할 만한 수준이 아닌 것처럼 들릴 수도 있지만, 해를 거듭할수록 사실상 뉴욕 해수면 상승효과가 두 배가 되도록 하는 매우 심각한 지반 침하 현상이라고 할 수 있다. 해당 연구 논문의 공동 저자인 미국 지질조사국 소속 지구물리학자인 톰 파슨스(Tom Parsons) 박사는 “해수면이 1~2mm 상승하는 동시에 지반이 평균 1~2mm 침하된다. 전 세계 대도시에서 공통으로 발생하는 문제이다. 도시화와 지반 침하 간 확실한 관련성이 있는 것으로 드러났다”라고 설명했다.

일례로, 인도네시아 수도 자카르타는 매년 약 1피트(304.8mm) 가까이 가라앉는다. 샌프란시스코 베이 에어리어는 해수면 상승 현상에 지반 침하가 더해져 해안가 면적 최대 165mi²(427.3480km²)이 사라질 수 있다. 2023년 4월, 다른 연구팀이 미국 동부 해안가의 지반 침하 연구 결과를 발표했다. 델라웨어 지역의 지반은 연간 최대 10m2 가라앉는 것으로 확인됐다.

심각한 지반 침하 원인을 일으키는 주된 방법은 자카르타와 같이 지하수를 지나치게 추출하는 것이다. 물이 고갈되면, 빈 물통이 찌그러지듯 붕괴할 수 있다. 그러나 뉴욕의 지반 침하 현상은 뉴욕을 지탱하는 토지의 구성요소가 원인이다. 오래전 빙하가 뉴욕 일대에서 사라지면서 퇴적물이 침전되었다. 호수도 형성되면서 더 많은 퇴적물 침전 현상이 발생했다. 따라서 뉴욕은 침하 위험성이 더 큰 진흙과 토사, 인공 채움재 등이 복잡하게 혼합된 것은 물론이고, 모래와 자갈도 섞여 있는 채로 설립되었다.
 
파슨스 박사는 “토양이 부드러울수록 도로 아래를 압축할 확률이 더 높다. 부드러운 토양을 기반으로 건물을 세우지 않더라도 인간의 무게 때문에 가라앉을 수 있다. 그러나 건물을 세우면, 땅이 꽤 많이 가라앉을 것이다”라고 설명했다.

파슨스 박사 연구팀은 도시 전체의 무게를 더한 뒤 다양한 침전물 구성요소의 지질학 데이터와 결합하는 방식으로 뉴욕의 침하 속도를 계산했다. 연구팀은 분 단위 육지 고도 변화를 측정한 위성 데이터도 수집했다. 위성 데이터는 땅이 가라앉는 지역과 상대적으로 안정적인 지역을 보여준다.

맨해튼 고층 건물은 뉴욕 건물 중 가장 무거운 건물일 수도 있으나 기반암 위에 설립되어 침하 문제가 심각하지 않다. 침하 문제는 진흙과 인공 채움재와 같이 부드러운 구성요소가 있는 탓에 압축 현상이 유독 발생할 확률이 높은 데다가 해수면이 상승하는 해안가로 갈수록 더 심각해진다.

침하는 해안 도시의 숨겨진 취약점이다. 주어진 지역의 해수면 상승 정도를 보여주는 모델은 침하 문제를 아직 고려하지 않는다. 2050년이면 미국의 평균 해수면은 약 1피트 상승하고, 그와 동시에 도시에 거주하는 전 세계 인구 현재 55%에서 70%로 증가할 것으로 보인다. 해안 도시에서는 침하 문제가 더 심각해질 것이다. 지하수를 끌어 올려 사용하는 인구가 증가하는 데다가 건물과 도로를 추가로 건설해야 할 필요성이 더해지면서 침전물 압력이 증가할 수 있기 때문이다.

버지니아 공과대학 환경보안 전문가 마누체르 쉬르자에이(Manoochehr Shirzaei) 박사는 “해안 도시 이주가 해안가의 신규 기반 시설 건설과 상관관계가 있다면, 해안 지역의 육지 고도 변화를 관측할 확률이 매우 높을 것이다”라고 말했다. 쉬르자에이 박사는 과거, 동부 해안가의 침하 현상을 연구한 적이 있으며, 파슨스 박사 연구팀의 연구에는 참여하지 않았으나 논문 동료 심사 과정에 참여했다.

쉬르자에이 박사는 해안가의 침하 현상 중 주된 우려 사항으로 범람원 기형을 지목했다. 쉬르자에이 박사는 “범람원은 일정한 경사를 가져야 하기 때문에 강수량이 많으면 물이 빠지게 된다. 그러나 국지적 침하를 일으키는 구조물을 세운다면, 일시적으로 범람원 경사가 바뀐다. 따라서 물이 한 곳에 더 오래 남아있게 된다”라고 설명했다. 기본적으로 폭우가 쏟아져 도로와 건물이 범람할 수 있는 커다란 빗물 저장소를 만드는 것과 같다. 더 심각한 문제는 기후변화 때문에 이미 더 강력한 폭우와 허리케인이 발생하고 있으며, 내륙으로 물의 벽을 밀어 올리는 폭풍 해일도 더 강해지는 추세이다.

해수면 상승과 추가 침하 문제가 더해질 위험성을 줄일 몇 가지 방법이 있다. 그중 하나는 해안 지역의 물 관리 시설이 대수층에서 끌어오는 물을 재충전하는 데 주의를 기울이는 것이다. 두 번째 방법은 건설업자가 건설 전 지질 연구를 수행하여 지역 퇴적물이 침하되기 쉬운지 판단하는 것이다. 쉬르자에이 박사는 “간혹 약해진 퇴적물과 토양 수십 미터를 제거해야 한다”라고 말했다. 그리고 맨해튼 고층 건물처럼 기반암에 건물을 고정해야 한다. 쉬르자에이 박사는 “기반 토양의 침하 위험성이 적은 곳으로 개발 지역을 제한하는 것이 침하 문제를 줄이는 데 도움이 된다”라고 덧붙였다.

더 포괄적인 규모로 보자면, 자연 해안 습지 보관이 도움이 될 수 있다. 습지가 오염되지 않았다면, 퇴적물을 보충할 수 있는 강가의 토사를 받을 수 있다. 습지는 자연 방파제 역할도 하여 폭풍 해일을 흡수하고 도시가 침수되는 것을 방지한다. 생태계를 복원하면, 생물 종 다양성을 높이는 동시에 해안 지역 토지의 침하, 해수면 상승 위협에 맞설 수단이 된다.

그러나 여러 지역에서는 해안 지역 개발 속도와 함께 침하 문제를 완화할 노력을 실천하기 어려울 것으로 보인다. 파슨스 박사는 “많은 시민이 기회를 얻을 수 있는 해안 도시에 거주하고자 하는 분명한 이유를 지녔다. 인구 증가는 건설과 지하수 수요 증가를 의미하며, 앞으로 그 수요가 더 빠른 속도로 증가할 것으로 보인다”라고 말했다.

** 위 기사는 와이어드US(WIRED.com)에 게재된 것을 와이어드코리아(WIRED.kr)가 번역한 것입니다. (번역 : 고다솔 에디터)

<기사원문>
New York City Is Sinking. It’s Far From Alone