브라인배출 (brine rejection)
쉽게 풀면
바닷물이 얼 때는 순수한 물 분자만 결정 구조에 편입되고, 녹아 있던 소금 성분은 얼음 속에 갇히지 못하고 밖으로 밀려나는데, 이렇게 빠져나온 짜고 차가운 물을 브라인이라 부릅니다. 이 브라인은 주변 바닷물보다 밀도가 훨씬 높아 아래로 가라앉으면서 심층수 형성을 촉진하는 중요한 원동력이 됩니다. 남극 대륙 주변 연안 폴리냐에서는 이런 브라인배출이 매우 활발하게 일어나 남극저층수라는 세계에서 가장 무거운 해수를 만들어내는 핵심 과정으로 작용합니다.
왜 중요한가
브라인배출은 극지방 해빙 형성 과정에서 남극저층수나 북극의 고밀도수 형성을 촉발하는 핵심 물리적 기작으로, 전 지구 열염순환의 시작점을 이해하는 데 필수적인 개념입니다. 브라인배출로 만들어진 저온 고염수는 대륙붕 바닥을 따라 흘러내리는 밀도류를 형성하는데, 이 밀도류의 경로와 세기는 인근 해저 지형에 크게 좌우됩니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
얼음이 얼마나 빨리 어는지를 측정해, 그로부터 짜고 무거운 물이 얼마나 만들어지는지 계산했다는 뜻입니다.
해빙 형성이 해수 염분에 미치는 영향을 실험적으로 확인한 연구이다.
조금 더 깊게 보면
브라인배출로 형성된 고밀도 저온수는 대륙붕을 따라 가라앉아 심층으로 이동하는데, 이 과정의 세기는 해빙 형성 속도와 밀접하게 연관되어 있어 기후변화로 해빙 형성이 감소하면 관련 심층수 형성 자체가 약화될 수 있다는 우려가 제기됩니다. 브라인배출로 형성된 고밀도 저온수는 대륙붕을 따라 가라앉아 심층으로 이동하는데, 이 과정의 세기는 해빙 형성 속도와 밀접하게 연관되어 있어 기후변화로 해빙 형성이 감소하면 관련 심층수 형성 자체가 약화될 수 있다는 우려가 제기됩니다. 브라인의 일부는 해빙 내부의 미세한 통로(브라인 포켓과 채널)에 갇혀 서서히 빠져나가며, 이 과정에서 해빙 자체의 염분이 시간이 지날수록 낮아지는 담수화가 함께 진행됩니다.
주의할 점
브라인배출은 해빙이 새로 얼 때만 일어나며 이미 얼어붙은 오래된 해빙에서는 일어나지 않으므로, 해빙의 나이와 형성 시기를 함께 고려해야 정확한 평가가 가능합니다.
브라인배출량은 해빙 두께 성장 속도에 비례해 추정되는 경우가 많아, 위성으로 관측한 해빙 두께 변화 자료가 이 과정을 정량화하는 핵심 입력으로 쓰입니다.