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해수 침입은 바다나 하구에서 담수계로 염수가 이동하는 것을 말합니다. 2023년 여름과 초가을에 미시시피 강으로 스며든 바닷물은 해안 지역사회가 육지와 바다의 균형이 불안정하다는 사실을 상기시켜 줍니다.
담수는 식수, 관개 및 건강한 생태계에 필수적입니다. 바닷물이 내륙으로 이동하면 그 안에 포함된 염분은 농지, 생태계, 생명 및 생계에 큰 피해를 입힐 수 있습니다.
저는 해안 수문지질학자이며 25년 동안 육지와 바다 경계면의 물을 연구해 왔습니다. 바닷물의 침입은 시소와 같다고 생각합니다. 민물과 바닷물이 만나는 곳은 육지의 힘과 바다의 힘의 균형점입니다.
폭우나 높은 강물 흐름 등 육지 쪽에서 밀면 균형점이 바다 쪽으로 이동합니다. 해수면 상승, 폭풍 해일, 만조 등 바다 쪽에서 밀면 균형점이 육지쪽으로 이동합니다. 가뭄이나 담수의 과도한 사용으로 인해 바닷물이 내륙으로 이동할 수도 있습니다. 기후 변화와 인구 증가로 인해 담수 공급이 압박을 받게 되면서 더 많은 해수 침입이 발생하게 됩니다.
바다가 강 위로 올라갈 때
현재 미시시피 강 하류에 바닷물이 침입하는 것은 주로 중서부 지역의 가뭄으로 인해 강의 양이 감소했기 때문입니다. 강의 흐름 감소 정도와 강의 흐름이 낮은 시간은 모두 염수가 강 상류로 이동하는 정도에 영향을 미칩니다. 2023년 10월 2일 현재 미시시피 강의 바닷물 ‘쐐기’는 강 하구에서 상류로 거의 70마일 이동했습니다.
강의 물 부족으로 인해 바닷물이 내륙으로 이동한 것은 이번이 처음이 아닙니다. 그러나 기후 변화로 인해 해수면이 상승하고 더 심각한 기상 이상 현상이 발생하면 침입이 더욱 흔해지고 상류로 점점 더 멀어질 것입니다.
그리고 문제는 미시시피에만 국한된 것이 아닙니다. 델라웨어에서는 폭풍과 만조 동안 바닷물이 작은 조수 흐름을 따라 더 멀리 이동하여 농지를 범람시키고 농작물을 죽입니다.
세계에서 가장 큰 해안 맹그로브 숲 중 하나인 인도의 순다르반과 방글라데시에서는 바닷물이 갠지스 강 어귀로 침입하고 있습니다. 주요 원인으로는 상류 댐, 관개 및 항해를 위한 강에서의 물 전환, 해수면 상승으로 인한 침식 등이 있습니다. 바닷물 침입은 셀 수 없이 많은 희귀종과 멸종 위기종의 보금자리인 이 유네스코 세계문화유산 지역의 다양한 동식물을 위협할 수 있습니다.
지하 침입
해안의 담수와 바닷물 사이의 또 다른 경계는 지하에 있기 때문에 덜 분명합니다. 많은 해안 지역사회에서는 모래알과 토양 사이의 공극을 통해 이동하는 깨끗한 물인 지하수에서 담수를 공급받습니다.
지하수는 해안선에만 그치지 않습니다. 해저 아래 지하수는 염분이 있고 육지와 바다 사이 어딘가에 지하 만남의 장소가 있습니다. 염수는 담수보다 밀도가 높기 때문에 일반적으로 해안선의 육지 방향에 있으므로 더 큰 힘을 갖고 자연스럽게 밀어 넣습니다. 그러나 강과 마찬가지로 지하수 수준이 육지에서 떨어지거나 바다에서 수위가 상승하면 경계면이 움직입니다.
캘리포니아 중부 및 남부의 지하수 유역에서는 광범위한 양수로 인해 일부 지역의 지하수 수위가 수백 피트 떨어졌습니다. 이로 인해 시소가 기울어지고 바다의 지하수가 내륙으로 이동하게 됩니다. 접근 가능한 지하수는 이 지역의 관개 농업을 지원했지만 이제는 지하수 가용성 감소와 해수 침입이라는 이중 위험으로 인해 딸기와 상추와 같은 작물이 위협받고 있습니다.
지하수로의 바닷물 침입은 전 세계적으로 일어나고 있지만 아마도 가장 위협받는 곳은 저지대 섬의 공동체일 것입니다. 담수 지하수는 작은 섬에서 식수와 관개용 수원으로 사용되는 경우가 많으며 염분 지하수 위에 떠 있는 얇은 렌즈 형태로 존재합니다.
렌즈는 가뭄, 펌핑 및 해수면 상승에 반응하여 줄어들 수 있습니다. 또한 폭풍이나 만조 동안 홍수 물이 침투하여 염분이 생길 수도 있습니다.
예를 들어, 마샬 군도에서는 해수면 상승과 파도로 인한 홍수가 결합되어 금세기 말까지 많은 섬이 사람이 살 수 없게 될 것으로 예상됩니다.
균형 이동
바닷물이 계속해서 담수 시스템을 잠식함에 따라 결과가 초래될 것입니다. 바닷물이 2%라도 함유된 물을 마시면 혈압이 올라가고 신장에 스트레스를 줄 수 있습니다. 바닷물이 공급 라인에 들어가면 파이프가 부식되고 수처리 공장에서 독성 소독 부산물이 생성될 수 있습니다.
바닷물 침입은 도로, 교량 및 기타 기반 시설의 수명을 단축시킵니다. 이는 2021년 플로리다주 서프사이드에 있는 Champlain Towers South 콘도 붕괴의 원인으로 연루되었습니다. 해수 침입은 생태계를 변화시켜 나무가 죽고 습지가 내륙으로 이동함에 따라 유령 숲을 만듭니다.
현명한 관리로 시소를 다시 바다 쪽으로 기울일 수 있습니다. 지표수 추출과 지하수 펌핑을 제한하거나 처리된 폐수를 취약한 대수층에 주입하면 염수 침입을 막는 힘이 커질 수 있습니다.
방파제를 건설하거나 건강한 사구 시스템을 유지하는 것도 바닷물을 막는 데 도움이 될 수 있지만, 이러한 접근 방식은 지하가 아닌 지표면의 바닷물 범람과 침투만 방지할 수 있습니다. 염분 지하수를 펌핑하거나 지하 장벽을 설치하면 더 깊은 염수가 내륙으로 이동하는 것을 막을 수 있습니다.
지하수는 한번 오염되면 염분을 제거하기 어렵기 때문에 적극적으로 대처하는 것이 가장 좋습니다. 바닷물이 내륙으로 침투하는 경우 지역사회는 담수화 플랜트를 건설하고 내염성 작물로 전환하여 수질을 관리할 수 있습니다.
또 다른 옵션은 자연이 그 과정을 따르도록 하는 것입니다. 습지가 내륙으로 이동하도록 허용하면 해수면 상승에 따른 해안선 손실을 보상할 수 있습니다. 이는 중요한 서식지를 보존하고, 홍수 보호를 강화하며, 대부분의 육상 생태계를 훨씬 초과하는 속도로 탄소를 저장하여 기후 변화의 가속화를 억제합니다.
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