빙하기(빙기·간빙기)의 원인과 역사

지구가 왜, 그리고 어떻게 반복적으로 얼어붙었는지 알아보세요. 용어 정리부터 원인 이론, 발견의 역사와 실제 사례까지 한 편으로 이어 읽을 수 있습니다.

한눈에 보기

"빙하기"는 영화 속 한파 장면이 아니라, 극지방과 고위도에 대륙빙하가 존재하는 수백만 년 단위의 시대를 가리키는 지질학 용어입니다. 그 안에서 빙하가 크게 늘어나는 추운 시기(빙기)와 줄어드는 따뜻한 시기(간빙기)가 번갈아 나타나고, 우리는 지금 그 따뜻한 간빙기인 홀로세에 살고 있습니다. 이 글에서는 용어의 구분, 주기를 만든다고 보는 밀란코비치 이론, 빙하기 개념이 어떻게 받아들여졌는지, 그리고 세 가지 실제 사례를 순서대로 살펴봅니다.

왜 이런 이론이 나왔을까: 발견의 역사

알프스 계곡에는 주변 암석과 전혀 다른 거대한 바위가 덩그러니 놓여 있습니다. 19세기 초 이그나츠 베네츠, 장 드 샤르팡티에 같은 학자들이 이것이 빙하가 옮겨 놓은 바위라고 주장했고, 1836년 루이 아가시가 이들을 만나 생각을 바꾸었다고 합니다(위키백과 기준). 아가시는 1837년 스위스 뇌샤텔 모임에서 과거에 지구가 빙하기를 겪었고 북반구 대부분을 거대한 빙상이 덮었다고 제안했으며, 1840년 《빙하 연구》에서 이를 정리했습니다. 한 가지 덧붙일 점은 아가시가 훗날 인종에 대한 차별적 학설을 폈다는 이유로 스위스 정부가 2007년과 2015년에 그의 "인종주의적 사고"를 공식 언급한 적이 있다는 것입니다. 과학 업적과 별개로 인물에 대한 평가는 따로 이루어집니다.

원리: 궤도가 만드는 박자

아래 카드는 빙하기의 정의에서 시작해 빙기와 간빙기, 밀란코비치 주기, 마지막 빙기 최대기, 빙하 지형, 미래 전망까지 이어집니다. 위에서 아래로 읽으면 "무엇인가 → 어떻게 반복되나 → 왜 반복되나 → 증거와 영향" 순서가 됩니다.

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빙하기란 무엇인가

지구 전체 기온이 크게 낮아져 극지방과 고위도 지역에 대륙빙하가 넓게 확장하는 지질학적 시대를 말합니다.

설명

지구는 약 260만 년 전부터 시작된 신생대 제4기 빙하기 안에 놓여 있으며, 지금도 이 큰 틀에서 보면 빙하기가 끝난 것이 아니라 빙하기 중 비교적 따뜻한 시기를 지나고 있는 것으로 봅니다.

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빙기와 간빙기의 차이

하나의 빙하기 안에서도 몹시 추운 "빙기"와 비교적 따뜻한 "간빙기"가 번갈아 나타납니다.

설명

가장 최근의 빙기는 약 11만 년 전부터 약 1만 1,700년 전까지 이어졌고, 이후 시작된 현재의 간빙기인 홀로세는 약 1만 1,700년 전부터 지금까지 이어지고 있습니다. 지금 우리가 사는 시대는 빙하기가 끝난 것이 아니라, 빙하기 속의 따뜻한 간빙기에 해당합니다.

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밀란코비치 주기

지구 공전 궤도의 이심률, 자전축 기울기, 세차운동이라는 세 가지 천문학적 주기가 태양복사량 분포를 바꿔 빙하기의 주기를 만든다는 이론입니다.

설명

세르비아의 지구물리학자 밀루틴 밀란코비치가 정리한 이론으로, 이 세 요소가 서로 다른 주기로 겹치며 북반구 고위도가 받는 여름철 태양복사량을 변화시키고, 이 변화가 대륙빙하가 커지고 줄어드는 것을 좌우하는 핵심 요인으로 여겨집니다.

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빙기-간빙기 주기의 변화

약 100만 년 전 이전에는 4만 1,000년마다, 이후에는 약 10만 년마다 빙기와 간빙기가 반복되는 것으로 나타납니다.

설명

이 전환점을 중기 플라이스토세 전이라고 부르며, 이후로는 빙기가 더 강해지고 길어져 북반구에 두꺼운 대륙빙하가 형성되는 방식으로 기후 주기 자체가 바뀌었습니다. 왜 주기 길이가 이렇게 달라졌는지는 지금도 활발히 연구되는 주제입니다.

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마지막 빙기 최대기와 인류

약 2만 년 전 마지막 빙기가 가장 심했던 시기에는 해수면이 지금보다 훨씬 낮아 대륙 사이에 육지 다리가 생겼습니다.

설명

해수면이 낮아지면서 시베리아와 북아메리카를 잇는 베링육교 같은 통로가 드러났고, 이 시기 인류와 매머드 같은 대형동물의 이동에 큰 영향을 주었을 것으로 추정됩니다.

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빙하기가 지구에 남긴 흔적

빙하가 깎고 지나간 자리에는 U자곡, 피오르, 빙퇴석 같은 독특한 지형이 남습니다.

설명

두꺼운 대륙빙하가 이동하면서 땅을 깎고 다듬어 만든 이런 지형들은 지금도 북유럽, 북아메리카, 알프스 산악 지역 곳곳에서 관찰할 수 있어 과거 빙하기의 규모를 짐작하게 해줍니다.

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다음 빙기는 언제 올까

밀란코비치 주기만 놓고 보면 서서히 다음 빙기로 향해야 할 시점이라는 연구도 있지만, 실제 진행은 다른 변수와 함께 봐야 합니다.

설명

다만 산업화 이후 인간 활동으로 대기 중 온실가스 농도가 크게 늘어난 것이 자연적인 냉각 흐름에 어떤 영향을 줄지는 여전히 활발히 연구되고 논의되는 주제이며, 이 총정리에서는 결론을 단정하기보다 밀란코비치 주기라는 자연적 배경 이론을 이해하는 데 초점을 맞췄습니다.

밀란코비치의 세 가지 주기 한눈에 비교

위키백과의 밀란코비치 주기 항목에 정리된 값입니다. 이심률 주기는 여러 성분이 겹친 것이고, 세차 주기는 자전축 세차와 궤도 장축의 이동이 합쳐져 실제로 느끼는 주기가 더 짧습니다.

요소무엇이 변하나주기(대략)
이심률공전 궤도가 원에서 타원으로 변하는 정도약 10만 년(주된 성분은 약 40만 5천 년)
자전축 기울기22.1도에서 24.5도 사이를 오감약 4만 1천 년
세차자전축 방향과 궤도 장축의 이동자전축 세차 약 2만 5,700년, 현재 합성 효과는 약 2만 1천 년

시대 구분 한눈에 보기

용어대략의 시기성격
제4기 빙하기약 258만 년 전~현재대륙빙하가 존재하는 시대 전체
마지막 빙기약 11만 년 전~1만 1,700년 전직전의 추운 시기
마지막 빙기 최대기약 2만 6천~2만 년 전 (정확한 시작·끝은 합의 없음)빙상이 가장 넓었던 때
홀로세약 1만 1,700년 전~현재현재의 간빙기
소빙기약 1300~1850년 등 학자마다 다름북대서양 중심의 지역적 냉각

실제 사례 세 가지

사례 1. 아가시와 알프스 바위: 빙하기 개념이 받아들여진 과정 (1837~1840년)

스위스 쥐라 산지 비탈에는 알프스 쪽 암석으로 된 큰 바위가 흩어져 있었습니다. 괴테, 샤르팡티에, 카를 프리드리히 심퍼 등은 이것이 빙하가 옮긴 바위라고 생각했습니다. 아가시는 1837년 뇌샤텔에서 과거에 알프스에서 퍼져 나온 빙하와 훨씬 큰 북반구 빙상이 있었다고 발표했고, 1840년 책에서 빙하의 이동, 빙퇴석, 바위에 남은 긁힌 자국(조흔)을 정리하며 스위스 전역이 한때 거대한 빙상 아래 있었다고 결론 내렸습니다. 같은 해 윌리엄 버클랜드와 함께 스코틀랜드에서도 빙하 작용의 증거를 찾았습니다. 아가시는 이 이론을 브라질에도 적용하려 했지만 제자 찰스 하트의 현장 조사에서 빙하의 증거를 찾지 못했다는 기록이 있어, 이론의 적용에도 한계가 있음을 보여 줍니다. 배울 점은 하나의 이론이 한 사람의 발상이 아니라 여러 지질 관찰이 쌓여 완성되고, 그 뒤에도 검증을 거친다는 것입니다.

사례 2. 해저 퇴적물이 박자를 확인하다: 1976년 논문 (검증의 사례)

밀란코비치는 1920년대에 궤도 변화가 여름철 일사량을 어떻게 바꾸는지 정량적으로 분석했습니다. 그가 중시한 것은 자전축 기울기였고 그에 따라 약 4만 1천 년 주기를 예상했습니다. 1976년 Science에 실린 헤이스, 임브리, 섀클턴의 논문 〈지구 궤도의 변화: 빙하기의 박동기〉는 궤도 주기 이론에 대한 추가적인 물리적 증거를 제공한 중요한 논문으로 꼽힙니다(위키백과 기준). 하지만 이 이론에도 풀리지 않는 문제가 있었습니다. 최근 100만 년의 빙기 주기가 약 10만 년인데, 이는 일사량 변화 폭이 가장 작은 이심률 주기와 맞아 소위 "10만 년 문제"라는 논쟁이 이어집니다. 배울 점은 좋은 이론도 검증과 한계 논쟁을 함께 거치며 다듬어진다는 것입니다.

사례 3. 베링기아: 해수면이 내려가 육지가 된 바다 (마지막 빙기 최대기)

빙상이 물을 가두면 해수면이 내려갑니다. 위키백과 기준으로 마지막 빙기 최대기의 해수면은 현재보다 약 120m 안팎 낮았고, 지금 수심 40~50m인 베링 해협은 해수면이 50m 이상 내려가면 육지로 드러났습니다. 드러난 육지(베링 육교)는 한 복원에 따르면 약 3만 년 전부터 1만 1천 년 전까지 이어졌고 가장 넓을 때 폭이 약 1,000km였다고 합니다. 소수의 인구가 시베리아 동부에서 이 지역으로 들어와 이후 아메리카로 퍼졌다고 보지만, 도착 시기와 경로에 대해서는 학계에서 논쟁이 계속됩니다. 해수면 상승으로 육교가 닫힌 시점도 자료마다 약 1만 년 전과 1만 1천 년 전으로 조금씩 다르게 서술됩니다. 배울 점은 빙하기가 기온만이 아니라 지도의 모양까지 바꾼다는 것입니다.

내 눈으로 확인해 보기

흔한 오해와 정정

한계와 아직 모르는 것

주기를 만든 원인으로 궤도 요소가 가장 널리 받아들여지지만, 약 100만 년 전을 전후해 4만 1천 년에서 10만 년으로 주기가 바뀐 이유는 활발히 연구 중입니다. 위키백과는 주파수 변조, 해양 순환·이산화탄소·빙상 역학의 되먹임 등 여러 설명이 제안되어 있다고 소개합니다. 또 마지막 빙기 최대기의 시작과 끝, 해수면 낮아진 정도(약 110~125m)도 자료마다 다르게 제시됩니다. 인간이 늘린 온실가스가 다음 빙기의 시기에 어떤 영향을 줄지는 이 글에서 결론을 내리지 않습니다. 기후 변화의 원리는 온실효과 원리와 지구온난화에서 이어서 볼 수 있습니다.

빙하 그 자체가 궁금하다면

빙하기라는 시대 전체가 아니라 빙하 자체의 종류와 형성 과정이 궁금하다면빙하의 종류 총정리도 함께 참고해보세요. 시대 구분은 지질시대 구분과 함께 보면 위치가 분명해집니다.

지금 우리는 빙하기가 아닌가요?

일상적인 말로는 "빙하기가 끝났다"고 표현하지만, 지질학적으로는 지금도 신생대 제4기 빙하기가 이어지는 중이며 우리는 그 안에서 비교적 따뜻한 간빙기(홀로세)를 살고 있는 것으로 봅니다.

자주 묻는 질문

빙하기, 빙기, 간빙기는 각각 무엇을 가리키나요?

빙하기는 극지방에 대륙빙하가 존재하는 수백만 년 단위의 긴 시대 전체를 뜻하고, 그 안에서 특히 추운 시기를 빙기, 비교적 따뜻한 시기를 간빙기라고 부릅니다. 지금은 제4기 빙하기의 홀로세 간빙기에 해당합니다.

공룡이 멸종한 시기도 빙하기였나요?

아니요. 공룡이 살던 중생대는 지구 전체가 대체로 따뜻했던 시기로, 극지방에 큰 대륙빙하가 없었습니다. 지금 우리가 다루는 신생대 제4기 빙하기는 공룡 멸종 이후 한참 뒤인 약 260만 년 전에 시작되었습니다.

빙하기 때 빙상은 얼마나 두꺼웠나요?

위키백과에 따르면 유럽, 북아메리카, 시베리아 일부에서 빙상은 최대 4km 이상으로 두꺼웠고, 집적 중심부의 얼음 두께는 약 3,000m였다고 합니다. 지역과 시기에 따라 크게 다릅니다.

빙기에 해수면은 얼마나 낮았나요?

자료에 따라 약 110~125m 낮았다고 서술합니다. 물이 빙상에 갇히기 때문이며, 이후 빙하가 녹으면서 약 20,000년 전부터 해수면이 약 121m 올랐다는 수치도 소개됩니다.

소빙기와 빙기는 어떻게 다른가요?

소빙기는 대략 14~19세기에 북대서양 지역을 중심으로 나타난 비교적 약한 냉각으로, 템스 강에서 1608년부터 1814년까지 열렸다는 "서리 장터"가 대표 사례로 소개됩니다. 빙기는 수만 년 규모의 지구적 현상이라 규모와 원인이 모두 다릅니다.