가뭄으로 바싹 마른 땅이 갈라지면 수분 증발이 더 빨라져 가뭄을 더욱 악화시킨다는 연구 결과가 나왔다.
미국 일리노이대 어배너-섐페인 연구팀은 18일(현지시간) 국제학술지 '토양과 경작 연구'에 이 같은 내용의 논문을 발표했다. 토양 균열이 물 관리에 미치는 영향을 분석한 것이다.
연구팀에 따르면 토양은 수분이 증발하며 마를 때 응력을 받는다. 이 응력이 토양의 인장 강도를 넘어서면 땅이 갈라지기 시작한다.
이렇게 생긴 균열은 대기와 접촉하는 토양의 표면적을 넓힌다. 결국 더 많은 수분이 공기 중으로 빠져나가면서 토양은 한층 더 건조해진다.
연구팀은 실험실 환경에서 현장 조건을 재현하기 위해 토양의 물수지를 측정하는 장비인 '라이시미터'를 제작했다. 장비 안에는 미국 중서부에서 흔히 볼 수 있는 미사질 퇴적토를 채웠다.
이후 섭씨 40도의 폭염 조건을 만들고, 여러 차례 흙을 적시고 말리는 과정을 반복하며 가뭄으로 인한 균열 발생 과정을 관찰했다.
그 결과, 균열이 생긴 토양이 그렇지 않은 토양보다 수분이 공기 중으로 빠져나가는 속도가 훨씬 빨랐다. 균열 면적이 넓을수록 증발량도 많았다.
연구팀은 한번 생긴 균열은 특별한 개입이 없는 한 안정적으로 유지되는 경향이 있다고 설명했다. 이는 토양의 수분 보유 능력에 영구적인 영향을 미칠 수 있음을 시사한다.
연구를 주도한 호르헤 구즈만 연구 조교수는 "균열이 없는 토양은 수분 손실로부터 더 잘 보호된다"며 "균열은 물이 이미 사라졌기 때문에 결국 증발이 감소하는 결과를 낳는다"고 지적했다.
연구팀은 향후 식생이 토양 균열과 수분 경쟁에 미치는 영향에 대한 추가 연구를 진행할 계획이다.