산이 움직이지 않고 거대한 구멍이 열리지 않아도 도시는 고도를 몇 미터나 잃을 수 있다. 때로는 기초 아래의 물을 퍼 올리는 것만으로도 충분하다. 이 현상은 지진만큼 극적이지 않다. 동네에서 동네로 천천히 진행되며 도시와 지하, 그리고 해안에서는 해수면 사이의 관계를 바꾼다.

가장 쉬운 비유는 눌린 스펀지다. 도시 아래의 대수층은 물로 가득 찬 거대한 동굴이 아니다. 물은 여러 지하 물질의 틈을 채운다. 많은 양을 빼내면 구조가 압밀될 수 있다. 지표에서 매년 몇 밀리미터나 센티미터씩 낮아지는 변화가 결국 큰 문제가 된다.

사라지는 것은 물만이 아니다

과도한 양수는 지하수위를 낮추고 지반 침하를 일으킬 수 있다. 이 과정은 물이 든 풍선이 쪼그라드는 모습에 비유되기도 한다. 큰 원리를 이해하는 데는 도움이 되지만 중요한 한계가 있다. 실제 지하는 서로 다른 지질층으로 이루어져 있어 모든 곳에서 똑같이 반응하지 않는다.

바로 이 점 때문에 현상은 알아차리기 어렵다. 고도가 서서히 변하는 동안에도 도시는 정상적으로 기능할 수 있다. 해안에서는 특히 심각하다. 지반 침하가 해수면 상승에 더해지기 때문이다. 따라서 해안 도시가 고도를 잃는 것은 국지적인 상대 해수면 상승을 가속하는 것과 같다.

자카르타는 극단적인 사례다. 일부 지역은 매년 10센티미터 넘게 가라앉는다. 다른 추정치는 피해가 큰 지역에서 연 5~6센티미터, 국지적으로는 20~25센티미터를 제시한다. 상수도에 접근할 수 있는 인구는 64%뿐이어서 수백만 명이 규제되지 않은 개인 우물에 의존한다. 양수는 개인 선택보다 집단적 인프라 문제가 된다.

멕시코시티에서는 2014~2021년 InSAR 측정 결과 일부 지역이 연간 35센티미터 넘게 침하한 것으로 나타났다. 흥미롭게도 인접 지역은 연간 최대 2센티미터 상승한다. 연구자들은 물 질량 감소에 따른 지각의 탄성 하중 해제가 이 현상을 일으킨다고 본다. 한 대도시 안에서도 지반은 균일한 표면처럼 움직이지 않는다.

오사카는 흐름이 바뀔 수 있음을 보여준다

오사카 사례는 거의 한 세기에 걸쳐 문제를 볼 수 있어 특히 유익하다. 1920년대부터 1960년대까지 집중적인 양수로 지하수위가 최대 30미터 낮아졌다. 일부 지역에서는 지반이 2미터 넘게 침하했다.

1960년대 초 일본 당국은 지하수에 엄격한 규제를 도입했다. 이후 지하수위가 점차 회복되기 시작했다. 최근 연구는 대수층을 지속적으로 재충전하면 지반이 다시 상승할 수도 있음을 보여준다.

하지만 물을 다시 넣기만 하면 예전 지반이 정확히 복원된다고 생각하면 안 된다. 일부 압밀은 되돌릴 수 없고 관측되는 융기도 균일하지 않다. 특히 단층은 지하 흐름을 유도한다. 따라서 가까운 두 지역도 같은 지하수 회복에 서로 다르게 반응할 수 있다.

오사카의 가장 흥미로운 교훈은 이것일 수 있다. 가라앉는 도시가 반드시 끝없이 계속 가라앉아야 하는 것은 아니다. 그러나 대수층 복원은 에어매트리스를 부풀리는 것과 다르다. 지질은 수십 년간의 취수 흔적을 기억한다.

성공은 하나의 기적 같은 조치에 의존하는 경우가 드물다

Science에 발표된 연구는 전 세계 대수층 회복 사례 67건을 분석했다. 세 가지 큰 대응이 두드러진다. 다른 수원을 이용하고, 적절한 공공정책이나 환경적 장치를 마련하며, 대수층을 인공적으로 재충전하는 것이다.

가장 의미 있는 수치는 아마 이것이다. 성공한 사업의 80% 이상이 대체 수원을 찾는 일을 포함했다. 주민이나 농민, 기업에 단순히 덜 퍼 올리라고 요구하는 것만으로는 대체로 충분하지 않다. 사용할 다른 물을 제공해야 한다.

연구된 성공 사례 대부분은 실제로 여러 개입을 결합한다. 합리적이다. 대안 없는 규제는 문제를 다른 곳으로 옮길 뿐일 수 있다. 취수를 통제하지 않은 인공 재충전은 수도꼭지를 열어 둔 채 저장고를 채우는 것과 같다.

캘리포니아대학교 샌타바버라 캠퍼스 Bren School의 Scott Jasechko 교수는 이 경험의 교훈을 이렇게 요약한다. 지하수 고갈은 피할 수 없는 운명이 아니며, 여러 공동체가 이미 이를 막을 방법을 찾아냈다.

세계 대수층의 3분의 1 이상이 감소하고 있고 지하수가 전 세계 관개의 40%를 공급한다는 점에서 이 관점은 더욱 중요하다. 문제는 잘못된 장소에 세워진 몇몇 거대도시를 훨씬 넘어선다.

세계적 위험이지만 기록은 매우 불균등하다

가장 잘 기록된 사례는 문제의 규모를 보여준다. 인구 1,500만 명의 중국 톈진에서는 추세를 바로잡지 못할 경우 계속되는 침하로 2120년까지 인구의 15%가 물 아래에 놓일 수 있다. 양수와 관련된 현상은 샌디에이고와 이란의 대도시에서도 보고된다.

뉴질랜드에서는 도시 해안선의 약 80%가 침하 중이다. 일부 지역, 특히 크라이스트처치와 웰링턴 주변에서는 지하수도 원인에 기여한다. 이는 이 문제가 과밀한 열대 거대도시에만 해당하지 않음을 보여준다.

그렇다면 프랑스는 어떨까? 빈칸을 추측으로 채우려는 유혹을 피해야 한다. 여기서 검토한 연구만으로는 지하수 양수 때문에 도시 침하를 겪는 프랑스 도시를 확실히 특정할 수 없다. 지역 측정 없이 반대로 단정하면 정당한 질문을 인위적인 확신으로 바꾸게 된다.

유럽도 원칙적으로 안전한 것은 아니다. 물리적 메커니즘은 대륙이 아니라 양수와 지질에 달려 있다. 실제 영향을 받는 도시를 확인하려면 지하수 효과와 다른 지반 이동 원인을 구분할 수 있는 지역 관측이 필요하다.

진짜 해결책은 수도꼭지에서 시작된다

이 이야기는 우리가 도시를 생각하는 평소 방식을 흥미롭게 뒤집는다. 우리는 건물과 제방, 도로를 보며 도시가 보도 높이에서 끝나는 것처럼 생각한다. 그러나 도시 안정성의 일부는 때로 발밑 아주 깊은 곳에 있는 보이지 않는 자원에 달려 있다.

대수층 회복 경험이 제시하는 핵심은 하나의 방법이다. 금지하기 전에 의존도를 낮추고, 수원을 다양화하며, 취수를 통제하고, 조건이 허락하면 지하수 재충전을 촉진하는 것이다. 지역 지질이 결과를 크게 바꿀 수 있으므로 하나의 만능 처방은 아니다.

하지만 바로 그 점 때문에 오사카는 또 하나의 ‘운명적으로 가라앉는 도시’ 이야기보다 유용하다. 대수층에 가해지는 압력이 지속적으로 줄면 지반은 반응할 수 있다. 모든 곳에서 같지 않고, 원래 고도까지 돌아가지 않을 수도 있으며, 결코 즉각적이지도 않다. 그래도 방향은 바뀔 수 있다.

매년 몇 센티미터씩 가라앉는 도시는 인간이 손댈 수 없는 지질 현상처럼 보이기 쉽다. 하지만 많은 경우 원인은 매우 일상적인 결정과 연결된다. 우리가 쓰는 물은 어디에서 오는가? 거대한 제방보다 훨씬 덜 극적이지만, 바로 그 지점에서 해결책의 일부가 시작된다.