인도북부 사막에서 자라고있는 인공 빙하존재이유. 지구온난화로 물부족한 농부들을 돕기위한 젊은 엔지니어가.

얼음 스투파 - 젊은 발명가의 아이디어

세계의 지붕격인 "희말라야 산맥"의 남부 끝쪽에 자리한  인도의 북부의 Ladakh지방에서는 농부들이 물이 필요한 여름철에는 가뭄으로, 필요없는 다른 계절에는 넘쳐나는 물때문에 고충을 많이 겪고 있는데, 이를 해결하고져 하는 젊은 Engineer의 활동이 유난히 돋보이는 노력이 세계 언론의 주목을 받고있다.

2014년도에 그지방의 엔지니어, Sonam Wangchuk씨는 Ladakh지방에 물난리가 연례행사처럼 찾아와 이를 해결하기위한 방법을 제시 했다.  현재 기후 온난화로 자연적으로 생성되여있던 빙하가 매년 줄어들고 있어요.  그때문에 이른 봄철에는 물공급이 자꾸 줄어들고 있고, 거꾸로 뜨거운 여름철에는 홍수같은 물이 넘쳐 흘러, 그것이 바로 빙하의 더 빨리 녹아 내린다는 뜻이지요.

Wangchuk씨는 이런 문제를 해결하기위한 간단한 아이디어를 품고있었다.  추운 몇개월동안 쌓여있던 얼음과 눈이 녹아 흘러내린 물을 수집하여 부족한 자연속에서 균형을 마추면 될것 같다는 발상이었다. 보통때는 이러한 물은 전부 흘러 보내던 물을 봄철까지 보존해서 농부들이 필요한때에 다시 사용케 한다는 발상이다.

"내가 예전에는 5월달에 다리밑에서 떠내려가는 얼음을 보았었다. 떠내려가는 얼음은 주위온도와는 상관없이 햇볕이 내리쬐여 얼음이 녹아 흘러간다는것을 이해하게 된다."라고 그는 CNN에 설명해줬다.

"나는 얼음은 고도가 낯은 곳에서도 오랜시간동안 그모습을 유지할수 있다는것을 알게됐다."

그는 아시아 전역을 통해서 쉽게 볼수있는 전통적이고 성스러운 모뉴멘트같은 것을 본받아 이름을 부친 전형적인, 2층높이의 얼음콘인, '얼음 스투파'를 만들었다.

                 A traditional stone stupa in the Phyang valley in Ladakh.

인도의 최북단에 있는 빙하로 덮힌 Desert가 펼쳐져 있는데  그형상은 모두를 놀라게하는 파노라마처럼 보인다. 이지역은 소낙비는 일년내내 거의 없고, 기온의 차이는 엄청나게 폭이 크다. 이지방사람들(The locals say)의 설명에 따르면, 한인간이 태양이 작열하는 Desert위에 좌를 틀고 양발은 태양에 가려진채 앉아 있으면 머리는 일사병에 결리고, 동시에 양발은 동상에 걸린다고 전한다.
 

그곳은 Ladakh지역으로 일명 '높이 솟아있는땅으로 들어가는곳'으로도 알려지고 있는 곳인데, 세계의 지붕인 Himalaya와 Kulun 지역 사이에 끼어있는 일종의 샌드위치 같은 형상의 지역이다. 일년내내 비는거의 쏟아지지 않는 곳이기도하다. 이곳의 농장에, 우리 몸속의 피를 공급해주는 혈관처럼, 물을 공급하는 수로는 없어서는 안되는 생명줄과 같은데, 이물의 대부분이 눈과 얼음이 녹아내린 것이다.

그러나 기후온난화의 변화로 이곳 지역은 더 물의 부족을 많이 겪는 고통이 뒤따른다(even drier). 이로 인해 이지역에서, 불볕같은 햇살아래 빙하가 녹아 흘러 내리기 전까지인, 농사철의 절정인 4월과 5월에는 물부족으로 농부들의 애간장을 다 태운다. 다행스럽게도 한 중년쯤 된 엔지니어의 연구로 이문제가 해결될것 같은데 성공할까? 바로 더 많은 빙하를 발생하게 하는 방식을 채택하는 공법이다.

Ladakh지역에 있는 '아이스 스투파'인 인공 빙하는 파이프, 물압력을 이용해서 만든것이다. 또한 이지역에서 발생하는 기후변화에 대항하여 노력하는 농부들을 도울수도 있는 것이다.

그런데 왜 하필이면 꽂갈모양의 역삼각형 모습일까?

 얼음 스투파는 전기나 펌프를 전연 이용하지 않고, 자연적으로 발생하는 자연물리학의 원리를 이용한다. " 이스투파에 필요한것은 흘러내리는물줄기와 위로 솟아오르는물줄기 그리고 가파른 언덕을 오르는 원리를 이용하는 것이다."라고 Wangchuk씨는 설명이다.

첫번째로 지하에 파이프를 설치하여 흐르는 물과 얼음 스투파가 필요한 지역을 연결하는 것이다. 그 거리는 보통 옆동네까지의 거리다.  높은 곳의 물이 보통 60미터 정도 또는 그이상 흘러 쏟아지게 한다. 

왜냐면 액체의 움직임은 위에서 아래로 흘러 내려 수위를 똑같게 할려는 특성이 있기에, 60미터 이상의 높은 곳에 있는 물이 흘러 아랫쪽에 있는 파이프쪽으로 흘러가면서 수분을 만들어 그주위에 뿌려지게 하면서 물웅덩이 같은것을 만들어 준다는 원리인것이다.

빙점이하의 차거운 공기가 즉각 크리스탈같은 맑은 물방울을 생성하게 하여 그밑쪽으로 떨어져, 얼음 cone을 형성하게 하는 원리다.

"꽂갈모양의 콘은 얼음을 매우 쉽게 형성한다. 왜냐면 빙점이하의 크리스탈형상의 물방울은 밑으로 떨어지면서 쌓이면 Cone모양으로 형성되는데, 이는 마치 지붕끝에 매달리는 고드름이 형성되는 과정을 연상하면 쉽게 이해할수 있을 것이다."라고 Wangchuk씨는 설명한다.
그러나 그렇게 형성된 콘은 더욱 이상적이다. "왜냐면 콘형상은  외부면적이 햇볕에 최소로 노출되기에 그안에  품고있는 물의 양을 유지하는데 최적인 셈이다.

콘형상의 스투파는 그안에 있는 얼음이 녹아내리는 속도를 느리게 하기 때문이다. 통상적으로 20피트 높이의 얼음 콘은 그안에 약 150,000리터의 물을 저장하여, 다음해 농사철에 필요한 물을 수로를 이용하여 공급하게 되는 5월 중순까지 유지할수 있다는 것이다. 보통 3월말쯤이면 그주위에 있었던 얼음들은 이미 다 녹아서 사라진다.

계속 읽어 보자.

Last ice standing

The revolutionary aspect of the ice stupa is that it works even at low altitude and in very warm temperatures.

It's not the first type of artificial glacier in the area, but previous endeavors were only attempted above 13,000 feet (or 4,000 meters) by freezing waters in large canals which required shade and a lot of maintenance, and were located too far away from the fields to be practical.

Instead, the conical shape of the ice stupa can withstand even direct sunlight and it can sit right where the water is required.

However, they are not maintenance-free: "Currently they need a lot of manual intervention: the fountains can freeze when the pipes ice up, things like that," says Wangchuk. 

He hopes that soon, by refining the technology, the stupas will become more reliable. That's why he's going to start testing in Peru this summer, taking advantage of an extra winter in the southern hemisphere.

"We are at a stage similar to motor cars in the 1950s, when drivers had to often open the bonnet and fix things. Nowadays the driver doesn't even know what's inside the bonnet, we are moving towards that," he says.

"In the meantime, we can grow trees where trees would never grow because the land was too dry."

                   The conical shape exposes less surface to the sun, which slows down the melting process.

A crowdfunding effort

How much does it cost to build an ice stupa?

Because of the piping infrastructure required, the initial investment can be steep. Wangchuck estimated he would need around $125,000 to build his first full-scale version, which could reach 80 feet in height and provide irrigation to about 10 hectares of land: "It was too radical for any government to support, but I knew the people of the world would back it," he says.

He decided to crowdfund the project, asking people for contributions through Indiegogo, a popular crowdfunding platform. The campaign was successful and piqued the interest of the local institutions: "Now that the idea has been proven, the Ladhaki government is incorporating it its development plans."

The ice stupa also netted Wangchuk a Rolex Award for Enterprise in 2016, which carried a 100,000 Swiss Franc prize (around $105,000).

But Wangchuk also dreams of turning the stupas into tourist attractions, by building ice bars and ice hotels inside them: "It will be an exclusive experience for people who are willing to pay for it, and the money will support the water for the farmers eliminating the shortage in the spring, which is what every farmer fears," he says. 

This might sound a bit like mixing the sacred and the profane, but Wangchuk thinks the ice stupa itself is a bridge between different cultures.

"We wanted to integrate traditional practices and beliefs with innovative technology, because climate change cannot be handled by engineering alone," he says.

"We have to join forces."

Mechanical engineer Sonam Wangchuk, the inventor of the ice stupa, pictured here with the natural materials, like bushes, that he uses as catalysts to start the ice formation.

http://edition.cnn.com/style/article/ice-stupa-sonam-wangchuk/index.html