南極大陸は下から溶けつつあり、科学者らは予想よりもひどい状況だと指摘

棚氷は氷河が浮遊してできた巨大な拡張物で、大量の氷が海に流れ込むのを遅らせるのに役立ちます。ノルウェーの科学者たちは、その減少を加速させる可能性のあるプロセスを特定しました。研究によると、これらの棚氷の下側に刻まれた長い水路が比較的温かい海水を閉じ込め、特定の地域での融解を増加させる可能性があるという。

この発見は南極をはるかに超えて懸念を引き起こしている。棚氷が薄くなり弱くなるにつれて、背後の氷河を止める能力の一部が失われます。これにより、さらに多くの陸氷が海に滑り込み、世界的な海面上昇が加速する可能性がある。

研究者らは、この種の不安定性はすでに南極の他の地域でも見られていると述べている。気候変動に関する政府間パネル（IPCC）は以前、極地の氷床の弱体化が海面予測における大きな不確実性であり、深刻な気候リスクであると特定していた。

南極の氷の下に隠された水路

研究は東南極のピンボリ山棚氷に焦点を当てた。科学者たちは、棚氷の下面の形状がその下の海水の循環に大きな影響を与えることを発見しました。

氷の下に深い水路が存在する場合、海流によって小さな流れのパターンが形成され、暖かい水がすぐに遠ざかってしまうのではなく、氷に閉じ込められたままになります。集中した温かさがその場所の溶けを飛躍的に高めます。

研究者らは、これらのチャネル内の融解が一部の地域では約1桁増加する可能性があることを発見した。言い換えれば、棚氷の構造自体が、熱がどこに集まるか、そしてそれがどの程度の損害を引き起こすかを決定するのに役立ちます。

「棚氷下部の形状は単なる受動的な特徴ではないことがわかりました。追加の融解が最も重要な場所に正確に海洋熱を積極的に閉じ込めることができます」と、ノルウェーのトロムソにあるiC3極地研究ハブの筆頭著者トーレ・ハッターマン氏は説明します。

フィンブリゼン棚氷は、一般に大陸の他の地域に比べて脆弱ではないと考えられている、より寒い地域である東南極にあります。

「ピンボリ山の棚氷の下では、たとえ少量の温かい水でも水路内の融解が大幅に増加する可能性があることがわかりました」とトール・ヘターマン氏は言う。 「その結果、水路が拡大し、最悪の場合、棚氷全体の安定性が弱まる可能性があります。」

この研究の共同主導者であるチン・ジョウ氏は、「驚くべきことは、棚氷の底部が掘削されると、より暖かい深層水のささやかな流入でも大きな影響を与える可能性があることだ。これは、科学者が通常冷たいと考えている棚氷の一部が予想よりも壊れやすい可能性があることを意味する」と付け加えた。

科学者たちは棚氷をどのように研究したか

このプロセスを研究するために、チームはピンボリサン棚氷の下側の非常に詳細な地図とその下の海洋空間の高解像度コンピューターモデルを組み合わせました。

研究者らは、より滑らかな棚氷の基礎と、より現実的な水路形成の両方を、冷涼な海洋条件とわずかに暖かい海洋条件でテストした。さまざまなシナリオを比較することで、海洋循環、混合、融解に対する水路の影響を分離することができました。

この研究には、この地域で収集された以前の現地観察も組み込まれています。研究者らによると、南極の棚氷の下に隠された小規模な特徴を理解するには、長期間の測定と高度なモデリングを組み合わせることが不可欠だという。ターマン自身も、調査遠征中に人生の何百日も南極の棚氷の作業に費やしました。

南極ではなぜ氷が早く溶けることが重要なのでしょうか?

科学者らは、チャネル内の融解が増加すると、危険なフィードバック効果が生じる可能性があると警告しています。水路が深くなり、広くなるにつれて、棚氷の一部が不均一に薄くなり、棚の全体的な構造の安定性が低下する可能性があります。

棚氷が十分に弱体化すると、背後の海に流れ込む氷河の速度を効果的に遅らせることができなくなる可能性があります。

「現在の気候モデルはこの影響を捉えていません」とソー・ターマン氏は警告する。 「これは、東南極の海岸線に沿った『冷たい』棚氷の、沿岸水域の小さな変化や温暖化に対する感受性を過小評価する危険性があることを意味する。このような変化はすでに観察されており、将来的にはさらに増加すると予想されている。」

研究者らは、この発見は気候と氷床のモデルを改善するためだけでなく、海面上昇の正確な予測に依存する世界中の海岸計画や適応の取り組みにとっても重要であると述べている。この変化は、雪解け水が南極海に浸透するため、海洋循環パターンや南極を取り囲む海洋生態系にも影響を与える可能性がある。

この研究「収穫された地形は南極の冷たい棚氷の融解感受性を増加させる」は、雑誌『Nature Communications』に掲載された。

この研究は、iC3 極地研究センターの Tore Hattermann と Akvaplan-niva の Qin Zhou (共同筆頭著者) によって主導されました。両科学者はノルウェー北極圏のトロムソに拠点を置いています。ターマンは、氷圏科学のための新技術の開発に重点を置いた iC3 研究グループの主任助手も務めています。