南極の夏には、大陸の氷床の縁に沿って数千もの幻想的な青い湖が形成されます。気温の上昇により雪や氷が融け、表面のくぼ地に集まるためです。私の同僚であるダーラム大学の研究者たちは、最近、衛星を用いて6万5千以上のこれらの湖を記録しました。
季節的な融解水湖は数十年にわたり大陸に形成されてきましたが、東南極の沿岸地域でこれほど多くの湖が記録されたことはこれまでありませんでした。このことは、世界最大の氷床の一部が、従来考えられていたよりも温暖化する気候の影響を受けやすい可能性があることを意味しています。
湖が棚氷に与える影響
南極大陸の大部分は、しばしば超高層ビルほどの高さがある浮遊する氷の台地に囲まれています。これらは「棚氷」と呼ばれます。過去にこれらの棚氷の一部が崩壊した際には、その直前に湖のネットワークが拡大し、やがて突然消失する様子が衛星によって記録されています。例えば、数百の湖が消失しました ラーセンB棚氷が壊滅的に崩壊する数週間前のことです。2002年には、わずか2か月で3,250平方キロメートルの氷が崩壊しました。
崩壊は、これらの湖からの水が割れ目を満たし、くさびのように作用して割れ目を広げ、亀裂のネットワークを引き起こしたことによる可能性があります。湖の重みにより棚氷の表面が撓むこともあり、それがさらなる亀裂につながり、棚氷が不安定になって崩壊する一因になったと考えられています。
棚氷は、内陸の巨大な氷の塊を支える扉止めのような役割を果たしています。棚氷が失われると、棚氷に流れ込む氷河は堰き止められなくなり、より速く海へ流れ込むため、海面上昇の一因となります。
氷床表面の融解
科学者たちは、南極の氷床上に湖が形成されることをすでに知っていました。しかし、最新の研究は「Scientific Reports」に掲載されたもので、従来考えられていたよりもはるかに多くの湖が形成されており、氷床の新たな地域や、さらに内陸部や標高の高い場所にも存在することを示しています。
寒冷で人里離れた環境のため、南極の湖を現地で測定・監視することは実務上困難です。そのため、私たちはこれらのことのほとんどを衛星画像のおかげで把握しています。今回の研究で使用された衛星の一つは、欧州宇宙機関の「現地で」Sentinel-2」でした。この衛星は5日ごとに地球表面の全域を観測でき、10メートルほどの小さな地形も検出できます。
私の同僚は、2017年1月に撮影された東南極氷床の衛星画像を分析しました。画像全体で、500万平方キロメートル（英国の面積の20倍以上）を覆っていました。
水は氷と比べて特定の波長を非常に強く反射するため、画像内のピクセルを「水」または「非水」に分類することで、これらの画像から湖を検出できます。これらの画像から、湖がいつ形成されるか、その成長と排水、そして規模と深さが時間とともにどのように変化するかを特定できます。これまでに検出された最大の湖は、長さがほぼ30キロメートルで、オリンピック規格のプール4万個を満たすのに十分な水量があると推定されています。
懸念材料か？
温暖化する世界において、科学者たちはこれらの湖に特に関心を寄せています。将来的に棚氷や氷床の不安定化を助長する可能性があるためです。
スポンジのように、棚氷に融解水が飽和するほど、棚氷が吸収できる水は少なくなり、その結果、より多くの水が湖として表面に溜まります。表面の湖が増えるほど、水が排出されて割れ目を満たし、撓みや亀裂を引き起こす可能性が高まります。こうしたことが起きれば、他の棚氷が、南極大陸の周囲でラーセンBのように崩壊し始める可能性があります。海に突き出した氷舌を伴う氷河も脆弱である可能性があります。
一方、グリーンランドでは、科学者たちが湖全体がわずか数日以内に排水される様子を観測しています。融解水は「ムーリン」と呼ばれる氷床の垂直の竪穴を流れ落ちます。融解水によって潤滑された温かく湿った基盤により、氷はより速く滑り、海へより速く流れ込みます。
南極でも同様のことが起きているのでしょうか。衛星画像で湖が消失していることから、このような形で排水されている可能性が示唆されますが、科学者たちはまだこれを直接観測できていません。大陸がどれほどの氷を失う可能性があり、世界的な海面上昇にどれほど寄与しうるかを理解するためには、これらの表面の融解水湖がどのように振る舞うかを理解しなければなりません。魅力的である一方で、南極の将来的な不安定化の前兆となる可能性もあります。
