科学者たちは長年にわたり、西南極氷床が崩壊する可能性と、それが世界の海面上昇に及ぼす影響について懸念を抱いてきた。西南極の氷の多くは海面より低い位置にあり、海水温の上昇により、氷床の後退が制御不能に進む可能性がある。
この現象は「海洋氷床不安定化」と呼ばれ、すでにアムンゼン海地域の一部で観測されている。その地域では、海洋温暖化により、大陸縁辺を覆う浮氷棚の下で融解が進んでいる。これらの氷棚が薄くなるにつれて、陸上に乗る氷はより速く海へ流れ込み、海面を上昇させる。
これまでに最も急速な変化が見られたのはアムンゼン海地域であるが、実際には、西南極からロス氷棚を経由して流出する氷の量は、他のどの地域よりも多い。そのため、ロス海地域において、この氷床が気候変動にどのように反応するかは、将来の南極の海面上昇への寄与を左右する重要な要因となる。
過去の氷床後退の時期は、ロス海地域が海洋および大気の温度変化にどれほど敏感であるかを知る手がかりとなる。本日発表された当研究チームの研究では、ロス海において最後の氷河期以降の氷河後退の主な要因が海洋温暖化であったと論じている。これは、ロス氷棚が海洋の変化に非常に敏感であることを示唆している。
ロス海の歴史
最後の氷河期以降、氷床はロス海地域において1,000km以上後退した。これは南極大陸の他のどの地域よりも大きい。しかし、この後退に気候と海洋がどの程度寄与したのかについては、科学界の間でほとんど合意が得られていない。
ロス海における過去の氷床後退について、私たちが知っていることの多くは、トランスантаркティック山脈で見つかった岩石試料に基づいている。年代測定技術により、周囲の氷が後退した際にこれらの岩石がいつ地表に露出したのかを科学者が特定できる。これらの岩石試料は、最初に氷が後退した地点から遠く離れた場所で採取されたものであり、概ね次のような解釈に至っている。すなわち、氷床の後退は、最後の氷河期以降の大気および海洋温度の上昇よりもはるかに後の時期に、かつそれとは独立して起こったという解釈である。
しかし、堆積物の放射性炭素年代からは、ロス海においてより早い時期に後退が起きていたことが示唆されており、これは最後の氷河期以降に気候が温暖化し始めた時期とより整合的である。
モデルを用いた過去の理解
この地域が過去の変化にどれほど敏感であったかを調べるため、南極氷床の地域モデルを開発した。このモデルは、氷床の物理過程と、海洋および大気の温度変化に対する氷床の応答をシミュレーションすることで機能する。シミュレーション結果は、精度を確認するために地質学的記録と比較される。
主な研究結果として、最後の氷河期以降にロス海地域で起きた大規模な氷河後退の主な原因は、海洋と大気の温暖化であったことが明らかになった。ただし、氷床の変化に影響を与えるこの2つの要因の優位性は、時代とともに変化してきた。氷床後退の初期の時期には大気温度が影響を与えたが、その後はロス氷棚が下側から融解したことにより海洋温暖化が主な要因となり、これは現在アムンゼン海で観測されている状況と類似している。
このモデルはまた、過去の氷床挙動に関する不確実性の主要な領域も明らかにしている。堆積物や岩石試料、海洋観測データを得ることは、モデル化能力の向上に役立つだろう。ロス氷棚のサイプル海岸地域は、変化に特に敏感である氷棚の底部における融解速度の変化に対して特に敏感であるため、試料採取の重要な地域である。
将来への影響
過去に重要であった過程を理解することで、モデルを改善し検証することが可能となり、それによって将来の予測への信頼性が高まる。その歴史を通じて、ロス海の氷床は海洋および大気の温度変化に敏感であり続けてきた。現在、ロス氷棚の下における海洋温暖化が、下側からの融解を引き起こす可能性があることから、主な懸念事項となっている。
今後数十年にわたり、ロス氷棚の下で海水温がどのように変化するかを正確に判断することは、依然として課題である。これは海洋循環のパターンの変化に左右され、海氷、地表風、氷床からの融解水の間で複雑な相互作用とフィードバックが生じる。氷床からの融解水。
氷棚が海洋温暖化に敏感であることを踏まえると、海洋循環と氷床の力学の両方を正確に再現できる統合的なモデル化アプローチが必要である。しかし、計算コストは高い。
最終的に、南極海と南極氷床に関するこれらの統合的な予測は、海面上昇にさらされている都市や沿岸インフラのために、有意義な適応戦略を策定する上で、政策立案者や地域社会の助けとなるだろう。
