1963年に採取された凍結土壌サンプルは、変化する気候が地球に与える影響を理解する助けとなる可能性がある。
このサンプルは、グリーンランドの氷河の1マイル下から採取された。
新たな手法により、氷床が過去5万年以内に地表まで融解していたことが明らかになった。
1963年、北グリーンランドにある秘密裏の米軍基地内で、科学者チームが 掘削を開始し グリーンランド氷床を貫いて掘り進んだ。一片ずつ、直径4インチ、長さほぼ1マイルの氷のコアを採取した。最後に、彼らは別のものも引き上げた。12フィートの凍結土壌である。
氷は地球の気候史を物語っていた。凍結土壌は調査された後、脇に置かれ、そして忘れ去られた。
半世紀後、科学者たちはデンマークの冷凍庫でその土壌を再発見した。今、その秘密が明らかになりつつある。
コアが掘削された1960年代には想像もできなかった実験室技術を用いて、私たちと国際的な科学者チームは、グリーンランドの巨大な氷床がその場所で過去100万年以内に地表まで融解していたことを示すことができた。放射性炭素年代測定によれば、それは5万年以上前に起きたことになる。最も可能性が高いのは、気候が温暖で海面が高かった時期、おそらく40万年前に起きたことである。
さらに、それだけではなかった。顕微鏡下で土壌を調べると、ツンドラ生態系の痕跡、すなわち小枝、葉、コケを発見して驚いた。私たちは、この地域が最後に氷に覆われていなかった時期の北グリーンランドを見ていたのだ。私たちの査読付き研究は3月15日、『米国科学アカデミー紀要』に掲載された。
氷床がなければ、太陽の光によって土壌は十分に温められ、ツンドラの植生が景観全体を覆っていただろう。世界中の海は10フィート以上高くなっていただろうし、20フィートにさえなっていたかもしれない。現在ボストン、ロンドン、上海が位置する土地は、海の波の下にあっただろう。
これらすべては、人類が地球の気候を温暖化させ始める前に起きたことである。 当時の大気中の二酸化炭素濃度は、今日よりはるかに少なく、上昇速度も今ほど速くはなかった。氷のコアとその下の土壌は、過去の温暖な時期にグリーンランド氷床がどれほど耐久性があったか、そして気候が温暖化するにつれてどれほど速く再び融解する可能性があるかを理解するための、いわばロゼッタ・ストーンである。
秘密の軍事基地とデンマークの冷凍庫
氷のコアの物語は、冷戦期に「プロジェクト・アイスワーム」と名付けられた軍事作戦から始まる。1959年頃から、米陸軍は数百人の兵士、重機、さらには原子炉までをグリーンランド北西部の氷床の上を運び、氷の中にトンネルの基地を掘った。彼らはそれを「キャンプ・センチュリー」と呼んだ。
それは、ソ連から核兵器を隠すための秘密計画の一部であった。一般には、北極圏の研究施設として知られていた。ウォルター・クロンカイトもこの施設を訪れ、報告書を提出した。
キャンプ・センチュリーは長くは続かなかった。雪と氷が徐々に地下のトンネル内の建物を押し潰し始め、1966年に軍は施設の放棄を余儀なくされた。しかし、その短い存続期間中に、科学者たちは氷のコアを採取し、グリーンランドの気候史の分析を開始することができた。氷は年々積み重なるにつれて、火山灰の層や時間の経過に伴う降水量の変化を閉じ込め、過去の大気組成を明らかにする気泡を閉じ込める。
当初の科学者の一人である氷河学者チェスター・ラングウェイは、数年間にわたりバッファロー大学でコアと土壌サンプルを凍結保存し、その後1990年代にそれらをデンマークの保管庫に送った。そこで土壌はすぐに忘れ去られた。
数年前、デンマークの同僚たちは、色あせたラベルの貼られたガラス製クッキー瓶の箱の中に土壌サンプルを発見した。ラベルには「Camp Century Sub-Ice」とあった。
顕微鏡で見た驚き
2019年7月の暑い日、2つの土壌サンプルが、私たちのバーモント大学の研究室に凍結した状態で届いた。私たちは、わずかな数オンスの貴重な凍った泥と砂を、さまざまな分析のために分割するという骨の折れる作業を始めた。
まず、土壌が永遠に失われる前にその層構造を撮影した。次に、小さな破片を削り取り、顕微鏡で調べた。残りは溶かし、古代の水を保存した。
そして最大の驚きが訪れた。土壌を洗っている最中、すすぎ水の中に浮遊する何かを見つけた。ポールがピペットとろ紙を手に取り、ドリューがピンセットを手に取り、顕微鏡の電源を入れた。接眼レンズをのぞき込んだとき、私たちは本当に驚いた。
そこに見えたのは、葉、小枝、そしてコケだった。これは単なる土壌ではなかった。グリーンランドの自然の深い冷凍庫の中で完璧に保存された古代の生態系であった。
100万年前のコケの年代測定
これらの植物はどれくらい古いのか？
過去100万年の間、地球の気候は、比較的短い温暖期、一般的に約1万年続く間氷期によって断続的に中断されてきた。この時期には極域の氷が少なく、海面が高かった。グリーンランドの氷床は、完新世（過去1万2000年間の現在の間氷期）を含む人類の歴史全体を通じて、また過去100万年の間氷期の大半を通じて存続した。
しかし、私たちの研究によると、これらの間氷期の少なくとも一つは、グリーンランド氷床の大部分を融解させ、北西グリーンランドにツンドラ生態系が出現するのに十分な温度と期間があったことが示されている。
私たちは土壌と植物の年代を特定するために2つの手法を用いた。まず、クリーンルーム化学と粒子加速器を用いて、地球を照射する自然放射線にさらされた際に岩石や堆積物中に形成される原子を数えた。次に、同僚が砂粒から放出される光を測定する超高感度の手法を用いて、それらが最後に日光にさらされた時期を特定した。
100万年という時間枠は重要である。 中央グリーンランドから採取された別の氷のコア、GISP2に関する以前の研究は、1990年代に、同地点でも過去100万年以内に氷が存在しなかったこと、おそらく約40万年前であったことを示した。
急速な気候変動に直面する世界への教訓
グリーンランド氷床が失われることは、今日の人類にとって壊滅的な結果をもたらすだろう。融解した氷は海面を20フィート以上押し上げることになる。それは世界中の海岸線を描き直すことになるだろう。
世界人口の約40%は、海岸から60マイル以内に住んでおり、6億人は海抜30フィート以内に住んでいる。温暖化が続けば、グリーンランドと南極の氷の融解によって、より多くの水が海洋に流れ込むだろう。地域社会は移住を余儀なくされ、気候難民はより一般的になり、高額なインフラは放棄されるだろう。すでに、海面上昇は沿岸の嵐による洪水を増幅させ、毎年数千億ドルもの被害を引き起こしている。
キャンプ・センチュリーの物語は、近代史における二つの重大な瞬間にまたがっている。核戦争という存亡の危機に対応して建設された北極圏の軍事基地は、思いがけず、氷のコアから別の脅威、すなわち人為的な気候変動による海面上昇の脅威を発見するきっかけとなった。現在、その遺産は、科学者が地球の変化する気候にどのように対応しているかを理解する助けとなっている。
