探査が限られているため、研究者は南極についてほとんど知りません。
意外なことに、南極の地表下には広大な河川と湖のネットワークが広がっています。
科学者たちは、南極について、特に海面上昇について理解を深めるには、実験を行い、長期観測機器を設置することが重要だと考えています。
水は氷床の底を潤滑し、氷が海に向かって毎年数百メートルもの速さで滑るのを可能にしています。水が氷の下から現れると、大陸の縁に沿う氷床の浮遊部分である棚氷の下にある、冷たく塩分を含んだ空洞へと流れ込みます。
ここで水は混ざり合い、栄養分や堆積物を放出し、棚氷の下面を融かします。棚氷は支えとなり、氷床の流動を抑えています。
今後数世紀にわたってこうした過程がどのように進むかは、海面上昇を理解するうえで重要な要素です。残念ながら、ここは地球上で最も探査が進んでいない地域の一つでもあります。
私たちのアオテアロア・ニュージーランド南極科学プラットフォームのプロジェクトは、南極の氷底河川を直接調査する初めての取り組みであり、氷河下の河川が海へ流れ込む際に河口域を形成するという先行研究を裏付けています。ただし、その場所は南緯82.5度で、氷の下500m、外洋から約500kmの地点です。
氷底河川を探る
私たちのチームは、西南極氷床（WAIS）にあるカンブ氷流から戻ったばかりです。カンブは眠れる巨人です。
この巨大な氷の河川は、南極で急速に氷を失っている「終末」氷河、スウェイツ氷河とは、WAISを挟んだ反対側にあります。かつてカンブは速く流れていましたが、氷床底部の水の分布が変化したため、約160年前にその流れは止まりました。
現在、カンブ地域は海洋温暖化の影響を受けやすい状態にはありませんが、南極の他の地域で起きている氷の損失の多くを、現時点では相殺しています。カンブでの変化は、南極の氷床と海洋に大きな変化をもたらす前触れとなるでしょう。
課題の一つは、氷床が海水温の上昇などの外部変化に反応する一方で、氷底の河川や湖が「氾濫する」ときに起こる洪水など、予測が難しい内部変化にも反応することです。
現地への道のり
新型コロナウイルスのパンデミックは、各国の南極観測計画と、それを支える野外科学研究に大きな影響を及ぼしました。世界的な供給や貨物輸送の遅れにより、調査シーズンを迎えるまで、私たちのチームは綱渡りの状況に置かれました。
この夏、ニュージーランドは主要な南極観測基地であるスコット基地の再建に着手し、大規模なチームを遠隔地へ展開するため、雪上移動ルートの整備を進めています。カンブのチームは、この新たな能力の恩恵を受けた最初のチームの一つでした。ニュージーランドの常設基地から900km以上離れた場所で、数か月にわたりキャンプを運営しました。
南極の氷を掘削するには技術が要ります。実際には、再利用した温水で氷を融かしながら進みます。
現地に到着すると、チームは棚氷を500m掘り進み、直径0.4mの穴を2週間近く開いたままにすることができました。これにより、さまざまな科学プロジェクトのために、サンプルを採取し、観測データを集めることができました。
隠れた河川
約10年にわたる研究が実を結び、チームは地下にある細い河川の始まりに到達するため、掘削すべき正確な地点を突き止めました。これは当初の想定をさらに上回る成果でした。ボーリング孔の調査で、河川の高さは240mを超える一方、幅は200m未満と判明したのです。地表の氷の景観から推測されるよりも、はるかに幅の狭い目標でした。
ボーリング孔からの調査では、一地点しか観察できません。この制約を補うため、コーネル大学の同僚たちは海洋ロボット「Icefin」を投入し、氷の下の空間を調査しました。
チームの調査を今後もしばらく支える発見の一つは、おそらくヨコエビとみられる生物の密集した群れです。海底へカメラを降ろした際に見つけました。群れがあまりに密集していたため、最初は機器に異常があるのではないかと思いました。
チームが最後に行った作業は、氷の下に海洋係留系を設置することでした。これらの機器は今後数年間、海洋の状況を継続して報告します。
設置からわずか5日後、私たちはフンガ・トンガ＝フンガ・ハアパイ火山の噴火による津波を検知しました。
基礎的な観測に加え、こうした発見は長期観測機器の設置を強く後押しします。チームは今後数年間、洪水を含め、氷底河川の流れに変化がないか注意深く見守ります。
