2011年1月のある晩、午後11時。年季の入ったDC-3機が旋回しながら、 ケーシー基地の上空を飛ぶ。南極の夕焼けの最後の黄金色の光が差している。沖合では、巨大な氷山の大群がピーターソン・バンク沿いの比較的浅い海域で立ち往生し、くすんだピンクの輝きと紫色の影が入り交じっている。
機内で計器を停止し、雪上への着陸の穏やかな衝撃と滑走音に備えて座席に体を固定し直す――これでまた一つ、任務をやり遂げた。
ICECAP （航空地球物理学的プロファイリングによる雪氷圏探査の国際協力）プロジェクト――米国、英国、オーストラリアの南極研究者による共同事業――は、変化を探るため東南極氷床の地図作成を進めてきた。数多くの飛行で、レーダー、レーザー、地磁気、重力の各種計器を使い、ケーシー基地から内陸に広がるニューサウスウェールズ州ほどの面積を調査した。これまでの飛行距離は、凍てついた大陸の広大な東部一帯で合計15万kmに及ぶ。
東南極も注意深く見守る必要があることが分かってきた。このプロジェクトにより、東南極氷床の底面を新たな視点で捉えられるようになり、将来の海面上昇について重大な懸念が生じている。近年の主な発見の一つは、 この地域で最大かつ最も重要な氷河の下の地形 が、私たちの想定よりも融解の影響を受けやすい可能性を示していることだ。
ICECAPプロジェクトに着手する前は、氷の下にある岩盤の地図には大きな空白があった。この地域には大陸でも特に厚く深い氷があり、厚さは4kmを超える。ここは、見つけにくい 「100万年分」の氷床コアを掘削する適地を探すにあたり、地図を作る必要がある場所だ。
一般に、調査で明らかになるのは安定した氷床の姿であり、気候温暖化がもたらす変化の影響は受けにくいと考えていた。 より脆弱な西南極のように。しかし、この見方は変わることになる。
融解する巨大氷河
衛星観測によって、ケーシーの拠点のすぐ隣にある異常箇所に注目するようになった。 トッテン氷河 は東南極最大の氷河だ。調査地域の大部分の水を集め、毎年700億立方メートルを超える水を南極海に流し込んでいる。この巨大氷河は、ロウ・ドームとして知られる大きな岩の障壁の背後で海岸に達する。
ケーシー基地はロウ・ドームの西側にあり、トッテン氷河は東側へ流れ出す。その過程で氷河は海面下2kmを超える深い谷を刻み、そこを通って氷が流れ出し、浮き始める。衛星測定によると、氷が浮き始めるこの地点のすぐ周辺でトッテン氷河は薄くなり、表面高度が年間約2m低下していた。何が起きているのかを理解するため、ICECAPの研究者たちはトッテン氷河の流出口の測定に取りかかった。
トッテン氷河は東南極の広大な地域の水を集めている。
著者提供
このプロジェクトの成果は、東南極の見方を大きく変えた。 この地域全体の氷の安定性に関する全体像だけでなく、トッテン氷河そのものの変化がもたらす影響についてもである。以前は、ケーシーから遠く内陸にある、地図作成が不十分な谷「 オーロラ盆地」を除けば、氷の大部分は海面よりかなり高い丘陵や山地に載っていると考えられていた。ところが、オーロラ盆地は 想定よりもはるかに深く、規模も大きいことが分かった。
さらに深刻なのは、この盆地が広範囲にわたって海面下にある地形を通じて海岸とつながっていることだ。この点で西南極に非常によく似ており、そこでは 緩やかだが不可逆的な氷の喪失 がすでに進行しているとの深刻な懸念がある。同様のパターンが東南極にも影響を及ぼす可能性は、新たに浮上したものだ。トッテン氷河の薄化が、東南極で氷の喪失が加速する同様の過程の前触れである可能性は、深い懸念を招く。
氷河と地形の基礎
物理的な状況を理解するには、氷河学の知識がいくらか必要だ。まず、トッテンのような流出氷河は、海に浮かぶ棚氷となって海に達する。棚氷は氷山を分離させ、比較的温かい海水中で融解もする。棚氷は両側で海岸に支えられており、トッテンのような場合には、氷山が分離する前面も非常に混み合っている。
これは、海へ流れる氷を遅らせる「瓶の栓」のように働く。しかし、棚氷が失われたり、氷山分離前面が後退したりすれば、その栓が抜けることがある。
第二の要因は、氷河が海面下にあり、内陸に向かって深くなる基盤の上に載っている場合に作用する。この状況では、氷が後退すると、流れの加速とさらなる後退が連鎖する過程が止められなくなり、基盤が再び上昇し始める地点に氷が達するまで続く。トッテン氷河の場合、深いオーロラ盆地まで後退すれば、今後数世紀にわたり融けた氷が十分な量放出され、 海面を少なくとも3.5m上昇させる ことになる。これは西南極全体がもたらし得る影響に匹敵する。
さらに、同僚たちと私は最近、 氷河前面の下から内陸へ延びる少なくとも2本の深い水路を確認した。これらは温かい海水が氷河の深部まで達する経路となる可能性があり、観測された薄化と表面高度の低下を説明できるかもしれない。空中レーダーと重力測定を使って水路を発見したが、次に本当に必要なのは海洋の直接測定だ。遠隔操作型の水中探査機や、航空機から投下するロボット式フロートを使い、トッテン氷河の下で実際に何が起きているのか調べる計画が検討されている。
地域の岩盤や海底空洞の地図をさらに改善すれば、観測結果を氷と海洋のコンピューターモデルによるシミュレーションと照合するうえでも役立つ。これは、東南極が将来経験すると予想される変化を予測するために不可欠となる。
ドローンや潜水艇はこうした測定に役立つが、まだ多くの作業が残っている。長年にわたり、年季の入った働き者のDC3機が東南極の調査で忙しく飛び続けることになるのは間違いない。
この記事は The Conversationとの協力のもと掲載されています。掲載は、世界経済フォーラムが見解を支持することを意味するものではありません。
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著者：タス・ヴァン・オメンは、オーストラリア南極局の気候・氷担当上級主任研究員です。
画像：2009年12月31日に撮影されたこの写真では、東南極コモンウェルス湾のデニソン岬でアデリーペンギンが氷の上を歩いている。REUTERS/Pauline Askin。
