世界で最も遠隔地にあるフィヨルドの正確な地図は、将来の海面上昇を予測するうえで欠かせません。
これらのフィヨルドにおける海底の形状は、氷河からの融解水が海に流れ込む量に影響を与えることがあります。
また、より温かい海水がフィヨルドを通じて氷河に到達し、融解を加速させることもあります。
研究者らは最近、グリーンランドにある二つの遠隔地のフィヨルドの水深(深さ)を測量しました。
氷河が海とどのように相互作用するかを理解することは、巨大なジグソーパズルを組み立てることに似ています。グリーンランド北部の最も遠隔地にあるフィヨルドを訪れた複数の砕氷船による調査航海で、私と同僚たちは、海底の形状がそのパズルの重要なピースの一つであることを明らかにしてきました。
海底がなぜそれほど重要なのかを理解するには、氷河そのものと、それらを後退させたり消失させたりしている要因に目を向ける必要があります。グリーンランドや南極で海に達する大規模な氷河は、長期的には気候とおおむね歩調を合わせて質量のバランスを保っています。雪や雨が降ると氷が蓄積され、融解や氷山の分離(カービング)、すなわち氷塊が割れて最終的に海へと溶け去る過程によって氷を失います。
しかし過去数十年の間に、氷河は加速するペースで質量を失っており、より多くの氷山が海に分離し、比較的温かい海水によって底面からより多くの氷が融かされています。
将来どれだけの質量が失われるかを推定することは、氷河学における大きな課題としてしばしば挙げられます。なぜなら、それは将来の海面上昇の予測における大きな不確実性を構成しているからです。予測を精緻化するためには、より温かい海水がこれらの氷河に到達する地域を見つけ出すことが極めて重要です。
グリーンランドのほとんどの氷河は、氷河からの融解水の影響を強く受けて表層付近の水温が非常に低いフィヨルドへと流れ込んでいます。一部のフィヨルドでは、大西洋起源のより温かい水も流入しています。この水は塩分がより高く、そのため密度が大きいため、より深い層からフィヨルドに入ります。
海底の形状と水深(すなわち「バシメトリー」)によって、この温かい水が氷河に到達して融解を引き起こすかどうかが決まります。これらのフィヨルドは、氷河によって形成されるとともに海底を侵食してきたため、特に複雑な水深構造を持つことがあります。内側の部分は深さ1キロメートルに達することもありますが、入口にある浅い「海底堆(シル)」(侵食された物質が堆積して形成されたものや、硬い岩盤によるもの)が、流入する温かい水に対する防壁の役割を果たすことがあります。
そのため、これらのフィヨルドを測量することは、将来を評価するうえで最も重要な段階の一つです。これらのフィヨルドに流れ込む氷河の将来を評価するためには、これらの氷河の多くが世界で最も遠隔地の地域に流れ込んでいるため、言うは易く行うは難しいのが実情です。
アイルランドほどの大きさの氷河、マンハッタンほどの大きさの氷山
ペーターマン氷河は、グリーンランド氷床北部で最大の氷河であり、約74,000平方キロメートルの面積を流域としており、これはアイルランドの大きさに相当します。
ペーターマンは、グリーンランド周辺にある数少ない、浮氷舌を持つ氷河の一つです。この浮氷舌は、氷河が海底に接地している地点から数十キロメートルにわたって延びています。これらの氷舌は、海への氷の流出に対するブレーキの役割を果たし、質量損失を遅らせている可能性があります。
2010年、ペーターマンは巨大な氷塊が割れて分離したことで注目を集めました。その氷山はマンハッタン島の4倍の大きさに達しました。その2年後には、さらに大規模な分離が起きています。氷山の分離は自然の過程ですが、これらの異常に大規模な出来事は、大西洋からの温かい海水が氷舌を底面から融かしていたことによって、氷舌が薄くなり割れやすくなったことが影響していたと考えられています。
2015年、私と同僚たちはペーターマン・フィヨルドの海底全域を初めて測量しました。入口がなお非常に深く、443メートルであることがわかりました。これはエンパイア・ステート・ビルの高さに相当します。この深さは、温かく密度が高く塩分を多く含み、氷河を融かす大西洋の海水が流入するのに十分な深さです。
次に、ペーターマンを、その北東にあるライダー氷河と比較したいと考えました。ライダー氷河は、少なくとも1950年代以降安定しています。浅いフィヨルド入口が温かい水の流入を防ぐことで、氷河が現状を維持しているのでしょうか。
当時、ライダー氷河が流れ込むシェラード・オズボーン・フィヨルドには、どの船も入ったことがありませんでした。この海域の海氷は北極海全体で最も厚く、極めて過酷な条件にあるためです。そのため、海底については一切何もわかっていませんでした。ライダー氷河は、2019年に砕氷船オーデン号で行った次の調査航海の目標となりました。
温かい水から守られた氷河
エルズミア島とグリーンランドを隔てる狭い海峡の厚い氷のために、シェラード・オズボーン・フィヨルドに到達すること自体が困難でした。さらに、氷舌から分離した大きな氷山が漂い、ときには入口全体を塞いでしまうため、フィヨルドへの進入は本当に大きな挑戦でした。
このフィヨルドには、ライダー氷河の前面に顕著な浅いシルがあることがわかりました。このシルは、氷河を大西洋からの温かい海面下の水から守っており、それがペーターマンとは大きく異なる挙動を示してきた理由を説明するものと考えられます。
ペーターマン・フィヨルドとシェラード・オズボーン・フィヨルドの両方の水深データは、現在Seabed 2030プロジェクトに組み込まれています。このプロジェクトは、今世紀の10年代末までに世界の海底を完全に測量することを目指しています。海底と、そこに流れ込む氷河についての理解を深めることは、ひいては海洋、そして最終的には地球を持続可能な形で管理することに役立つでしょう。
北グリーンランドには、まだ全く測量されていない地域がさらに存在します。2024年には、砕氷船オーデン号によって、さらに北のビクトリア・フィヨルドへの次の調査航海を計画しています。そこではC.H.オステンフェルド氷河が流れ込んでいます。この氷河は最近、浮氷舌を失いました。大西洋の水がこのフィヨルドに到達するかどうかは、まだ見極める必要があります。
