独特の脆弱性を持つ西南極氷床には、世界の海面を 5 メートル上昇させるのに十分な水が蓄えられています。しかし、それがいつ起こるのか、そしてどれくらいの速さで起こるのかは全く決まっていません。
はじめに
2014年5月、NASAは記者会見で、西南極氷床の一部が不可逆的な後退点に達したようだと発表した。厚さ2キロメートルの氷床の周囲で海に向かって流れる氷河は、降雪が補充されるよりも早く氷を失い、氷河の端が内陸へと後退していた。これにより、問題は西南極の氷床が消滅するかどうかではなく、いつ消滅するかということでした。これらの氷河が消滅すると、海面は 1 メートル以上上昇し、現在 2 億 3,000 万人が住んでいる土地が浸水します。そしてそれは、氷床全体が崩壊する前の最初の行為にすぎず、海面が 5 メートル上昇し、世界の海岸線が塗り替えられる可能性があります。
当時、科学者たちは、これらの氷河の消失は何世紀にもわたって進行すると考えていました。しかし、2016 年に自然における衝撃的な研究が発表されました。 崩壊する氷崖が暴走プロセスの後退を引き起こし、タイムラインを劇的に早める可能性があると結論付けた。気候変動に関する政府間パネル（IPCC）はこれに注目し、新たな厳粛な最悪のシナリオを確立した。2100年までに、南極大陸、グリーンランド、山岳氷河からの融解水と海水の熱膨張が重なり、世界の海面は2メートル以上上昇する可能性がある。そしてそれはほんの始まりにすぎません。このまま温室効果ガスの排出が続けば、海面は 2300 年までに 15 メートルという驚異的な高さになるでしょう。
しかし、すべての科学者がこの暴走シナリオに納得しているわけではありません。このため、西南極の巨大な氷河が消滅するまでの期間をめぐって緊張が生じている。彼らの後退が何世紀にもわたって展開すれば、人類には適応する時間が与えられるかもしれない。しかし、物議を醸す暴走プロセスを通じて今後数十年以内に急速な不安定化が始まった場合、その影響は私たちの対応能力を上回る可能性があります。科学者たちは、ニューヨーク市、ニューオーリンズ、マイアミ、ヒューストンなどの主要な人口密集地では準備が整っていない可能性があると警告しています。
「私たちはこれを完全に排除したわけではありません」と、暴走過程の可能性を研究で裏付けるマニトバ大学の氷河学者カレン・アリー氏は語った。 「しかし、それがすぐに起こると言うつもりはありません。また、それが起こり得ないと言うつもりもありません。」
何千年もの間、人類は海岸沿いで繁栄してきましたが、私たちが地質学的吸虫、つまり低海の異常な期間に住んでいることに気づいていませんでした。海は戻りますが、どれくらい早くなるでしょうか?科学は、氷床がどのように後退するかについて、そしてそれによって私たちの港、家、そして海岸近くに住む何十億もの人々の将来について何を語っているのでしょうか?
海沿いにある
1978年、全裸でフィールドワークを行ったとされるオハイオ州立大学の風変わりな氷河学者ジョン・マーサーは、地球温暖化が西南極の氷床を脅かすと最初に予測した一人だった。彼は、氷床と海との独特の不安定な関係に基づいて理論を立てました。
アラスカとテキサスを合わせたよりも大きい西南極大陸は、山頂があごまで氷に埋もれている南極横断山脈によって大陸の東半分から分断されています。ほとんどの氷が水面より高い土地にある東南極（およびグリーンランド）とは異なり、西南極では氷床が海面下の深くお椀型の窪地に沈着しており、その縁には海水がたまっています。このため、西南極の氷床は最も崩壊しやすいものとなっています。
山盛りの氷のドームである氷床は、触手のような氷河を通って自重で外側に流れます。しかし、氷河は海岸線にとどまりません。その代わりに、厚さ数百メートルの巨大な氷の浮遊板が海の上に広がっています。これらの「棚氷」は、抗力によって繋がれ、水中の隆起や尾根と接触して、巨大ないかだのように浮かんでいます。彼らは、海に向かう容赦ない引力に対して氷河を支えています。
マーク・ベラン/クアンタ・ マガジン
氷床の脆弱性の重要な最前線は、氷が海底に静止している状態から棚氷として浮遊する状態に移行する「接地線」です。比較的暖かい海が保護棚の下に進むと、保護棚が下から薄くなり、接地線が内陸に移動します。浮いている棚が砕け散ってしまいます。上流の氷河は支えの支えを失って、より速く海に向かって流れている。その間、海水は、大陸のボウル状の中心に向かって内側に傾斜する岩盤の上にある厚い氷に向かって進軍するかのように侵入します。
ノーサンブリア大学の氷河学者ヒルマー・グズムンドソン氏は、「ここには非常に深刻なメッセージがある」と述べた。海洋氷床不安定と呼ばれる過程で、接地線がますます厚くなる氷に向かって内陸に進んでいるため、「世界の海面は非常に急激に上昇し、それは非常に急速に起こるだろう。」
2002 年、科学者たちはそのプロセスがどのように展開するかをライブビューで確認しました。南極半島沖にある、ロードアイランド州ほどの大きさの浮遊塊であるラーセン B 棚氷が、わずか 1 か月あまりで崩壊し、科学者らを驚かせた。表面に溜まった融解水によって亀裂が強制的に開かれ、これは水圧破砕と呼ばれるプロセスであり、その背後にある氷河にとって唯一の障壁である棚が砕け散った。氷河は最大8倍の速さで海に向かって流れ始めた。そのうちの 1 つであるクレーン氷河は、2003 年にわたる一連の崩壊で崖の端を失い、急速に縮小しました。スウェイツ島やパイン島など、西南極の海岸にあるはるかに大きな氷河でも同様のことが起こったらどうなるでしょうか?
2002 年、科学者たちはラーセン B の棚氷がわずか 1 か月強で崩壊するのを驚きの目で見守りました。この一連の NASA 衛星画像の冒頭では、棚氷の破壊に寄与した融解水のプールが青い平行線として見えています。棚はすぐに崩壊して、スラッシュと氷山の青みがかった混ざった状態になった。この氷の破片原は翌年の夏に大部分が溶け、海流とともに漂流し始めました。
NASA 地球観測所
その後数年間、古代の海岸線の研究により、地球システムの驚くべき感度が明らかになりました。現在よりほんのわずかに暖かかった時代には、現在の海面より 6 ～ 9 メートル高い海があったようです。
これに応えて、氷河学者のロバート・デコントとデビッド・ポラードは、氷床崩壊に関する大胆な新しい理論を開発しました。彼らは、ラーセン B の崩壊とグリーンランドの氷河の崩壊に基づいてコンピューター シミュレーションを作成しました。このシミュレーションは、地質学的過去にも合わせて調整されており、古代の海面から導き出された予想と一致する将来の融解を予測しています。
彼らの2016年の研究は、ほぼ想像を絶するほど急速な氷の喪失と海面上昇のシナリオを概説した。海洋氷崖不安定性（MICI）と呼ばれるプロセスでは、氷河の端にある90メートルを超える高さの崖が不安定になって崩壊し、連鎖反応でますます分厚い氷が露出し、後退が加速します。このモデルは、グリーンランド、山岳氷河、または熱膨張が加わる前の南極大陸の氷だけでも、2100 年までに海面を 1 メートル以上上昇させる可能性があることを示唆しています。
シミュレーションに追加の要素を組み込んだ2021年の最新版で、デコントらはその推定値を大幅に下方修正し、高排出シナリオの下では今世紀末までに海面上昇は40センチメートル未満になると予測した。しかし、数値が変化しても、デコント氏は依然として MICI の概念に確信を持っています。 「それは、否定できない超基本的な物理的原理と氷河学的原理に基づいています」と彼は言いました。
撤退を遅らせるためのメカニズム
2016年の研究の後、科学界はそびえ立つ氷崖が本当に暴走崩壊する可能性があるかどうかの実験に着手した。すぐに多くの人が疑問の理由を見つけました。
基本的な物理学に異論を唱える人はほとんどいない。ラーセン B のような棚氷が急速に崩壊し、背後の氷河に十分な高さの崖が露出した場合、それらの崖は確かに自重で曲がるだろう。 「超高層ビルがこれほど高いのには理由があります」とミシガン大学の氷河学者で破壊力学の専門家であるジェレミー・バシス氏は言う。しかし、批評家たちは、暴走する崖の崩壊は自然界では見られておらず、そうしないのには十分な理由があるのではないかと主張しています。
「確かに、高い崖が露出すると氷は壊れますが、安定させる要因が 2 つあります」と、これらの要因を特定した 2024 年の研究を主導したダートマス大学の氷河学者マシュー・モリゲム氏は言う。まず、新たに露出した氷河の崖が崩れると、背後の氷が伸びて薄くなります。これが起こると、急速に「氷の崖は高い崖ではなくなるだろう」とモーリゲム氏は言う。第 2 に、流れる氷河がより多くの氷を前方に運び、割れた氷を置き換えることで、崖の内陸部の後退が遅くなり、崖が崩れる連鎖反応が起こりにくくなります。
西南極のスウェイツ氷棚は、西南極氷床の大部分を流出させるスウェイツ氷河の浮遊延長部です。棚氷は、下の暖かい海水によって溶けるために薄くなってきています。
NASA
MICIのシナリオに異議を唱える別の研究では、砕氷によってメランジ、つまり氷山と海氷が高密度でごちゃ混ぜになったスラリーを形成する傾向があることが指摘されている。この凍ったスラリーは擁壁として機能し、少なくとも一時的に崖を崩壊から安定させます。
氷の下の岩盤も重要な役割を果たしている可能性があります。インペリアル・カレッジ・ロンドンの地球力学者フレデリック・リチャーズ氏は、「固体の地球は、海面変動の理解に、私たちが予想していた以上に大きな影響を与えている」と語る。科学者たちは、氷河が溶けると、重みから解放されたマットレスのように土地が反発することを長い間認識していました。しかし、この回復は数世紀にわたって問題にするには遅すぎるとしてほとんど無視されてきました。現在、高精度 GPS やその他の地球物理データにより、リバウンドが数十年、場合によっては数年にわたって発生していることが明らかになりました。
それが良いか悪いかは、氷がどれだけ早く後退するかによって決まります。ある程度のクリップで進むと、岩盤が氷を持ち上げて、そこに巻き付く水の量を減らします。しかし、暴走した崖の崩壊などによって後退が急速に起こった場合、地球は追いつくことができません。 2024年の研究では、岩盤は依然として隆起しているが、そのシナリオでは雪解け水が海に押し出されることが示された。 「実際には海面上昇はさらに進んでいます」とリチャーズ氏は言う。 「あなたはこの水をすべて西南極の下のボウルから押し出し、地球全体の海洋システムに押し込んでいます。」
地球の落ち着きのなさは、古代の海面上昇のモデルにも影響を与えます。 2023年の研究で、リチャーズらはオーストラリアの300万年前の鮮新世の海岸線が地球のマントルのゆっくりとした隆起とため息に乗っていて、その垂直運動を考慮すると古代の海面の推定値が低くなる結果となったことを発見した。リチャーズ氏によれば、改訂された記録はより保守的な氷退却モデルによりよく適合するため、これは重要だという。 「ちょっと待ってください、皆さん」と彼は言った。 「私たちは少し注意する必要があります。[古代の] 海面の推定値は過大評価である可能性があり、したがって私たちは氷床の影響を過大評価している可能性があります。」
デコント氏は、ラーセンBの崩壊とグリーンランドのヤコブスハウン氷河の崩壊を反対の証拠として指摘している。ラーセンB氏がクレーン氷河を押しとどめることをやめると、氷河が氷を補充するよりも早く氷が剥がれ始めた、と彼は言う。これは「骨折が流動を上回る可能性があることを示す強力な証拠」です。
過去から未来へ
コロラド大学ボルダー校の氷河学者テッド・スカンボス氏は、「私がキャリアを始めたとき、問題は南極大陸が成長しているのか縮小しているのかということでした」と語った。 IPCC は、気温の上昇により降雪が増加し、融解が相殺されるという論理に基づいて、氷床は 21 世紀を通じて比較的安定した状態を維持すると長らく主張していました。
その仮定は 2000 年代初頭にラーセン B とともに崩れ、科学者たちはすぐに氷の減少がかなり進んでいるという意見で一致しました。衛星観測により、パイン島やスウェイツを含むアムンゼン海沿いの氷河が、過去数十年よりも速く流れていることが明らかになった。氷床のバランスが崩れていました。 NASA が 2014 年に記者会見を開くまでに、西南極の巨大な氷河の多くが 1990 年代以来着実に後退していることは明らかでした。
2018 年にサウスカロライナ州マートルビーチで起きたハリケーン フローレンスの余波。世界中で約 2 億 3,000 万人が海抜 1 メートル未満に住んでおり、10 億人が海抜 10 メートル以内に住んでいます。
州兵/アラミー
「ほら、この接地線が年々後退していると言えるほど十分な観察が得られたのは初めてだ」と記者会見で発表された研究の一つの共著者であるモリゲム氏は語った。この着実な減少は、氷河が必然的に消滅することを示していました。 「理論的には、融解を止めれば融解を止めることができる」と彼は指摘した。 「しかし、それができる可能性はまったくゼロです。」
会話の中心は海が棚氷でどのように広がっていくかということだが、一部の科学者は、空気の温暖化によって氷床の表面が溶けるため、上層部で何が起こっているのかについて懸念を強めている。ウェリントンのビクトリア大学の氷河学者、ニコラス・ゴレッジ氏は、西南極は今日、グリーンランドの状態に移行しつつあると見ている。海洋に脆弱なグリーンランドの氷の大部分はすでに消滅しており、表面の融解が大半を占めている。 Golledge 氏は、そのプロセスが間もなく、ほとんどのモデルが想定しているよりも南極で大きな役割を果たす可能性があると考えています。
例えば、溜まった融解水はラーセンB崩壊の一因となった。水がクレバスに滴り落ちると、その下の岩盤や堆積物が潤滑され、あらゆるものが滑りやすくなります。コロンビア大学の氷河学者ジョニー・キングスレイク氏は、数値シミュレーションではこれらのプロセスが過度に単純化されているか、省略されていると述べている。 「水文学の変化を無視すると、後退を過小評価することになります」と彼は言いました。
実際、2020 年の研究では、南極大陸の棚氷に溶けた水が滴り落ち、亀裂に侵入して亀裂を強制的に広げる可能性があることが判明しました。これは、デコント氏らが想定していた海洋氷崖の不安定性の前兆です。
IPCCは現在、将来の排出量に応じて、2100年までに平均海面上昇が0.5メートルから1メートルになると予測しているが、これにはすべての融解源と温暖化水の拡大が含まれる。 MICIのプロセスが正しければ、南極大陸の貢献が加速し、全体の上昇幅が2倍になる可能性がある。ラトガース大学の気候科学者で科学政策の専門家であるロバート・コップ氏は、「これらのプロセスの一部には深い不確実性がある」と述べた。 「私たちが知っている唯一のことは、大気中に排出する二酸化炭素が多ければ多いほど、リスクが高まるということです。」
Basis 氏の見解では、「海洋氷崖の不安定性であれ、海洋氷床の不安定性であれ、それは少し気を散らすものです。2100 年までに、私たちが育った海岸線とは根本的に異なる海岸線について話されるでしょう。」
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