南極の海に探る 地球の未来

北海道大学低温科学研究所 准教授 青木 茂

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目次
  1. はじめに
  2. 南極観測のいま
  3. 南極氷床と海 ―海が氷を融かす
  4. トッテン氷河と海面上昇 ―いまなぜトッテン氷河なのか
  5. 第61次南極地域観測隊のミッション ―トッテン氷河への挑戦から分かってきたこと
  6. 今後の展望

はじめに

はじめに

日本の南極地域観測事業は1956 年に出発した第1 次南極地域観測隊以来、何度かの中断を挟みながら現在も続けられています。2019年11月に派遣された第61次南極観測隊は、氷の融解が進み、地球規模の気候変動において重要視されているトッテン氷河沖の集中観測を世界で初めて実施し、目覚ましい成果を上げ2020年3月20日に帰国しました。砕氷艦「しらせ」に搭載されているマルチナロービームが2019年に復活したことを受けて、当社からも海洋調査機器のエンジニアである柴田成晴が観測隊員として参加しました。この機器は海底地形を3次元で計測することが可能で、第61次南極観測においても重要な役割を果たしました。
筆者の青木茂氏は、第39・43・56次観測隊に参加された経験を持つ南極研究の第一人者で、トッテン氷河沖海洋観測の研究代表者も務めていらっしゃいます。第61次南極観測隊では北海道大学からは初となる観測隊長として参加されました。地球規模での南極を取り巻く状況、南極研究の最前線の現在、そして未来について語っていただきました。

南極観測のいま

南極の話をすると、ロマンがありますね、とよく言われます。確かにロマンもあるのですが、南極観測にはロマン以上に重要な要素がたくさんあります。

南極大陸とそれを取り囲む海は、地球全体の気候が現在のように決まるうえで大切な働きをしています。南極氷床は地表面近くにある淡水の70%を貯蔵しています。また、南極海で沈み込む冷たい水は、世界の海の底に冷たさを運び、地球の冷源の役割を果たしています。

南極の環境は不変ではありません。南極大陸にある氷床の量が減れば、その分、地球の平均海面は上がり、海面上昇につながります。氷が融けて海の塩分が低くなれば、海の底へと沈んでいく海水の量が変わって深海での水の循環も変わるかもしれません。ここ20 年ほどの人工衛星観測から、南極の西経部分にあたる“ 西” 南極氷床が加速度的に流れ出し、その影響で海面が年間0.3ミリほど上がりつつある、と考えられるようになってきました(図1)。

ただし、人工衛星からは、氷床や海面の高度や、一帯に存在する氷の“ 質量”といった状態を捉えることはできますが、その観測からだけではなぜそのような変化が起きるのかは理解できません。そのメカニズムを理解するためには、実際にその場に行き、氷や海の表面の下に潜む構造そのものを知る必要があります。

広大でどの国からも隔絶された南極は、世界的な観測ネットワークによって分担して観測することが必要です。南極に越冬基地を構えている国は20カ国ほどです。日本が国家事業として実施する南極観測は、2019 年11月に出発した隊で61 回目を数えます。日本は、国際的な観測体制のもととなる南極条約の原署名国の一つです。日本の南極基地「昭和基地」があるのは東経39 度で、オーストラリアを経由して南極に向かう日本は、昭和基地のあたりからオーストラリアの南方にあたる場所(“ 東” 南極)を重点的に担当しています(図1)。その東南極に地球全体の海面上昇に関わる大きな課題がある、そうした状況が今回の第61 次南極地域観測隊の出発点となっています。

南極大陸上の氷の量の変化傾向

図1:南極大陸上の氷の量の変化傾向。2002-2015年に関するもの。値は水当量(mm/yr)。「衛星観測による南極氷床質量収支」福田 洋一(2018)をもとに加筆。

南極氷床と海 ―海が氷を融かす

人工衛星で氷床の量を見積もった研究によって、2000 年代に入ったあたりから南極氷床の減り方が顕著だと考えられるようになっています。氷が減っている場所は、主として西南極と呼ばれる場所です。このあたり一帯を含む南極大陸では気温は一年を通してほぼ摂氏0 度以下なので、氷の表面が気温の上昇のために融けて氷がなくなっているというわけではなさそうです。

この氷床の減少は現在世界中で盛んに研究がなされている問題なのですが、どうやら氷の下の基盤地形と海洋の暖かい水が深く関わっている、と考えられるようになってきました。