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南極大陸が地球規模の気候変動について私たちに教えてくれること

氷の中に閉じ込められたものは、過去の気候変動にどのように反応したかを知る手がかりとなる。
氷の中に閉じ込められたものは、過去の気候変動にどのように反応したかを知る手がかりとなる

数千年にわたる気候変動の証人である南極の氷床は、過去の気候変動を研究して将来の予測に役立つユニークな記録ですが、大陸の気候の歴史を解読して地球全体についての予測を立てるには、多国の協力が必要です。

南極の氷床は地球表面の 8.3% を覆っており、地球上で凍った淡水の最大の貯蔵庫です。すべての氷が溶けて液体の水になった場合、世界の海面は 57.9 メートル (190 フィート) 上昇します。これは「海面相当値」と呼ばれます。このシナリオは極端ではあるが、南極にどれだけの水が蓄えられているか、そしてそれが気候にとっていかに重要かを示している。南極の氷床は地球のサーモスタットであり、そのサーモスタットは氷床に凍る水の量によって制御されます。

氷床が失われると負のフィードバックループが生まれます。氷床、棚、氷河は巨大な反射面として機能し、太陽光を宇宙に反射させます。そうすることで、地球は低温に保たれます (これはアルベド効果と呼ばれます)。しかし、その広大な白い表面が失われると、反射される太陽の光が少なくなり、地球は温暖化する可能性があります。

南極の氷床の薄化は、海水温の上昇などが原因であるとすでに考えられているが、多国籍科学研究グループの研究では、海洋温暖化が南極半島の棚氷の大幅な後退を引き起こしていることを示した。過去9000年。同グループは、海面下0.3~1.5メートルで海水温が50~400度上昇する影響を予測し、その結果棚氷の融解が進むだろうと示唆した。

「これを行うには、私たちも協力する必要がありました。なぜなら、南極大陸は非常に大きく、ほとんど未踏の地だからです」と、海洋地質学者で元最高責任者のローラ・デ・サンティスは言う。 過去の南極氷床 (Pais) 研究プログラム。 1957年から58年にかけて、南極における科学協力を改善する取り組みである国際地球物理年を経て、より多くの国が南極調査に資金を投資するようになった。 「(科学的な観点から言えば)南極での測定と科学的調査についてはごく最近の話があります。」

ほとんどの氷は氷床の周縁部で失われ、そこで海洋強制と呼ばれるプロセスで海が溶けて氷の塊が砕かれます。
ピッパ ホワイトハウスの画像 (英国、ダラム大学)

南極には 53.3 つの氷床があり、氷の大部分は東南極氷床 (EAIS) にあります。この氷床は南極大陸の大部分を覆い、海抜は 175 メートル (4.3 フィート) に相当します。アムンゼン海を見渡す小さい西南極氷床 (WAIS)、および南極半島氷床 (APIS) があります。は南アメリカに向かって伸びており、それぞれ海抜14メートル(0.2フィート)と0.7メートル(XNUMXフィート)に相当します。

EAISの中心 降雪はほとんどなく、表面の融解もほとんどありません。一年のほとんどの期間、この広大な大地は寒くて乾燥しています。一方、西海岸周辺では降雪が多く、かなりの融解が見られます。ほとんどの氷は氷床の周縁部で失われ、そこで海洋強制と呼ばれるプロセスで海が溶けて氷の塊が砕かれます。

氷が海に失われる速度は増加している。現時点では、この質量損失のほとんどは WAIS から来ています。 「西南極の大部分の周囲では、氷が直接海に流れ込んでいます」と、地理学者で氷床モデラーであり、地球の反応と雪氷圏進化への影響(サーセ)の元最高責任者であるピッパ・ホワイトハウス氏は言う。 南極研究科学委員会 (スカー)。 「氷は海底にあり、これは氷が気候強制にどのように反応するかにとって非常に重要です。私たちが海を温めると、その海は氷床のすぐ近くまで流れ、氷床を下から溶かします。」

棚氷は南極を守る上で重要な役割を果たしています。

この障壁が取り除かれると、氷床の海への流れが大幅に加速され、海面が上昇します。

ラウラ・デ・サンティスの画像(INOGS、イタリア)

海氷と棚氷(水上の氷床の広がり)には、海面に相当するものはありません。それらはすでに海に浮かんでいるので、溶けたとしても海面は変わりません(飲み物の中の氷が溶けるのと同じで、体積は変わりません)。しかし、棚氷は依然として南極を守る上で重要な役割を果たしている、とホワイトハウスは言う。それらは、そこに流れ込む氷床を支えており、この障壁が取り除かれると、海への氷床の流れが陸地の氷の海への輸送を大幅に加速させ、海面を上昇させます。

「これらのバットレスが失われると、氷床からさらに多くの氷が失われる割合が増加するでしょう」とホワイトハウスは言う。

パイス、セルセ、そして 南極の不安定性と閾値 の(インスタント)研究プログラム SCAR 地質学者、化学者、生物学者、経済学者を含む45の加盟国の科学者を団結させ、海洋、大気、雪氷圏の相互作用を分析し、過去の氷床質量の再構築と将来の氷床質量の予測を行います。

「進行中の気候温暖化、そして今後数十年以内に予想されるさらなる温暖化に対する氷床の影響を理解するには、学際的な研究を組み合わせる必要があります」とデ・サンティス氏は言う。

ティム・ナイッシュの画像 – ビクトリア大学ウェリントン校、ニュージーランド

科学は、[氷床の融解]は不安定であり、人間の時間スケールでは不可逆的な可能性があることを示唆しています – ティム・ナイッシュ

各専門家は、気候変動がさまざまなシステムにどのような影響を与えるかについての理解を広げる独自の研究関心をもたらします。凍った南極の大地を深く掘削すると、まったく新しい世界が現れます。約90万年前の白亜紀、南極大陸は緑豊かな沼地でした。 氷の下の地面から採取したサンプルには、花粉、胞子、根が含まれています。

極寒の見た目とは裏腹に、 南極周辺の海底には小さな微生物が生息している。一部の生命は氷の下でも生き残ります。 南極の氷河下の湖の藻類とクマムシ。南極における研究の焦点は氷床のモデリングと氷の減少が海面に及ぼす影響にありますが、生物学者や生態学者の本拠地もあります。 SCARの プロジェクト。

気候変動の影響は、極増幅と呼ばれるプロセスにおいて、地球の極で地球の平均よりも大きな変化を引き起こす可能性があります。 Pais プロジェクトは次のことを発見しました。 極性の増幅が加速しますこれは、世界の他の地域と比較した極地での温暖化の割合が増加することを意味します。

「科学によれば、(氷床の融解は)不安定で、人間の時間スケールでは不可逆的な可能性がある」とインスタント社の最高責任者で古気候学者のティム・ナイッシュ氏は言う。 「私たちが衛星データや海洋測定で見ているのは、南極大陸沿岸の海が温まり始めているところでは、その暖かい海に氷が流れ込み、氷床が壊れ始めているということです。」

ナッシュ氏は、次のステップはそのメッセージをより広く伝えることだと言う。 「私たちの活動の大部分は、こうした変化が人類や社会に及ぼす影響を説明することです。」

「科学研究はもはやバックオフィスでは行うことができません」と Naish 氏は言います。 「それは、その科学を利用する人々と共同制作、共同設計された方法で行われる必要があります。そして、それはスカーがますます認識しつつあることだと思います。」


この記事は、ストックホルム国際科学財団の Elvis Bahati Orlendo と Pint of Science の Elodie Chabrol によって査読されました。

国際科学評議会によって支払われ、提供されます。

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