科学者は南極の驚くべき氷の減少をいかに追跡したか

南極が氷をなくそうとするとき、工夫を凝らさなければならない。寒さはあまりにも頑固で、表面の氷がゆっくりと溶けて消え去るのを許さない。代わりに、膨大な堆積物に押しつぶされた氷は、谷や峡谷に沿ってゆっくりと押し流され、ついには大陸の端まで到達し、水に沈む墓場へと向かう。

1980年代には、科学者たちはこれらのいわゆる「氷流」に杭を立てて、その移動速度（または遅さ）を調べていました。困難さ、コスト、危険性により、測定回数は限られていました。しかし今日では、南極の氷の動きを研究している科学者たちは測定で溢れかえっており、今日、科学者グループが南極の氷の損失に関する24の異なる調査を組み合わせた結果を「ネイチャー」誌に発表しました。彼らは総合的に、過去5年間で融解速度が3倍になったことを示唆しています。リーズ大学のアンドリュー・シェパード研究員とNASAのエリック・アイヴィンズ研究員が率いる研究チームは、現在年間最大2,190億トンに達する損失は、より速く流れる氷流と、氷棚の底に打ち寄せるより暖かい海の波の両方によって引き起こされていると考えています。

研究者たちは南極大陸全体を調査した。アイヴィンズ氏の言葉を借りれば「南アメリカに向かって突き出た渦巻き状の腕」である南極半島は、100以上の氷河が点在し、東南極の過酷な孤立状態も調査した。氷河が海に流れ込む場所に形成される深い亀裂までも調査した。「そこに落ちたら、生き残ることはできない」と、共著者でNASAの科学者であるヨハン・ニルソン氏は言う。

「南極から海へ失われる氷の量が3倍の割合で増加している」とエリック・アイヴィンズ氏は言う。

では、今日の科学者は1980年代よりも勇敢で、危険や不快感に耐える意志が強くなっているのでしょうか？おそらくそうでしょう。しかし、それを証明する機会はおそらくないでしょう。これらの包括的な研究に使用されたデータのほとんどは、衛星によって取得されたものです。

「これは科学研究を行う素晴らしい方法です」とニルソン氏は言う。アメリカ、カナダ、ヨーロッパ、そして日本の政府と宇宙機関は、何百万枚もの衛星画像とデータをオンライン上に公開しており、その多くは無料で利用できる。これらの画像は地球の広大な地域を一度にカバーし、衛星は軌道上に留まり、南極上空を通過するたびに新しいデータを送信し続けている。

衛星の一種は、氷の高さを測ります。これらの「高度計」はレーザー信号またはレーダー信号を発信し、宇宙の黒檀から氷の象牙へと光速で伝播します。そして信号は反射して再び衛星に到達します。信号が戻ってくるまでの時間を測定することで、科学者は氷の高さを算出し、そこから質量を推定することができます。

他の衛星は、重力を巧みに利用して雪氷の質量を推定します。また、氷流のレーダー画像を撮影し、その速度の測定に役立てる衛星もあります。これらの衛星ミッションの初期は1991年と1992年に遡るため、研究者は25年間にわたる氷の質量の増減を確実に追跡できます。また、それぞれの手法が異なるため、研究者は独立した結果セットを比較・統合することができます。

新たな論文では、1992年から2011年の間に南極の氷は年間760億トンの割合で失われたと推定されているが、それ以降、その割合は年間2190億トンに増加している。もしこの割合が増加していなければ、それほど心配する必要はないだろうとアイビンズ氏は説明する。しかし実際には、「南極から海へ失われる氷の量は、その割合が3倍に増加している」のだ。

この氷の減少は、1992年以降、推定7.6ミリメートルの海面上昇に相当する。「気づかないほど小さな上昇のように聞こえます」と、サイモンフレーザー大学の地球科学教授で、今回の研究には関わっていないグウェン・フラワーズ氏は言う。しかしフラワーズ氏は、グリーンランドや雪を頂いた山々の他の氷河も溶けており、これらも海面上昇の一因になっていると指摘する。これは、海岸沿いでより深刻な洪水や嵐が発生する可能性を示唆している。「バスケットボールのコートの床を数インチ高くするだけで、スラムダンクシュートの数が大幅に増えるでしょう」と、同じく今回の研究には関わっていない国立雪氷データセンターの研究科学者、トゥイラ・ムーン氏は言う。「残念ながら、これは同じことです」

氷の減少に関する結果は、必ずしも統一されていたわけではありません。2011年には、少なくとも12の研究グループが衛星データを使用していましたが、それぞれの手法の間に食い違いがあったため、「この分野では決着が待ち遠しかった」とアイヴィンズ氏はメールで回想しています。

その年の8月、リーズ大学のシェパードは家族とラグナビーチで休暇を過ごしました。彼はなんとかパサデナにあるアイヴィンズの裏庭でコーヒーを飲みながら数時間を過ごしました。そこで二人は共同研究の計画を練り上げました。最終的に、研究者が南極の氷の減少に関する推定値を提出できるオンラインポータルを立ち上げました。現在、シェパードとアイヴィンズは、結果が遵守すべきガイドラインと基準を設定する運営グループを率いています。そして、得られたデータを統合し、本日発表されたような包括的な論文を作成しています。

ムーン氏は彼らのアプローチを称賛している。「この論文の素晴らしい強みの一つは、科学の世界では往々にして個々の研究から論文が生まれ、それらの論文が積み重なってからまとめてまとめなければならないことです。しかし、今回の場合、このチームは私たちに代わってその大変な作業を組織的に行ってくれました」—世界中の84人の研究者による「数千時間にも及ぶ科学研究」を費やした作業です。

複雑な問題もありました。科学者も他のリモートワーカーと同じように、共同作業用のテクノロジーを使う際に苦労するのです。「Skype会議で、タイムゾーンを間違えた人がいて、会議が終わろうとする頃に、その人が突然現れて『皆さん、こんにちは』と声をかけてきたこともありました」と、委員会メンバーでダラム大学の共著者でもあるピッパ・ホワイトハウス氏は言います。しかし、それ以外には深刻な意見の相違や問題で会議が頓挫することはありませんでした。

この研究グループは2012年に、グリーンランドと南極大陸の両方を対象とした最初の統合研究結果を発表しました。本日発表された論文では、過去5年間の南極大陸の最新研究結果が示されており、今後はグリーンランドについても最新の報告を発表する予定です。衛星は他の物と同様に劣化し、色褪せてしまいます。しかし、新しい観測機器を搭載した新たなミッションが開始されているため、宇宙観測は継続されます。

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