崩壊する氷河の下を潜り、海面上昇を測る潜水艦

海洋学者のアンナ・ウォーリンさんは、門限を過ぎて外出する十代の子供を待つ神経質な親のように、砕氷船ナサニエル・B・パーマー号のブリッジを歩き回っていた。

北欧神話の海の女神にちなんでランと名付けられた燃えるようなオレンジ色の潜水艦は、西南極のトワイツ氷河の表面周辺の深海での最初の任務からまだ浮上していなかった。

「彼女はとても気まぐれな女性です」と、曇り空の3月の日に双眼鏡をのぞきながら、360万ドルの無人潜水艦についてウォーリンさんは語った。

ランは遅れた。ウォーリンは潜水艦が行方不明になることを心配していなかったが、ランにとって極地の海域に滞在するのは初めてのことであり、解決すべき問題が山積みだった。

スウェーデン、ヨーテボリ大学の海洋学者であるウォーリン氏は、この冬、トワイツ氷河への先駆的な科学探検に参加した約24名の科学者の一人でした。パーマー号での2ヶ月間の航海は、トワイツ氷河の窮状をより深く理解するための、5年間、5000万ドル規模の国際協力の始まりでした。科学者たちは、この巨大な氷河が崩壊の瀬戸際にいると考えていますが、それがどれほどの速さで起こるのかは依然として疑問です。

フロリダ州ほどの大きさのトワイツ氷河は、世界の海面を2フィート（約6メートル）上昇させるのに十分な量の氷を蓄えています。もしこの氷河が崩壊すれば、西南極の一部が不安定化し、海面が約11フィート（約3.4メートル）上昇する可能性があります。

そうなれば、マイアミからムンバイに至る沿岸都市は洪水に見舞われ、大惨事となるだろう。

このゆっくりと進行する大惨事の震源地は、陸地の氷がアムンゼン海に突き出ている氷河の端です。約120キロメートルにわたるこの棚氷の下側は、温かい水によって溶けていると考えられていますが、この地域は謎に満ちているだけでなく、その重要性も極めて高いのです。

「私たちは地球のこの特定の部分よりも月について多くのことを知っています」とウォーリン氏は語った。

科学者たちは、風のパターンの変化によって、周極深層水と呼ばれる中深層の暖かい水塊が深海から南極大陸前面の大陸棚、そしてスワイツ氷床に向かって押し上げられていると考えている。しかし、これまで棚氷の下に科学機器を設置して調査した例はない。

そのため、ウォーリン氏は、海洋学センサーを満載した全長25フィートの魚雷型自律型水中車両、フギン潜水艦の実現に7年を費やした。

「スワイツ氷床と西南極棚氷こそが私たちの夢でした」とウォーリン氏は語った。「助成金を申請した際に、私たちはこのことを訴えました。浮氷棚の下を探索するには、これが唯一の方法だと主張したのです。」

過去数十年間の衛星画像の進歩により、科学者はスワイツ氷河が失なわれている量を推定できるようになった。その量は年間約80ギガトンで、25年前の6倍にあたる。

しかし、将来の融解速度を予測し、スワイツ火山が暴走的な崩壊を引き起こすかどうかを予測することは、現地のデータがなければほぼ不可能だ。

「スウェイツで起こりうる最悪の事態、つまり『ブラックスワン』が何なのか、まだわかっていない」とペンシルベニア州立大学の氷河学者リチャード・アレイ氏は語った。

近年発表された、よく引用される2つのモデル研究（こちらとこちら）は、西南極氷床の完全崩壊が250年以内に起こる可能性を示唆しています。しかし、アリー氏は、これを「最悪のシナリオ」と考えるべきではないと警告しています。

「この5年間の研究協力によって多くの洞察が得られることを本当に期待しています」とアリー氏は語った。

これまで、流れの速いスワイツ氷河中央部まで船が航行したことはなかった。科学者たちは氷河のすぐ前にある温かい水の層を測定したことがなかったため、その流れの速さや棚氷の下までの距離、さらには氷の厚ささえも分からなかった。

全長300フィートの大型調査船をベースにしたソナー装置や海洋学機器を搭載したオレンジ色の小型自律型潜水艦が、こうした疑問に答え始めるだろう。

ウォーリンの「わがままな子供」

コングスベルグ社が建造したこの潜水艦の工場名は「フギン」だが、スウェーデンで海洋学の博士号を取得した3人目の女性であるウォーリン氏は、「海洋物理学における男女不均衡を少し皮肉る」という意味で、北欧神話の女神にちなんで「ラン」と名付けた。

ウォーリン氏によると、つい昨夏までAUVカンファレンスで唯一の女性だったという。彼女は、自分の分野において男性にしか築かれていないネットワークの構築に尽力し、今では女子学生からのメンターシップの依頼を決して断らないという。

「女性を優遇するからとかそういう理由ではなく、科学にとって良いことだと思っているからです。歴史的に、優秀な科学者のプールの最大50%しか活用してきませんでした。今後は100%活用できるようにしたいと思っています。それが科学にとって良いことなのです」とウォーリン氏は述べた。

10年以上前に西南極氷床への最初の調査航海に参加したウォーリン氏は、自分の周りの世界がどのように機能しているかを知りたいという長年の願望に突き動かされていると語る。

「一体何が起こっているんだろう、本当に不思議だ」とウォーリンは言った。「好奇心なんだ。恐怖とか、そういうことじゃない」

彼女は幼いころから、両親に連れられて二人の姉妹とともにスウェーデン西海岸をセーリングした際、水中で見たカニに魅了されていた。

「ビーチの近くに座って、ふと水面下に目を向けてみると、本当に魅力的なんです」とウォーリンは言った。「そして、私はその魅力を決して忘れないんです。」

ある意味、ランはその延長線上にあると言えるでしょう。南極航海中、パーマー号の船上では、ランはウォーリンのわがままな子供だ、いつも遅刻し、コミュニケーションが取りにくく、予想外の行動をとる、というジョークが飛び交っていました。

AUVには19個のセンサーが搭載されており、海水温、塩分濃度、速度を測定して、スワイツ海峡に到達している温水の量と、溶け出した水の量が明らかになる。

上向きと下向きの両方を向くソナーにより、船上の科学者や地球物理学者は、氷棚の下側と海底の上部の非常に詳細な画像を得ることができる。

今冬の遠征は、ウォーリンとその潜水艦にとって初の南極テスト任務であり、目標は単に、常に変化する南極の状況で AUV を展開および回収する方法を習得することだった。

「これはハイテク機器だが、船上ではローテク機器で操作する必要がある」とウォーリン氏は語った。

ウォーリン氏と彼女の5人からなるチームが遭遇した困難は、南極で何かをすることがいかに難しいかを強調している。

大きな波のため、2トンの潜水艦を小型のゾディアックボートで持ち上げてパーマーまで戻すのは至難の業でした。同様に、ウインチワイヤーと金属製のAフレームを使って潜水艦をデッキまで引き上げるのも、風と波で船が揺れる中では困難を極めました。

初期の任務では潜水艦は潜ることができなかったため、ウォーリンは浮力を調整する必要があった。

アムンゼン海では一晩で数インチの厚さの海氷が形成される可能性があるため、ワーリンは潜水艦を新しく形成された氷から遠ざけ、損傷を避けるために再浮上する場所に関する新たな指示を待つようにプログラムした。航海開始から約3週間後、ランは重要なテストミッションをスキップせざるを得なくなったため、潜水艦を氷の下に送り込むという目標は2年後の次の探査まで延期されるかに見えた。ワーリンは代わりに、氷河の前で循環する温水の調査に注力することになった。

「スウェイツ地下の小さなツアー」

1か月間の海上航行と数回の試験展開を経て、ウォーリンはランをスワイツ棚氷の緩やか​​な傾斜面の前で任務に送り出す機会を得た。

彼女は潜水艦を、氷床を溶かしていると考えられる温水の柱中央層を氷河の表面に向かって流すのにちょうどよい深さの2つの深い溝に沿って航行するようにプログラムした。

「トラフは暖かい水が棚氷に流れ込む場所です。ですから、スワイツ氷床の下を流れる暖かい水の流れがあると考えられます」とウォーリン氏は述べた。「彼女は今まさにそれを測定しています。」

13時間も水中にいた後、ウォーリンは遠くにオレンジ色の閃光を見つけた。ランが戻ってきたのだ。

「実は、スワイツ号の真下をちょっと見学したんです」と、船橋前方の窓際の席に座ったウォーリンは、いたずらっぽい笑みを浮かべながら明かした。「前もって誰にも言いたくなかったんだけど、今になって言ってしまったの」

「歴史的ですね」と彼女は満面の笑みで言った。「誰もが一生に一度はこの感動を味わえたらいいのに」

ウォーリンは後部デッキへ急いだ。そこではチームの他のメンバーがランの海水をホースで洗い流し、収集したばかりの履歴データをダウンロードしていた。誰かが潜水艦の表面に泥で落書きした「幸運を」という言葉は、まだそのまま残っていた。

ウォーリンさんは、指導者がまたひとつの「世界初」を達成してくれたことに感激していたアレクサンドラ・マズールさんとハイタッチしました。

「彼女はAUVを棚氷の下に送り込んだ最初の女性でした！」とマズール氏は後に語った。

ヨーテボリ大学の同僚であり、ウォーリン氏の元教え子でもあるマズール氏は、昨夏、スウェーデンのフィヨルドでラン号の初期試験航行に携わった。ラン号がついにスワイツ海峡を通過した日、マズール氏はまるで極地探検家になったような気分だったと語った。

「誰も行ったことのない場所に行き、誰もやったことのないことをするのは、滅多にありません。長年、勉強と研究のために犠牲を払ってきたので、大きな達成感があります。本当に嬉しいです。」

不確実性を排除することが目標

翌日、この船に乗っていた科学者の半数がコンピューターの前に集まり、ランが記録した海底の超高解像度画像に驚嘆した。それらの画像には、氷河の過去と未来についてのヒントが隠されているかもしれない。

アラバマ大学の堆積学者ベッキー・ミンゾーニさんは、海底に戦車の跡のような跡が写っている白黒画像について、「生まれてこのかたずっと目が見えなかったのに、眼鏡をかけたら木の葉っぱの一枚一枚まで見えるようになったようなものだ」と語った。

ミンゾーニ氏と船の地球物理学者たちが海底の地図を作成し、堆積物のサンプル採取に最適な場所を特定するために使用していた船舶搭載型ソナーよりもはるかに詳細な情報を明らかにしてくれた。「素晴らしいですね」とミンゾーニ氏は語った。

ウォーリンさんは、ランさんが記録した温度、塩分濃度、酸素、水流速度の測定値、そして彼女が棚氷の下で採取した水サンプルに満足した。

「これまで誰もそのようなデータを見たことはありません」とウォーリン氏は語った。

パーマーの科学者たちは、流れの速いスワイツ湖の中央部分を溶かしているのではないかと疑っていた暖かい水を初めて発見し、測定した。

ランが棚氷の下を2マイル航行したデータを使用することで、ウォーリン氏はその暖かい水が氷に到達した量を推定し、それがどこから来たのかを正確に追跡することができるだろう。

このデータは、最終的には、5年間の国際的なスウェイツ研究協力の最終目標である海面上昇モデルの改善に役立つでしょう。

「ここでの重要なポイントは、新たな不安や、私たち全員がパニックにならなければならないということではないと思います。より多くのデータが得られ、将来についてより信頼性の高い予測ができるということです」とウォーリン氏は述べた。

現在、国連の気候変動に関する政府間パネルは、2100年までに海面が8インチから2.7フィートの間で上昇する可能性があると推定しています。これは非常に大きな範囲であり、不確実性のギャップはすべてスウェイツだけで埋められる可能性があります。

Wåhlin 氏にとって、その不確実性を排除することが究極の目標です。

「私たちが住んでいるこの惑星はたった一つだけです」とウォーリン氏は述べた。「何が起こり、何が起き、そして未来に何が期待できるのかを理解すべきだと言えるでしょう。」

この記事は、BBC、WGBH、PRI、PRX による世界の問題、ニュース、洞察を扱う、受賞歴のある公共ラジオ番組およびポッドキャストである PRI の The World で公開されました。

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