北極の永久凍土にこだわるメタン探偵

北極の永久凍土にこだわるメタン探偵

アラスカ州フェアバンクスのミッドナイトサンゴルフコースでは、同じショットは二度と打てないと言われています。これは、北極圏が地球の他の地域よりもはるかに速いペースで温暖化しており、地下の永久凍土が解けると、コースのフェアウェイが変形するためです。この急速な解凍により、大量の古代の有機物が解放されます。(世界の永久凍土には、現在大気中にある炭素の2倍が含まれています。)微生物はその解放された物質を餌として、メタンを大量に放出します。メタンガスは、地球を温暖化させる力が二酸化炭素の80倍もあります。そして、永久凍土が解けてメタンがさらに放出されると、地球の気温が上昇し、それにより永久凍土がさらに解け、その結果メタンがさらに放出されます。これは恐ろしい気候フィードバックループであり、科学者たちはさまざまな技術を駆使して、このループの理解を深めています。

「北極圏の未来は温暖化に大きく依存していることは明らかです」と、コロラド大学ボルダー校の地球化学者タイラー・R・ジョーンズ氏は語る。「その準備として、永久凍土環境をより深く理解し、より適切なモデルを構築したいと考えています。何が可能なのかを知りたいのです。」

WIRED 31.05 台湾の半導体聖地

この記事は2023年5月号に掲載されています。WIREDを購読するには、こちらをクリックしてください。イラスト:アルバロ・ドミンゲス

フェアウェイは、科学者たちが特別に設計したドローンを着陸させるのに絶好の場所です。温室効果ガスのサンプリング機器を搭載したこのドローンは、翼幅が3メートルあります。しかし、車輪がないため、チームは胴体着陸をしなければなりません。「興味のある地形を周回するだけで、メタンプルームのプロファイルを取得できます」とジョーンズ氏は言います。「ゴルファーたちは私たちに1分間プレーを許し、ドローンを着陸させてくれます。そして、彼らはショットを打つのです。」

近くには、特に興味深い場所、あるいは見方によっては恐ろしい場所が潜んでいます。ビッグトレイル湖は、永久凍土が急速に融解して地盤が崩壊する激しいサーモカルスト現象によって形成されたものです。その結果生じたクレーターは水で満たされ、微生物がメタンを生成するのに理想的な条件を備えています。実際、ビッグトレイル湖はアラスカで最も排出量の多い湖の一つである可能性があり、研究チームはそこに設置された浮遊式観測塔からメタンデータを収集しています。「様々な種類の観測機器を使用しているため、これはおそらく北極で行われている最も高度な科学実験の一つです」と、アラスカ大学フェアバンクス校の地球物理学者、ニコラス・ハッソン氏は言います。「私たちはいわばメタン探偵のようなものです。」

サンプル採取可能なドローンの写真

地上の一箇所に固定されたセンサーの配列とは異なり、ドローンはさまざまな高度や地形全体からサンプルを採取できるため、研究者に空中のメタン濃度の非常に詳細な地図を提供することができます。

写真:フランキー・カリーノ

アラスカのカストナー氷河の氷のアーチ。北極圏では、多数の氷河だけでなく、雪解けによっても氷が失われている。

アラスカのカストナー氷河の氷のアーチ。北極圏では、多数の氷河だけでなく、永久凍土の融解によっても氷が失われている。

写真:フランキー・カリーノ

氷床コアのサンプルを採取している人の写真

サンディア国立研究所の科学者チャック・スモールウッドは、ハッソンがコアサンプルを採取する様子を見守っている。ハッソンが永久凍土そのものの特性に興味を持つ一方で、スモールウッドは研究室で微生物を研究している。生育条件を制御することで、アラスカの温暖化に伴い微生物がどのようにメタンを生成するのかをより深く理解できるのだ。

写真:フランキー・カリーノ

森の中のクレーターで作業する研究者たちの航空写真

フェアバンクス北部にあるこのサーモカルストクレーターは、溜まった水が地下のトンネルを脅かすため、排水されました。研究者たちはこの状況を利用し、水で満たされていないサーモカルストからのメタン放出量を測定しました。

写真:フランキー・カリーノ

永久凍土の断面画像

ハッソン氏は永久凍土の断面を観察している。青い塊は氷の楔で、炭素を豊富に含むシルトに囲まれている。永久凍土が解けると、氷は水たまりとなり、メタンを放出する微生物が太古の植物質を貪り食う。

写真:フランキー・カリーノ

  • 凍った洞窟に映る人物のシルエット

  • 機器を積んだいかだは、熱カルストで形成された凍った湖の上に停泊している。

  • アラスカの風景を見下ろす塔の頂上にいる2人

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写真:フランキー・カリーノ

永久凍土の氷と有機物の比率は大きく変化する可能性があります。両者の相互作用をより深く理解することは、温暖化する地形がどれだけのメタンを放出するかを判断する上で非常に重要です。



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