ピンクの雪はかわいい現象ではない――その理由はここにある

この記事はもともと High Country News に掲載されたもので、 Climate Deskのコラボレーションの一環です 。

ジム・エルサーは、モンタナ州グレイシャー国立公園にあるクレメンツ山の麓に広がる雪原を綿密に調査した。近くの観光客がそびえ立つ岩肌の写真を撮り、野生動物を探している間、モンタナ大学の生態学者であり、フラットヘッド湖生物学研究所の所長でもあるエルサーは、ただ一つのことに集中していた。雪に生える藻を見つけることだ。 

エルサーと研究チームは、紫色のアスターと黄色のアルニカが咲き誇る野花を横目に、高度を上げて小さな盆地の上の尾根に到達した。8月の観光客で賑わうローガンパスの駐車場では、車のアイドリング音に代わり、マーモットの鳴き声が聞こえてきた。モンタナ大学の水生昆虫学者で同僚のジョー・ギアシュの背中に取り付けられた、かさばる長方形の装置から、かすかなブーンという音が聞こえてきた。この光測定器は、科学者たちのデータ収集に備えてウォーミングアップ中だった。 

すると、約100ヤード離れたところから、3人の科学者は前方のぬかるんだ雪がかすかに赤く染まっていることに気づいた。彼らはまっすぐそこへ向かった。  

日当たりの良い斜面には、紅色の藻類の帯が400平方フィート（約36平方メートル）にわたって広がっていた。クラミドモナス・ニバリスという、世界中の高山地帯や極地に生息する赤色の色素を持つ緑藻だ。雪上でのこの藻の印象的な姿から、「スイカの雪」という美味しそうな響きから、「氷河の血」という不吉な響きまで、様々なニックネームが付けられている。科学者たちは、この藻が氷河や雪原の融解に大きな役割を果たしている可能性があると考えている。 

きらめく新雪は、地球上で最も自然光が豊富な表面です。藻類の繁殖が活発になると、雪は黒ずみ、より多くの熱を吸収してより速く融解します。これはフィードバックループを形成する可能性があります。気温が上昇し、雪が解ける量が増えると、栄養分、光、そして液体の水を必要とする雪氷藻類は繁殖し、拡大します。藻類の繁殖は自身の生息地を変化させ、その過程で周囲の生息地も変化させているようです。西部における総流出量の半分強は雪解け水によるものですが、雪氷藻類が融解にどの程度寄与しているかは、現在の標準的な融雪モデルには含まれていません。科学者たちは、この研究が、気候変動の中で雪氷藻類が果たす役割をより深く理解するのに役立つことを期待しています。 

この夏、全米各地から集まった研究者たちは、ワシントン州、オレゴン州、ワイオミング州、ユタ州、モンタナ州の山々を縦横に巡り、雪に染まった雪を探しました。彼らはサンプルを採取し、雪藻のパッチの反射率を調べました。ところが、雪と藻が既に溶けて、血のように赤い水たまりしか見つからなかったというケースもありました。サンプル採取用の無傷の雪を見つけるのは、夏の暑さと藻の増殖との戦いとなりました。「これは、はかない基質に咲くはかない花です」とエルサー氏は言います。「季節的な雪は消え去り、それらのパッチに雪藻が付着しているかどうかも予測できません。」

晩夏の太陽が首筋を照りつける中、雪氷藻の塊を調べていた。エルザーのフィールドチームの3人目のメンバー、ミネソタ大学のポスドク研究員パブロ・アルメラ・ゴメスは、長い木の棒を持っていた。棒の先端には、小さな黒い管状の分光放射計が雪の上にぶら下がっていた。「ここしばらく見た中で一番素晴らしい藻の塊だ」とギアシュは言った。赤い斑点には、松葉と小石が少し散らばっているだけだった。 

科学者たちはこの装置を用いて雪のアルベドを記録しました。アルベドとは、降り注ぐ太陽光のうち、どれだけの割合が反射されるかを示す指標です。赤い雪はアルベドが低いことを意味し、より多くの太陽光が吸収され、雪解けが早くなります。アルベドには、土埃や山火事の灰など、他の要因も影響を与えます。ゴビ砂漠の砂は太平洋岸北西部まで吹き飛ばされ、縮小するグレートソルトレイクの砂埃はワサッチ山脈を覆うこともあります。研究チームはまた、雪の色素濃度を2台目の分光放射計で測定し、雪藻類由来と思われる赤色スペクトルがどれだけ含まれているかを調べました。

チームは雪の水分量を測り、雪のサンプルを袋に集め、雪の芯を採取して、表面から数インチ下に明らかな錆びた帯を含む二層の藻類ブルームを発見するという、残りの作業に取り組んでおり、はるか上のギザギザの崖からオオツノヒツジが私たちの監視をしていた。

その日の後半、モンタナ大学フラットヘッド湖生物学研究所の研究室で、エルサー氏とアルメラ・ゴメス氏はサンプルを用いて、雪氷藻の成長を促進する要因を調べる予定だった。雪を溶かして混ぜ合わせ、窒素やリンなどの栄養素を加える。そして、低温インキュベーター内で育成用ライトの下で5～10日間培養した後、クロロフィル濃度を測定し、藻の成長具合を確認する。 

これら2種類の栄養素はそれぞれ異なる場所から供給されています。これまでの研究では、リンは氷河の動きによって砕かれた岩石に含まれ、窒素は農地の化学肥料や堆肥から吹き付けられていることが示唆されています。研究者たちは、どちらの栄養素も藻類の増殖を促進すると考えていますが、特に窒素に注目しています。彼らは、風のパターンが原因でインターマウンテン・ロッキー山脈で藻類のブルームが特に多く発生している可能性があると考えており、そのダイナミクスについてさらに詳しく解明したいと考えています。 

チームの研究は、規模は小さいものの成長を続ける雪氷藻研究分野の一環です。科学者たちは、雪氷藻が繁殖する要因と、最も生息しやすい場所を解明したいと考えています。西ワシントン大学の研究者が立ち上げた市民科学イニシアチブ「リビング・スノー・プロジェクト」は、スキーヤー、登山家、ハイカーにピンク色の雪のサンプル採取を依頼しました。科学者たちはまた、フランスアルプスで急増している雪氷藻のブルームにも注目しています。 

雪氷藻類の成長に影響を与える要因を理解することは、変化する水供給を理解する上で重要なステップです。藻類の増加は雪解けの進行を加速させる可能性があり、藻類が雪解けを早める可能性のある場所を把握することは、干ばつが発生しやすい米国西部では特に重要です。雪解けが緩やかであることは良いことです。下流の貯水池への水供給がより予測可能になり、夏の暑い時期に漁業やその他の水生生物が頼りにする冷水が河川に流れ込むからです。しかし、急速な雪解けは、他にも多くの問題を引き起こします。 

エルサー氏は、雪の役割をカクテルの氷に例えた。「氷は溶けていますが、最後の氷がなくなるまでは飲み物は冷たく保たれています」と彼は言った。「すると、『何が起こったんだ？ 飲み物は温かいのに』という感じになります」。雪氷藻が雪解けを早めたり、雪をすべて一気に溶かしたりすれば、夏が進むにつれて川の水温が例年より高くなり、水量が少なくなる可能性があります。「これはかなり大きな問題です」と、雪氷藻研究チームのメンバーであり、ユタ州立大学で山岳生態系の変化を研究している助教授のスコット・ホタリング氏は述べた。「西部全体が干ばつに見舞われていると聞いていますが、もし雪解けの早期化を助長する別の要因があるとすれば、それは重要なことです」

水管理者と積雪調査員は、融解が速いことは問題であると認めているが、雪氷藻類が果たす役割については必ずしも意見が一致していない。以前の研究は、それが重要である可能性があることを示唆している。ネイチャーコミュニケーションズ誌の2021年の記事では、藻類ブルームがグリーンランドの氷床で発生する表面融解の最大13％の原因であることが判明し、一方、アラスカの研究では、雪氷藻類が1つの大きな氷原の総融解の17％を占めており、21％の増加であると示唆している。「これらの大きな氷床では、表面が平らであるため、多くの研究が行われてきました」と、ミネソタ大学の地質微生物学者でプロジェクトメンバーのトリニティ・ハミルトンは述べた。しかし、もちろん山は平らではない。そして研究者たちは、地形と傾斜の変化が雪氷藻類が生育する場所をどのように形作るのかをまだ理解していない。ハミルトンと彼女のチームの今後の研究結果は、これらのパズルの欠けているピースを見つけることができるかもしれない。

「積雪からどれだけの水が流れ出ているのか、そしてそのタイミングを正確に把握することは、農業従事者であれ洪水対策であれ、水供給について知る必要があるすべての人にとって極めて重要です」と、天然資源保全局アイダホ積雪調査の水供給専門家、エリン・ウォートン氏は述べた。「積雪は、西部における私たちの事業運営にとって極めて重要です。」

雪藻の影響がより深く理解されれば、雪解けの時期を予測するモデルに雪藻を組み込むべきだとウォートン氏は考えている。しかし、誰もが同意しているわけではない。高山帯における雪藻の限界的な存在は、大きな脅威なのか、厄介な迷惑なのか、それともその中間なのか？「雪解けには非常に多くの変数があるため、気候変動という基本原則に忠実に従うだけで十分です」と、NRCSワシントン積雪調査の水供給専門家、スコット・パティー氏は述べた。「雪解けは、（同様に）雪解けを加速させる可能性のある汚れた雪やゴミの多い雪ほど心配する必要はありません。」 

グレイシャーでの一日のフィールドワークを終え、男たちは荷物をまとめ、雪原を滑り降り始めた。ガーデンウォールの岩壁が遠くに絵葉書のように広がっていた。歩いてきた雪は今、小川となって下の岩に流れ込んでいた。ぬかるんだ小道をかき分け、地下の泉と雪解け水が流れ込む小さな滝を過ぎて下った。雪解け水の一部は、たとえわずかでも、その日私たちが訪れた生きたピンク色のブルームによるものだった。既に乾ききった西部をさらに乾燥させるかどうかは、時が経てば分かるだろう。「藻はただ生き延びようとしているだけです」とアルメラ・ゴメスは言った。「彼らに罪はありません」