海底永久凍土は気候にとって大きな不確定要素

約2万年前、世界は非常に寒冷で、巨大な氷河が水を吸い上げ、海面を400フィート（約120メートル）も低下させました。海が後退するにつれ、新たに露出した陸地が凍りつき、永久凍土が形成されました。永久凍土とは、土と氷が混ざり合ったもので、現在では極北の地域に広がっています。しかし、世界が温暖化し、私たちが（今のところは）享受している現在の気候になると、海面は再び上昇し、永久凍土の沿岸端は水没し、今も海面下に凍りついています。

これは、科学者たちが解明に奔走している巨大で隠れた気候変数です。陸上の永久凍土の破壊が大気中に放出される炭素の大きな発生源であることを、科学者たちは十分に認識しています。永久凍土が融解すると、微生物がそこに含まれる有機物を食べて二酸化炭素（凍土がかなり乾燥している場合）とメタン（融解した氷が池を形成している場合）を放出します。これはフィードバックループを形成する可能性があり、永久凍土の融解が進むほど排出量が増加し、それが地球を暖め、永久凍土をさらに融解させます。北極圏は現在、地球の他の地域の4倍の速さで温暖化しているため、これは特に大きな問題です。 

しかし、海底永久凍土はアクセスが困難なため、ほとんど研究されていません。調査船の貸し出しはどこでも安くはなく、ましてや北極圏ではなおさらです。掘削サンプルを採取するために海底に到達するのもはるかに困難です。さて、先週、米国科学アカデミー紀要（Proceedings of the National Academy of Sciences）に掲載された衝撃的な論文の中で、国際的な科学者チームが、そこで何が起こっているのかを示す貴重な情報を提供しています。チームは、カナダ北部沖で魚雷のような海洋ロボットを使用し、ソナーで海底の地図を作成しました。科学者たちは、海底の地形がどのように変化しているかを把握するために、9年間にわたってこの調査を数回繰り返し、海底が大規模な変動を起こしていることを発見しました。

その結果、上の画像のような憂慮すべき事態が起こりました。巨大な陥没穴は、海底永久凍土が融解して崩壊したことを示しています。この陥没穴は、研究者たちが海底で発見した数十の穴の中でも特に巨大なものです。科学者たちは既に、サーモカルストと呼ばれるこの激しい現象を陸上で記録しています。永久凍土は凍った水のマトリックスに浮かぶ土壌でできているため、融解すると陸地が収縮し、北極の地形全体に巨大な穴が掘られます。そして、これらの海底画像が示すように、この現象は海中でも発生しています。

「海底でこれほどの規模の変化がこれほどの速度で起こっている場所があるというのは、本当に驚くべきことです」と、論文の共著者であるモントレー湾水族館研究所の海洋地質学者チャーリー・ポール氏は述べている。調査はマンハッタンの半分の面積に及び、40個の穴が掘られた（下の画像でその一部を見ることができる）。ポール氏によると、その巨大な穴は「ニューヨーク市の6階建てアパート1棟分に相当する」という。

なぜこのようなことが起きているのでしょうか？陸上では気温上昇により永久凍土が融解しています。しかし、ポール氏によると、海底温度が融解を引き起こすほど上昇しているという証拠はありません。そのため、融解は上からではなく、海底から始まっている可能性が高いのです。ポール氏によると、海底永久凍土は数百メートルにも及ぶ厚い楔形を形成しています。その下には比較的温かい地下水が流れており、永久凍土を劣化させる可能性があります。「もし純粋な永久凍土の氷であれば、空洞が生じ、それが崩壊するでしょう」と彼は言います。「ですから、この環境で発生している空洞は、この地域の海底が経験してきた長期的な温暖化の結果であると推測しています。」

この長期的な視点が重要です。陸上の急速な融解とは異なり、この海底層の劣化はおそらくはるかに長い時間スケールで進行しており、これは最終氷期以降に地球がどれだけ温暖化したかという長引く影響です。「この論文から得られる最大の教訓は、これらのシステムが反応するのにどれほどの時間がかかるのかを改めて認識させてくれることだと思います」と、ブリガムヤング大学で永久凍土を研究しているベン・アボット氏は言います。彼は今回の研究には関わっていません。「これを誤解して、『何も心配することはない』と言う人もいるかもしれません。しかし、私は全く逆の結論を導き出しています。システムが一旦動き出したら、その方向を変えることはほとんど不可能です。ハンドル付きの車ではなく、山頂から押し落とす大きな岩のようなものです。」