爆発物、ロボット、そりが終末の氷河を露出させる

2年前の12月、エリン・ペティットは重ね着をし、ゴーグルを装着し、オーディオブックを流し込み、南極のトウェイツ氷河を横断するハイキングに出かけた。後ろには地中レーダーを積んだソリを引いていた。このレーダーは厚さ300メートルの氷にパルスを照射し、氷の下の海水に反射した電波を分析し、足元の氷河の詳細な画像を構築する。オレゴン州立大学の氷河学者で気候科学者のペティットは、地球上で最も隔絶された風景の完全な静寂を求めて、ヘッドフォンを外すこともあって、雪の中を一人でハイキングした。「実に素晴らしく、瞑想的なフィールドシーズンでした」と彼女は言う。「ただ厚着をして、そこに出てソリを引いて、何マイルも歩き続けたのです。」

もしあなたが心配しているのなら、ペティットの同僚たちは常に彼女の居場所を把握していた。時折、誰かがスノーモービルに乗って物資を運んだり、レーダーのバッテリーを交換したりするためにやって来た。もちろん、レーダーを車両の後ろに牽引すればもっと広い範囲をカバーできただろうが、振動によってデータにノイズが混入してしまうだろう。そして、ゆっくり歩くことでペティットはレーダー画像の解像度を最大限に高めることができた。彼女は毎晩キャンプに戻り、そのデータをダウンロードして解析を始めた。「そして次の日も、外に出て同じことをした。静かで穏やかな散歩道だ」とペティットは言う。彼女は2週間以上、毎日最大12マイル、合計135マイルを歩いた。「私はこう考えていた。『私は海の上にある300メートルから400メートルの氷の上を歩いている。しかも、この氷はもう長くはそこにないだろう』

スウェイツ氷河（別名「ドゥームズデイ氷河」）が急速に崩壊し、毎年500億トンの氷が海に流れ出ているためです。南極大陸の海岸線に沿って75マイル（約120キロメートル）にわたって広がり、フロリダ州とほぼ同じ面積を占めるこの氷河は、現在、世界の海面上昇の4%を占めています。（陸と海にまたがっており、陸地にある部分は「氷床」、浮いている部分は「棚氷」と呼ばれます。）もしこの氷河が完全に溶ければ、海面上昇が2フィート（約60センチ）以上になるだけでなく、海に流れ込む際に周囲の氷河を引っ張り、さらに不安定化させるでしょう。そうなると、海面はさらに8フィート（約2.4メートル）上昇することになります。

科学者たちは、スワイツ氷河がどのように崩壊しているのか、そしてそれが壊滅的な海面上昇を引き起こすまでに人類にどれだけの時間が残されているのかを解明しようと、奔走しています。棚氷は3～5年で崩壊する可能性があり、そうなれば残りの氷河の減少が劇的に加速するでしょう。スワイツ氷河の新しい衛星画像を見ると、毎年最大6マイル（約9.6キロメートル）も拡大している、より深く長い亀裂が見られ、氷はより薄くなっています。 

しかし、上からの眺めは真実の半分しか語らない。だからこそ、ペティット氏をはじめとする100人の科学者たちは、米国と英国政府の資金援助を受ける5年間の国際スウェイツ氷河共同研究（International Thwaites Glacier Collaboration）に参加し、氷河のアクセスが困難な下層部も調査している。先月のアメリカ地球物理学連合（AGU）の会合で、彼らは最新の研究結果を公表した。そして、確かに状況は芳しくない。 

ペティット氏がソリに取り付けたレーダー測定によって、氷河の底面がどの程度しっかりと保持されているかが分かります。レーダーは固体の水はよく通りますが、液体の水は通りにくいため、電波が海（氷河の底を溶かしている比較的温かい海水）に到達すると、ソリに跳ね返ってきます。「私が歩いているところは、ただ果てしなく続く平坦な地形のように見えます」とペティット氏は言います。「しかし、底面を見ると、崖や溝、亀裂など、非常に入り組んだ地形で、棚氷の他の部分よりもはるかに薄いのです。」

衛星が地表で捉えた亀裂とは異なり、氷床下の亀裂は今のところ急速には広がっていないようだ、とペティット氏は言う。「しかし、容易に誘発されて、亀裂が急速に広がる可能性はある」。これは、棚氷が沖合約30マイルの海底の山へのグリップを失いつつあるためだ。この山はダム、つまり「ピンニングポイント」のような役割を果たし、残りの氷河をせき止めている。しかし、間もなくそのダムは決壊し、棚氷は氷山へと砕け散るだろう。まるで車が道路の穴にぶつかり、フロントガラスの傷が網目状の亀裂へと広がっていくようなものだ。

陸上の氷床は、凝集力のある棚氷に支えられなければ、隣接する氷床と同様に、自らも海へと向かって移動する速度を加速させるでしょう。「スワイツ氷河が質量を失い、海への流出速度が速まるにつれて、近隣の氷河も引っ張られることになります」とペティット氏は言います。これが「ドゥームズデイ氷河」という名前につながっています。

他の科学者たちは、スウェイツ氷河が陸地から水上へと変化する着氷​​帯に注目している。コーネル大学の海洋学者で気候科学者のピーター・ウォシャム氏は、この会議でここ数年の研究成果を発表した。彼のチームは、「アイスフィン」と呼ばれるロボットを使って、氷河の裏側のより詳細な画像を取得している。アイスフィンは、乗組員が掘削した穴から降ろす全長11フィート（約3.4メートル）の科学魚雷のようなものだ。ロボットはテザーによって2マイル（約3.3キロメートル）以上移動でき、ソナーとレーザーを使って海底と氷河の底面を3次元でマッピングする。塩分濃度、水温、酸素濃度を測定するセンサーを搭載し、水柱内の粒子に反射する音響音を使って流速を測定する。基本的に、アイスフィンはスウェイツ氷河の着氷帯について科学者が知りたいあらゆる情報を追跡できる。「典型的な船舶搭載機器をすべて小さな乗り物に詰め込んだようなものです」とウォシャム氏は言う。 

着氷帯を観察できるのは稀なことです。「それがスワイツだったという事実は、まさに金星のようでした」と彼は続けます。「南極大陸の他の場所やグリーンランドを調査する際に、この発見が、こうした地域で何が期待できるかというヒントを与えてくれます。」

しかし、アイスフィンからの知らせは良い兆しとは言えない。氷河を溶かすほどの温水が、スワイツ氷河の接地線（氷が陸地と接するまさにその地点）の周囲を渦巻いている。そして、この接地線は2011年以降1.6キロメートル以上後退している。つまり、氷河の底に接する海水が増え、融解が進んでいるということだ。ワシャム氏によると、氷は「この中で一番混沌としている部分です。接地線の近くには、実に奇妙な波打つような地形があります」。これらの地形は、融解のホットスポットとなっている。 

もしスワイツ氷床の底面が平らであれば、氷から溶け出した淡水は蓋のように氷の下に溜まり、より温かい海水によるさらなる融解を防ぐでしょう。「基本的に、海の熱が氷床に移動するのを阻止することになります」とワシャム氏は言います。ところが、起伏のある傾斜地が淡水の蓋を崩し、より温かい海水が氷床に接触するようになっているのです。 

この発見は、氷河学者に、世界中の氷河がどのように劣化しているのかについての重要な洞察を与える。そして、これは彼らがまだモデル化で考慮していない要素でもある。「傾斜した氷面に沿ったこのような別の融解方法は、氷床モデルには存在しない」とワシャム氏は言う。「この発見は、南極大陸が海面上昇に与える影響をより正確に予測しようとするならば、これを考慮に入れなければならないことを示している」

ルイス・アンド・クラーク大学の地球物理学者で氷河学者のリジー・クライン氏（同氏は会議の発表者でもある）は、氷床の着氷帯でさらに厄介な問題を発見した。それは、作業員が氷に深さ20フィート（約6メートル）の穴を掘り、爆薬を投下するという方法だ。（「花火のようなものです」とクライン氏は言う。「手の中で爆発したら痛いでしょうが、巨大な爆弾ほどではありません」）氷面に設置された地震計の列は、爆発のエネルギーが氷の下にどのように跳ね返るかを測定する。そのデータを用いて、クライン氏はそれが水なのか固体の土なのかを見分けることができる。これはペティットの地中レーダーのように機能し、実際、クライン氏は地震データとレーダーデータも組み合わせている。

クライン氏が2018年から収集してきたデータは、スワイツ氷床の部分が海に浮いているため、潮の満ち引き​​によって傾いていることを示しています。氷床が上昇すると、温かい水が氷床の接地層を通り抜け、陸地にある氷床の下に入り込み、さらに融解が進みます。これは、氷河融解のモデル化では考慮されていない、もう一つの重要な力学です。「氷点下数度の海水を、当初考えていたよりも内陸まで引き込むような作用があります」とクライン氏は言います。「数センチの水、薄い層が内陸まで引き込まれるかもしれません。しかし、氷を溶かすにはそれだけの力が必要なのです。」 

科学者たちは棚氷の亀裂、氷河の裏側の複雑さ、そして潮汐によるポンピングといったこれらの傾向をつなぎ合わせ、ドゥームズデイ氷河について悲観的な評価に至った。それは、これまで考えられていた以上に多くの方法で分解が進んでいるというものだ。もし完全に融解し、周囲の氷河も巻き込んだ場合、海面は合計3メートル上昇するだろう。「私の見解では、今後数十年で急速な海面上昇が起こるとすれば、それはスワイツ氷河が大きく寄与しない限り起こり得ない」とクライン氏は言う。

科学者たちは、レーダーをそりに載せて牽引し、魚雷ロボットを操縦し、爆薬を爆発させることで、地球上で最も重要な氷河の状況をこれまで以上に鮮明に描き出している。「私個人には海面上昇を制御する力はありませんし、地球温暖化を単独で解決することもできません」とクライン氏は語る。「しかし、私たちにできることは、何が起こっているのか、これから何が起こるのか、そしてどうすれば可能な限り影響を軽減できるのかを研究し、理解することです。」

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