隠された北極の洞窟には、私たちの過去と未来に関する秘密が隠されている

2008年の冬、ジーナ・モーズリーのキャリアは、パブで一杯のビールを飲んだことで大きく変わった。当時、ブリストル大学で洞窟環境に関する博士号取得を目指していた新進気鋭の古気候学者だったモーズリーは、大学の洞窟探検協会のメンバーと会合を開いていた際に、長年の洞窟探検家であるチャーリー・セルフと会話を始めた。

彼はグリーンランド北部の人里離れた洞窟について語り始めた。それは、地上数百メートルの険しい崖の頂上にぽっかりと口を開けた巨大なブラックホールで、到達不可能に思えるほどだった。1960年代、冷戦時代の偵察任務中、パイロットたちが緊急時の不凍滑走路を探していた際、アメリカ陸軍がこの洞窟の最初の公式写真を撮影した。それ以来、セルフ氏を含め、数人の研究者が洞窟への到達を試みたものの、失敗に終わった。中には、洞窟の入り口でヘリコプターをホバリングさせて中を覗こうとした者もいた。しかし、誰も洞窟内に入ることはできなかった。

洞窟には、過去の気候に関する最も信頼できる手がかりがいくつか残されています。それらは、しばしば天井や床を飾る鍾乳石や石筍という彫刻的な形態に捉えられています。若き古気候学者モーズリーにとって、急速に変化する北グリーンランドの気候に潜むこの未踏の峡谷について聞いた時、それは心を奪われました。「探検というアイデアに、すぐにワクワクしました」とモーズリーは言います。セルフは自分が集めた膨大な情報を彼女に貸し、モーズリーはそれをコピーしてから引き出しにしまい込みました。「どうしたらいいのか分からなかったんです」と彼女は言います。何年もの間、彼女は時折その洞窟のことを思い浮かべ、そこへ辿り着くための探検を想像していました。「でも、自信がなかったし、どこから始めればいいのかさえ分からなかったんです」

10年以上が経ち、グリーンランド南部の洞窟への3度の中間調査旅行を終え、潤沢な資金も得たモーズリーは、今やベテランの洞窟探検家、極地探検家、そしてオーストリア・インスブルック大学の古気候学者として、世界初となる6人編成の北極圏探検隊を率いて、あの謎めいた洞窟を探検する準備を進めている。チームが洞窟内の物質を調査することで、地球の北極圏の奥深い歴史を垣間見ることができるだろう。これらの地域は現在、地球上の他のどの地域よりも2倍の速さで温暖化している。かつての姿を知れば、氷が溶け続け、地球の気温が変動し、壊滅的な海面上昇を引き起こした場合、人類がどのようなリスクにさらされるかを予測するのに役立つだろう。

モーズリーの洞窟愛は、12歳の時、サマセット州チェダーへの家族旅行で始まりました。地元の洞窟を巡るガイド付きツアーに参加する機会があり、彼女は薄暗く迷路のような地殻の裏側へと足を踏み入れました。ぬかるみの中を這いずり回りながら、彼女はたちまち洞窟の虜になりました。彼女は新聞配達で稼いだお金を貯め始め、将来サマセットに休暇で訪れた際には、もう一度あの洞窟に潜り込みたいと思ったのです。「とにかく洞窟が大好きでした」とモーズリーは言います。「ベニスに行って路地をぶらぶら歩きながら、角を曲がった先に何があるのか​​知りたくなる、あのワクワク感を味わう人もいるでしょう。私は地下にいると、あのワクワク感を味わえるんです。」

数年後、彼女は古気候学の博士課程を開始した。これは、彼女の2つの関心事、洞窟探検と気候変動を組み合わせたものだった。洞窟は気候研究において貴重である。なぜなら、多くの洞窟に鍾乳石（スペレオセム）があるからだ。鍾乳石とは、鉱物の堆積物でできた地質学的特徴の総称で、洞窟の天井からぶら下がったり、洞窟の底から蟻塚のようにそびえ立ったりしている石筍、鍾乳石、流石を形成している。鍾乳石は、外界から洞窟の天井を通して徐々に滴り落ちる水によって、数千年かけてゆっくりと成長する。方解石の鉱床が物理的構造を形成し、木の年輪のように、髪の毛ほどの薄い個々の層を時間をかけて構築していく。「水滴一つ一つが化学的特徴を持っており、それが堆積した時に地表で起こっていたプロセスについて教えてくれるのです」とモーズリーは説明する。洞窟内に捕らえられた方解石、酸素、炭素、さらには土や花粉、植物の痕跡までもが、大気中の二酸化炭素濃度、気温、降雨量、さらには洞窟周辺の生息地など、過去の環境の様子を総合的に描き出します。

一方、洞窟自体はこの貴重な記録を高度に保存しており、過去への舷窓となっている。「（洞窟は）地表環境と密接につながっているが、地表環境からしっかりと保護されている。つまり、洞窟は地表の下にあり、数十万年、あるいは数百万年にわたって起こっている変化を静かに記録しているのだ」とモーズリー氏は言う。この安定した環境は、過去の気候の長期にわたる詳細な記録をほぼ無傷で生成することができる。これは、動物による撹乱を受けやすい海洋堆積物や、気温が上昇すると溶けてしまう氷床コアなど、他の気候アーカイブと比較される。「（鍾乳石は）実に多くの条件を満たしており、アーカイブとして優れた利点を備えている」と、モーズリー氏の研究には関与していないオックスフォード大学の同位体地球化学者で古気候学者のクリストファー・デイ氏は言う。

鍾乳石分析に用いられるウラン・トリウム放射年代測定法の進歩により、研究者らは個々の地層の年代を約20年の精度で特定することが可能になった。そこに含まれる環境情報と組み合わせることで、「特定の出来事がいつ起こったかをかなり確実に言える」とモーズリー氏は言う。気候記録に関して言えば、鍾乳石は全体像の中のほんの一部に過ぎないが、洞窟は地球全体に広く分布しているため、そこに含まれる鍾乳石は他の記録手段では補えない空白を埋めるのに役立つことを彼女は注意深く強調する。一方、その詳細な記録は、過去の環境のより豊かな地球規模の肖像を描くのに役立つ。「個々の地域に固有の情報を用いながら、環境がどのようなものであったかを徐々に、はるかに地球規模で表現できるように取り組むことができます」とデイ氏は言う。それは研究者らが大まかな気候傾向を検出し、地域間の違いや関係性を比較するのに役立つと彼は説明する。

過去の気候の特徴の中には、私たちが現在経験している、そして将来直面するであろう温暖化を反映しているものもあるため、それらの記録は将来の気候を考える上で貴重な指針となるとモーズリー氏は語る。「私は、現在よりも温暖だった過去の時期を研究することで、気候と環境がどのようなものになるかを現実的に示そうとしているのです。」

これまで、彼女は洞窟生成物を求めて世界中を旅してきました。フランスのグルニエ洞窟では、ぶら下がる鍾乳石のシャンデリアの下、地下の洞窟湖をボートで渡りました。ネバダ州デビルズホール洞窟では、152メートルの岩壁を懸垂下降して底からサンプルを採取しました。バハマ諸島の海底クリスタルケーブで石筍を採集したチームの一員でもあり、その様子はすべて彼女の研究に関するIMAXドキュメンタリーで紹介されています。しかし、気候変動が地球に及ぼす将来の影響について、最も示唆に富む手がかりのいくつかは、北グリーンランドの凍った洞窟の中に眠っています。それが、モーズリーをこの過酷で、ほとんど到達不可能な場所へと引き戻し続けるのです。

モーズリーのグリーンランドへの執着は、チャーリー・セルフから託されてから何年も経ってから、ついにそのファイルを受け取った時に再燃した。書類の束の中に、グリーンランド北東部の洞窟で発見された、一枚のフローストーン（絶えず流れる水の層によって形成された鍾乳石）に関する研究文書を見つけたのだ。「そしてその時、（グリーンランド旅行のアイデアが）私にとってより興味深いものになりました。グリーンランドには、物理​​的な気候に関する情報が含まれているかもしれないサンプルが少なくとも一つあると分かったからです。」

このひらめきは、グリーンランド北東部に関する科学的知識が極めて限られていた状況で起こった。この過酷で人里離れた地形を旅するリスクと費用は、ほとんどの北極探検家を思いとどまらせていた。この地域には、デンマーク軍基地を管理する5人を除いて、定住する人間はいない。「前世紀の初めでさえ、グリーンランド北東部の海岸線がどのようなものかは分からなかった。なぜなら、まだ地図化されていなかったからだ」とモーズリー氏は言う。洞窟、ましてや鍾乳石に関しては、知識は乏しかった。

しかしモーズリー氏は、こうした遠方から採取した地質学的サンプルが地球規模の気候変動に関する独自の重要な知見をもたらす可能性があるという信念に突き動かされていた。「北極は世界平均の 2 倍の速さで温暖化しており、気候変動に非常に敏感です。そのため、将来何が起こるかについて、より多くの情報が必要です」と彼女は言う。例えば、現在は氷で覆われている北極圏に洞窟生成物が存在するだけでも、以前は現在よりも湿潤で温暖であったことがわかる。洞窟生成物が形成されるには流水が必要だったからだとモーズリー氏は説明する。地球の歴史では、太陽に対する位置などの要因により、以前よりも温暖な時期が多かった。こうした温暖な時期のいくつかは、現在私たちが住んでいる世界とは非常に異なる世界を作り出した。例えば、海面はかなり高く、地球は人間が居住するのに今ほど適した場所ではなかっただろう。

重要なのは、これらの変化が、現在私たちが経験している急速な人為的変化とは異なる地理的および時間的スケールで進行したことです。しかし、この地域の温暖な過去から手がかりを得ることで、現在北極圏で加速している温暖化の影響、そして例えば極地の氷の融解が世界的な海面上昇をどのように加速させるかを理解できる可能性があります。オックスフォード自然史博物館の館長であり、長年にわたりモーズリーの研究に協力してきた地質学者、ポール・スミス氏は、この状況を次のように説明しています。「グリーンランドは、人類がこれまで経験したことのないほど温暖な状態に戻りつつあります。北極に落葉樹が生育していたという過去の証拠があるのであれば、赤道ではどのような状況になっているのでしょうか？」

その一つのフローストーンの可能性に勇気づけられたモーズリーは、2015年にグリーンランド北東部への3回の探検の最初の探検を行った。証拠となるものが何もなかったため、最初の冒険は従来の方法では資金調達が困難だったため、チームは現地に赴くために59の民間スポンサーからの寄付に頼った。モーズリーと4人の同僚（そのひとりはナショナル ジオグラフィックの洞窟写真家でもあるモーズリーのパートナー、ロビー ショーン）が参加したこの旅は、グリーンランド北東部の極寒の岩だらけの地形を横断する、トライアスロンのような過酷なトレッキングから始まった。双発のオッタープレーンで人里離れた滑走路に降ろされ、広大な湖をボートで渡り、その後3日間のハイキングで終わり、チームが探検する洞窟にたどり着くために変化するガレ場の斜面を必死によじ登った。

目的地に到着すると、彼らは予想をはるかに超える素晴らしい体験をしました。「想像をはるかに超える洞窟があり、それらはまさに鍾乳石で満ち溢れていることを知りました」とモーズリーは言います。洞窟の奥深くから集めた貴重な積荷を置くスペースを作るため、チームは食料を降ろさざるを得ないほどでした。「フリーズドライの食料の代わりに岩の塊を積んでいました」とモーズリーは言います。

2018年と2019年にはグリーンランド北東部への2度の調査旅行が行われ、5年間分の洞窟生成物サンプルを採取した研究チームは、これまでにいくつかの重要な発見をしています。最新の発見は今年、Science Advances誌に掲載されました。採取した洞窟生成物の中には、氷床コアの記録が入手できない温暖期にあたる58万8000年前まで遡るものもあります。薄板の中には、気温が現在より3.5度高かった温暖化の証拠が残っていました。この温暖化は降雨量の増加と永久凍土の融解を招き、大気中への二酸化炭素放出量の増加につながりました。

これは、気候変動という全く異なる、人為的な体制の下で、私たちが再び目にするかもしれない世界のビジョンです。そして、グリーンランド極北の山々にある謎めいた洞窟には、さらに遠い歴史にまで遡る手がかりが隠されているかもしれません。

グリーンランドを手に例えると、この洞窟はウルフランドと呼ばれる指のような地形の上にあり、北極点を力強く指しているように見える、とポール・スミスは言う。彼はこの洞窟を比較的間近で見た数少ない人物の一人であり、1984年に不安定なヘリコプターの窓から見ていた。当時、スミスはグリーンランドへの最初の地質学調査旅行でウルフランドを訪れており、ベースキャンプに戻る飛行機の中で、パイロットに洞窟の横を急降下して中を覗いてみるよう頼んだ。

「猛烈な上昇気流が吹いていたので、本当に振り回されました」と彼は回想する。しかし、間近で見て衝撃を受けたのは、その穴の圧倒的な大きさだった。スミスは、ヘリコプターが着陸できるほどの大きさだっただろうと推測した。それ自体が過去の気候を知るための興味深い手がかりだった。「ヘリコプターが着陸できるほどの洞窟通路を形成できるほどの水量はいつからあったのでしょうか？」とスミスは言う。

数十年後、スミスはその日に撮影した写真の一部をモーズリーに渡すことになる。そして、その謎めいた写真は、この洞窟が長年彼女の記憶に焼き付いていた理由の一つだった。その時点でチャーリー・セルフは亡くなっており、悲しいことに2015年の最初の探検隊を見ることさえできなかったとモーズリーは言う。しかし今、彼女はロレックスから企業賞を授与され、モーズリーとセルフが長年夢見てきた探検がついに可能になる。この賞は、モーズリー、彼女のパートナーである写真家、ロープアクセスの専門家、そして医師の6人からなるチームで、人里離れたウルフランドまで行き、過酷な地形を横断するための法外な費用をカバーする。（彼らは救助があまりに遠いため、誰かが怪我をして天候が変わった場合、「救助されるまで1、2週間かかる可能性があります」とモーズリーは説明する。）

モーズリーさんはこう話している間にも、旅程を計画している最中だ。ベースキャンプから洞窟までの壮大なトレッキングは、洞窟が埋め込まれている崖の台地の頂上までハイキングで最高潮に達する。その後は「頂上から洞窟に入るには、1600メートルほどの懸垂下降が必要」だとモーズリーさんは言う。「すると、ただ巨大な黒い穴が見える。今のところ見えるのはそれだけだ」。（彼女はまた、この地域の他の洞窟もいくつか訪れ、地域の鍾乳石のサンプルベースを拡大する予定だ。）

モーズリーは、この謎の洞窟の中で何を見つけるのか確信が持てない。一方で、彼女の探求は、その不確実性に突き動かされている。「この洞窟は冷戦時代に撮影されたものの、未だに探検されていないという説があります。そして、世界最北の洞窟の一つでもあるのです」と彼女は言う。「そこに何があるのか​​知りたくない人がいるでしょうか？とにかく、知るのが待ちきれません。」

一方で、この洞窟の鍾乳石は、将来の気候変動に関する記録簿に貢献する可能性のある、独自のデータ源となる可能性も秘めています。「ウルフランドの洞窟は、グリーンランド北東部の洞窟から600～700キロも離れています。十分に離れているため、気候変動への反応も大きく異なる可能性があります」とモーズリー氏は説明します。また、これらの洞窟はグリーンランドの北端に位置し、凍った北極海に面しているため、温暖化によってこの大陸への影響が変化する可能性があります。これらの洞窟から得られるデータを統合することで、「気候変動に関する知識に付加価値をもたらす」とモーズリー氏は言います。

彼女はまた、洞窟内に鍾乳石が保存されているかもしれないというかすかな希望を抱いている。特殊な年代測定法と組み合わせれば、さらに遠い過去まで遡ることができるかもしれない。「理論上は、300万年前まで遡れるかもしれません。プロジェクトの成果が必ずしも保証されているわけではないので、あまり重視していませんが、それでも可能性はあります」とモーズリーは言う。最終的に、この洞窟の位置が、そのデータを他に類を見ないものにするだろう。もし記録が、この凍てつく極北の地表がかつて湿潤で温暖であったことを明らかにすれば、急速な人為的氷床減少に向かうグリーンランド北部の地球規模の影響について、何が明らかになるのだろうか？

モーズリーにとって、答えの糸口となる発見に至るには、数ヶ月にわたる探検計画、過酷な極限環境での数週間に及ぶサンプル採取、そしておそらくは数年にわたる分析が必要となるだろう。こうした不確実性、リスク、そして困難を背景に、彼女を洞窟の奥深くへと突き進み続ける原動力は何なのだろうか？

こうした環境への愛情に加え、過去の気候の手がかりを探し続けるもう一つの理由が彼女にあると彼女は言います。それは、生後5ヶ月の娘の存在です。「私はより大きな研究課題に真剣に取り組んでいます。でも、娘が生まれてから、この問いがさらに重要になった気がします」とモーズリーさんは言います。「娘が成長する頃には、ヨーロッパにはもう見るべき氷河は残っていないでしょう。それは本当に悲しいことです。」

洞窟の鍾乳石を読むことは、私たちが失いかねないものを記録する芸術です。しかし同時に、私たちが守るべきものにも光を当てます。娘が生まれる前、モーズリーは博士号取得以来の独自の研究について論文をまとめなければなりませんでした。それは、彼女が研究し、彼女の研究人生を決定づけてきた洞窟をカタログ化したものでした。出産後、彼女は序文を書き直し、娘のこともそこに含めました。「今になって気づいたのですが、この一連の研究の目的は、彼女と彼女の世代のためだったのです」とモーズリーは言います。「私はそう信じています。」