「私たちは信じられませんでした」: 南極大陸は、これまで見たことのないような行動をとっている。 回復できるでしょうか？
ベン・ターナー著
2024 年 4 月 23 日
南極の海氷はここ数夏で消滅しつつある。 現在、気候科学者たちは、この気候が再び起こるかどうか疑問に思っています。
南極のデセプション島沖で、小さなボートが海氷の周囲を滑空している。 この地域の海氷は、夏の最小値から冬の最大値まで成長しますが、ここ数年、夏には海氷の範囲が縮小しています。 (画像クレジット: karenfoleyphotography / Alamy Stock Photo)
夏の南極を眺めていると、時間が止まったように感じられます。 南極の白夜は、11 月から 1 月までの数週間、地平線の下に沈むことなく、その場に浮かんでいるように見えます。
しかし、南極が永遠であるというのは幻想です。 ほんの 10 年前までは、海岸沿いの夏の夜、太陽が海の上をわずかに滑り、流氷に金色の光を散らしていました。
しかし今日では、この海氷の大部分はどこにも見当たりません。 そして科学者たちは、この現象が二度と戻らないのではないかと懸念を強めている。
「南極はとても遠くに感じますが、そこの海氷は私たち全員にとってとても重要です」と英国南極観測所の極地気候科学者エラ・ギルバート氏はライブ・サイエンスに語った。 「それは私たちの気候システムにとって非常に重要な部分です。」
最近まで、南極の海氷は比較的安定した夏の極小期と冬の極大期の間で変動していました。 しかし、2016 年に記録的な最低値を記録した後、状況は変わり始めました。 その後、2023 年 2 月に史上最小となったわずか 737,000 平方マイル (191 万平方キロメートル) を含む、2 つの記録的な最低記録が続きました。
その年の3月に冬が始まると、科学者たちは氷の覆いが回復することを期待した。 しかし、代わりに起こった出来事は彼らを驚かせた。南極の氷は6ヶ月間記録的な低さを経験した。 7月の冬のピーク時には、大陸には西ヨーロッパよりも大きな氷の塊が欠けていました。
オーストラリアのモナシュ大学で南極気候を研究するアリアン・ピューリッチ氏は、「最低最悪の事態は誰もが予想していた。それは2070年ではなく2023年だった」とライブ・サイエンスに語った。 「それで、冬が来たとき、私たちは信じられませんでした。」
2024 年の現在、海氷の面積は再び記録に近い最低値に達しており、2 月 20 日にはわずか 766,400 平方マイル (198 万 5000 平方キロメートル) に達しました。
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南極では深刻な「体制転換」が起きており、気候科学者たちは次に何が起こるかを解明しようと躍起になっている。
「気候システムのどこかを推進すると、その影響は世界中に波及し、必ずしもすぐにというわけではありませんが、何年も経ってから影響が出ます」とギルバート氏は語った。 「ですから、システムをどんどん推進することで、その波紋をどんどん大きくしていきます。そして最終的には、私たち全員がその波紋を感じることになるのです。」
海の鼓動
南極で夏から冬に変わるとき、海氷は最小の約100万平方マイル（300万平方キロメートル）から700万平方マイル（1,800万平方キロメートル）へと拡大し、地球の表面の4％を不規則な磁器のような白いタイルで覆う。
この海氷のほとんどは、冬の数週間続く極夜の間に、大陸を取り囲むように浮かぶ棚氷の海氷域で成長する。内陸からの猛烈な風にあおられ、棚氷の内側にある海水の穴（ポリニヤ）が雪をまき散らしながら凍り、棚氷を一枚一枚積み上げていく。
この海氷のほとんどは、冬に数週間続く極夜の間に、大陸を取り囲む浮氷棚の外水域で成長します。 内陸からの激しい風にさらされ、海水の穴、またはポリニャの内側にある浮遊氷棚は、雪がちらつきながら凍り、一枚ずつシートを形成していきます。
海岸の氷のモザイクはさまざまな目的に役立ちます。 まず、この海氷の堀は、ますます不安定になっている大陸の陸氷からの海水を温め続け、垂れ下がった氷河を保護しています。 また、海氷の表面は、アルベド効果として知られるプロセスで、太陽エネルギーの一部を宇宙に反射します。
冬には、南極の海氷の面積が夏の最小値から劇的に拡大し、不規則な白いタイルで海を覆います。 これらの明るい白いタイルは、南極の生態系を調整する上で重要な役割を果たしています。 (画像クレジット: Patrick J. Endres、Getty Images 経由)
これらの浮遊プラットフォームは南極の生態系でも重要な役割を果たしており、ペンギンやオキアミなどの生き物に生息地を提供しています。 オキアミはプラットフォームの周りで成長する光合成藻類を餌にし、そのうんちは二酸化炭素を閉じ込めて海底に落ちます。
海氷は海洋循環のベルトコンベアを動かすのにも役立ちます。 海氷が溶けるにつれて、大陸棚から滝のように流れ落ちる冷水が深層水をさらに下方へと押し流し、世界中の海流すべてを動かす環極流に燃料を供給します。 実際、世界の海洋の 40% はその起源を南極の海岸線に遡っており、地球全体の地域の気候を調整する上で不可欠なものとなっています。
このように見ると、氷床のリズミカルな膨張と収縮は心臓の鼓動のようなもので、栄養素、酸素、熱を世界中に押し出し、二酸化炭素を深海に引き込み、炭素排出量の約 30% が深海に何百年も閉じ込められることになります。 。
有史以来、海の「鼓動」、そしてそれが炭素循環や海洋循環に及ぼす影響は、かなり安定していました。 しかしその後、拍子抜けした。
チャートから外れた
地球の海氷は、1979 年以来両極での海氷の変動を測定してきた衛星記録によって毎年記録されています。
北極の将来は常に単純かつ暗いものでした。氷の面積は 10 年ごとに 12% 以上着実に減少しています。
しかし、地球の反対側では、南極が予想を打ち破っているように見えました。 2015 年まで、南極の氷の面積はそのまま維持されていただけではなく、わずかに増加し、実際、2014 年には史上最高を記録しました。これは、2016 年に急激に減少したとき、科学者たちは氷が氷の面積を維持しているかどうか確信が持てなかったことを意味します。 まぐれ現象や不気味な根本的な変化を観察すること。
「過去7年間に起こったことは、今後も続く可能性がある」と南極の減少する海氷の調査を主導した氷河学者マルティン・シーゲルト氏はライブ・サイエンスに語った。
北極の急速な融解の主な原因は、表面アルベド フィードバックと呼ばれるプロセスです。 海氷が溶けると、より多くの太陽光線を吸収する暗い海が露出します。 アルベド効果のこの悪質な逆転により、北極は冷蔵庫からラジエーターに変わり、現在では世界の他の地域よりも 4 倍の速さで温暖化しています。
「海氷が毎年減少し始め、北極と同じプロセスが南極でも起きれば、南極は加速度的に温暖化するだろう。」 それは地球にとって大惨事となるだろう」とジーゲルト氏は語った。
2016 年以前、科学者たちは南極の複雑なシステムが地球の気候を一時的に安定させているのではないかという淡い期待を抱いていました。 今、その希望は消え去りました。
南極大陸を縁取る分厚い海氷。 気候科学者らは、ここ数年に見られた海氷の減少が、気候に劇的な影響を与える可能性のある政権交代の始まりではないかと懸念している。 (画像クレジット: Raimondo Restelli / 500px via Getty Images)
2023年9月の論文で、ピューリッチ氏とその同僚のエドワード・ドドリッジ氏は、南極の海氷系の変化が単なる異常事態ではないことを示す最初の手がかりを発見した。2015年、南極海は水深330～660フィート（100メートル）で温暖化し始めた。 200メートルまで）、それ以来ずっと暖かい状態が続いています。
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海氷の消失は海洋温暖化が進んだ地域で起こる傾向があり、後者は氷を形成するために大気と海洋が相互作用する方法を変化させ、南極系を新たな状態に移行させた。 ピューリッヒ氏によると、昨年の記録的な低水準を引き起こしたのはこの変化だという。
そして、新しい南極はこれまでとは異なる行動をとっている。 明らかな変化が起こる前は、夏の極小期の海氷と冬の極大期の海氷の間に何の関連もありませんでした。 今、両者は強く結びついています。
次はなにかな
南極の海氷減少による直接的な影響はすでに現れています。 たとえば、2022年の落ち込みにより南極西部では数千羽のコウテイペンギンのヒナが大量死し、科学者らは2023年にはさらに多くの死が見つかると予想している。また、2022年には東南極で観測史上最大の熱波が発生し、気温が上昇した。 通常より 72 °F (40 °C) 高い。
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さらに、南極を取り巻く深層海流は1990年代以来すでに30％減速しており、2050年までにさらに40％減速すると予測されている。
逆アルベドフィードバックによって反応が加速しているにもかかわらず、科学者たちは南極の海氷減少を不可逆的な転換点と呼ばないよう注意している。
「少し冷えれば、（海氷が）再び凍る可能性がある」とプーリッヒ氏は語った。
しかし、より大きな懸念は、海氷の不足がこの地域全体に別の永続的な転換点を引き起こす可能性があることだと彼女は指摘する。
「海氷が存在しない場合、海のうねりが他の場合よりも早く棚氷を破壊する可能性がある」とピューリッヒ氏は述べた。 「棚が壊れると、棚が支えている陸の氷が海に滑り落ちてしまう可能性があります。」
西南極の氷床だけが壊れて海に溶け込んだ場合、世界の海面は約 11 フィート (3.4 m) 上昇します。
南極主導の海洋循環の弱体化は、北半球の温帯気候の維持に役立っている大西洋子午線逆転循環（AMOC）などの主要な海流の崩壊を早める可能性もある。
最近、AMOCの力の低下が懸念される研究で指摘されている。 たとえば、海流が最後の氷河期と同じくらい弱まった場合、ヨーロッパと北アメリカの気温は 10 年以内に 9 度（5 度）も低下する可能性があります。
これらの二次的な転換点のタイミングと影響は、重要な問題となっています。 しかし、気候変動の顕著な影響については合意があるにもかかわらず、南極の複雑さ、歴史的データの不足、収集のための資金調達の困難により、正確な予測は困難となっている。
英国南極観測所の極地研究者キャロライン・ホームズ氏は、「南極は難しい。モデル化するのも難しいし、測定するのも非常に難しい。そこに行くことさえ難しい」とライブ・サイエンスに語った。 「しかし、現時点では、もっと研究する必要があると言うほどの研究の勢いがあります。」
その間、私たちの病んでいる惑星システムに対する明白な処方箋は依然として適用されている、それは世界のCO2排出量の緊急かつ大幅な削減である、とシーガート氏は述べた。
「前進する唯一の方法は脱炭素化であり、できるだけ早く脱炭素化するということは、最悪の結果が起こらないことを意味します。」 ジーゲルトは言った。