「前例がない」「びっくりした」「信じられない」：南極の海氷の変化は劇的な影響を与える可能性があると気候科学者のエドワード・ドドリッジが言う
ベン・ターナー著
2024 年 4 月 23 日
1898年、南極への最初の科学探検隊の乗組員は、大陸最南端の周囲の海氷の中に閉じ込められました。 かつて分厚かった氷の多くは減少しつつあると極地研究者のエドワード・ドドリッジ氏は言う。
RV ベルギカの乗組員が飲料水として使用するために雪を積んで戻ってくる写真。 (画像クレジット: KGPA Ltd/Alamy Stock Photo)
1897 年 8 月 16 日、調査船ベルギカはベルギーのアントワープから出航しました。 船の目的地は、リオデジャネイロ、モンテビデオ、そしてチリのプンタアレナスを経由し、それまで西洋人によって完全に未踏の大陸である南極大陸でした。
新しい土地は訪問者に優しくありませんでした。 到着直後、ベルギカ号は大陸を取り囲む流氷の厚い後光の中に閉じ込められてしまいました。 南極の日のない冬が始まると、乗組員18人は精神的にも肉体的にも限界に追い込まれ、生き残るためにペンギンとアザラシの肉を食べた。
ベルギーのアメリカ人医師フレデリック・クックは1898年に、「私たちは火星の表面にいるかのように絶望的に孤立している。そして私たちは南極の白い静寂の中にさらに深く沈んでいく」と書いた。
翌年の春、かすかな日差しが照りつける中、病気に悩まされた絶望的な乗組員たちはダイナマイトの棒を船の周囲に投下し、船を囲っていた分厚い海氷を爆破して自由への狭い道を作った。 乗組員のうち2名を除いて全員がこの試練を生き延びた。
しかし現在、一年の大部分において、不運な航海で遭遇したかつては豊富にあった海氷が消えつつあるようだ。
遠征の歴史について話し合うため。 地球の気候を調節する上での南極の海氷の重要性。 Live Science は、この地域の動態を理解するために数学的モデルと観測を使用しているタスマニア大学の海洋学者で気候科学者のエドワード・ドドリッジ氏に話を聞きました。
彼が言わなければならなかったことは次のとおりです。
ベン・ターナー: RV ベルギカ号の旅はどうでしたか? そして、それは南極についての私たちの理解にどのように貢献したのでしょうか?
エドワード・ドドリッジ: RV ベルギカの南極への航海は 1897 年に出発し、南極探検の「英雄時代」として知られるようになった最初の航海でした。 それはまさに 19 世紀の終わりから 20 世紀の始まりでした。 南極は誰も行ったことのない、まったく未知の場所でした。 それからわずか 10 年余りの間に、人々ははるばる南極点に到達しました。
大陸から最初の記録を入手したことで、この地域に対する私たちの科学的理解が深まりました。 今でも私たちに多くのことを教えてくれる大陸ですが、RV ベルギカの旅は始まりです。
BT: あなたがベルギカ号について書いた理由、そしてその航海が非常に有名になった理由の 1 つは、そこの流氷が非常に厚かったため、船が 2 年近く冬の間立ち往生したためです。 これは、当時の南極がどのようなものだったのかについて、私たちに何を教えてくれるでしょうか? そしてそれ以来どのように変化しましたか？
ED: これが、RV ベルギカの航海が今見ても非常に興味深いものであると私が思う理由です。 彼らが航海した南極の海岸線の地域には、衛星の記録が始まって以来初めて氷がなくなりました。今では、一年のうち何ヶ月も氷がありません。 45 年間の記録としてはかなり驚くべきことですが、125 年前を振り返ってみると、彼らは厚さ 2 メートル [6.6 フィート] の氷の中に閉じ込められていたことがわかります。これは大きな変化です。
これは本当に驚くべき話です。なぜなら、この話は、過去 1 世紀にどのように変化したかを理解するために使用できるからです。 この夏、ベルギーのようなボートでそこに行くとしたら、南極の海岸線まで航行し、南極の海岸で戯れ、その後ベルギーに戻ることができます。 そして、あなたは広大な海氷を見たことがないかもしれません。
エドワード・ドドリッジ。 (画像クレジット: Harshula Jayasuriya)
BT: これを現在に近づけると、数年間の記録的な低さの後、2023 年に南極の冬期間の海氷が再成長しませんでした。 7月に南極の冬が終わるまでに、大陸には西ヨーロッパよりも大きな氷の領域がなくなっていた。
あなたは極地の研究者で、これを非常に長い間研究してきました。 去年これが起こったとき、あなたはどう思いましたか？
ED: ほとんど信じられないですね。 南極の海氷について私たちが得た測定値は非常によく校正されており、衛星が氷の量を真実に教えてくれていることがわかっています。 しかし、そのグラフを見ると、前年とこれほど異なることがあり得るということを理解するのは困難でした。
研究コミュニティとして、私たちはこの変化がどれほど異常であるかを説明することさえ困難でした。 人々は「前例のない」「びっくりした」「信じられない」などの言葉を投げかけます。 しばらくの間、私たちは統計を使って、それが何千年、あるいは何百万年に一度の出来事であると言おうとしていた。 それから数十億年、さらには数百億年にもわたります。
途中のある時点で、統計はこれを理解するのにもう役に立たないことに気づく必要があります。 過去 45 年間に私たちが見てきたものとはあまりにもかけ離れているので、完全に違うと言わざるを得ません。それができる限りのことです。
BT: しかし、北極と南極の間の異なる力学については知らず、気候変動について一般的に認識しているだけのこの分野の専門家でなくても、この氷がある時点で溶けることを期待するかもしれません。 なぜそんなに驚いたのですか？
ED: 違いは、北極は大陸に囲まれた海であるのに対し、南極は海に囲まれた大陸であるということです。 つまり、北極では、冬の氷の量は基本的に海の量と同じですが、南極の周りの海がなくなることはありません。
そのため、南極の周囲で海氷が形成されると、それは広範囲に拡大する可能性があり、この拡大の限界は、海、大気、氷の間の相互作用によって設定されます。 これは、南極周囲の海流がどれだけの氷を確保できるかに重要であることを意味します。 これらすべてがモデル化を非常に困難にしています。
以前、[気候変動に関する政府間パネル] IPCC モデルは、北極にいるのと同じように、南極でも氷が失われているはずだと示唆していましたが、2014 年までの衛星データではそのようなことはわかりませんでした。
ですから、冬の間にそれが戻ってこなかった昨年は、それは予想していなかったことでした。 私たちは、気候変動により、将来のある時点で氷が減少するだろうと感じていました。 しかし、2020 年に気候科学者に「2023 年の冬には何が起こるでしょうか?」と尋ねていたらどうでしょうか。 私たちが目にしたものは誰も予想できなかったでしょう。
BT: では、南極では何が原因で起こっているのでしょうか?
ED: 基本的に、世界は温暖化しているはずで、温暖な世界と海氷の多さが一致しないことはわかっています。 大気と海洋が温まると、両方とも海氷に影響を与えることになります。 しかし、これらの相互作用のニュアンスをすべて理解するのは、実際には非常に困難です。
海の上部には混合層と呼ばれる層があります。 どの場所でも同じ特性を持ち、温度や塩分はほとんど変わりません。 南極周辺では、冬の間、その層の厚さはほとんどが約100メートル[330フィート]になります。 その下では、海の他の部分から暖かさがやって来て、上層と混ざり、海氷を妨げる可能性があります。 私たちの研究では、海底の温度が上昇しており、最も温暖化した場所では海氷の減少が最も顕著であることが示されています。
南極のウェッデル海では、夕暮れ時に海氷の上に月が昇ります。 (画像クレジット: Sergio Pitamitz/VW Pics/Universal Images Group via Getty Images)
BT: 悪魔の代弁者を演じているのに、これがある種の異常事態であることを確実に除外するにはどうすればよいでしょうか? このような状況の中で、気候変動の兆候を示す決定的な証拠をどのように見つけられるでしょうか?
ED: 現時点での正直な答えは、それはできないということです。これが数十年または数百年単位で海氷が変動している可能性を決定的に排除することはできません。 しかし、私たちにできることは、私たちが持っている 45 年間のデータを調べることです（極地の衛星測量は 1979 年に始まりました）。 これは、何らかの変化や異常事態があったとしても、それは 45 年以内には起こらないことを示唆しています。
私たちができるもう 1 つのことは、モデルを使用して、何千年にもわたって実行できることです。 繰り返しになりますが、これらのモデルでは 2023 年のようなことが定期的にランダムに起こるという兆候はありません。
BT: 南極は世界で最も辺鄙な地域の 1 つです。 なぜそこでの海氷の突然の減少が世界的に問題となるのでしょうか?
ED: ということは、海氷が気候システムの中で果たしている非常に重要なことがいくつかあるということですね。 まず、本当に白くて明るいので、太陽光線を反射して宇宙に戻します。 これにより、その下の海が断熱され、冷たく保たれます。 それを取り除くと、この地域の温暖化の速度が加速し、地球規模の温暖化の増加に寄与することになります。
第二に、大気中の二酸化炭素を吸収する植物プランクトンと呼ばれる微小な植物が海氷上で成長し、氷の周囲に形成される領域もまた、大気中や地表から二酸化炭素を取り出す領域が形成されています。これは人間が摂取する二酸化炭素の約 10% に相当します。 放出されたものは南極海に吸収されました。
最後に、人類レベルで言えば、南極の周囲には非常に多くの象徴的な種が生息しています。 オキアミは氷の上で育つ植物プランクトンを餌としています。 したがって、私たちがそれを奪えば、オキアミが被害を受け、南極海の生態系全体も被害を受けることになります。
BT: 海氷が現在の減少を続けた場合、最終的にはどこに行き着く可能性がありますか?
ED: 私たちが持っている最高のツールはモデルです。 そして、それらを十分に長く実行すると、そうです、南極の周りの氷の量が大幅に減少します。 私たちが推測できるもう 1 つの方法は、過去の気候時代の地理的堆積物コア記録を調べることです。
これらから、南極に樹木や植物、あらゆる種類の動物が生息していた時代を見つけることができ、南極が凍った大陸ではなかったことを示唆しています。 したがって、氷がなくなるまで地球を十分に暖めることは確実に可能ですが、私はそれに近い状態にならないことを強く望んでいます。
BT: 沿岸地域にとってはかなり悲惨な話ですね。氷がすべて溶けたら、海面はどれくらい上昇しますか?
ED: 南極には、世界の海面を 60 メートル [200 フィート] 上昇させるのに十分な氷が含まれています。
BT: 南極の周極流は熱塩循環と、大西洋子午線反転循環 (AMOC) などの地球規模の海流を推進しており、これらは大西洋の気候を制御するのに非常に重要です。 この溶けは彼らに影響を与える可能性がありますか？
ED: 海氷の変化は間違いなくAMOCに影響を与えるでしょう。 AMOC には北大西洋で形成された水があり、冷たくて塩分が多くなって沈み、南極に戻ってきます。 そして、南極の周囲に形成される冷たく濃い水のために、その循環には別のループがあります。
私たちが南極底層水と呼ぶもの、つまり地球の海洋で最も密度が高く、最も冷たい水の形成は、実際には海氷の形成に依存しています。 南極の氷河や氷床が溶けると、淡水が海に放出され、地表水の塩分が減少します。
これは、密度が高くならず、簡単に沈むことができず、循環速度が低下することを意味します。 AMOC が過去数十年間で 30% 減速し、今後数年間で最大 50% 減少する可能性があることを示唆する論文がいくつかあります。
したがって、間違いなく、南極周囲の海氷の変化は、地球規模の循環を覆し、それによって運ばれる熱、塩分、栄養素の分布を変えることになります。
BT: つまり、連鎖の最初のいくつかのドミノしか見えていませんが、私たちが目にしているのは、地球の温度調節方法における根本的な変化の始まりである可能性があります。
ED: もちろんです。 こんなことを言うとちょっと偉そうに聞こえますが、本当です。 南極大陸を囲む南極海は、私たちの世界の海洋の中心です。 太平洋、大西洋、インド洋が出会う場所です。 したがって、南極海で起こる変化は世界中の海洋すべてに影響を与えます。 そしてそれが変化すれば、あらゆる場所の気候が変化します。
BT: では、私たちはもっと広範囲に何をすべきでしょうか?
ED: 基本的に、これらの変化の規模を軽減するために私たちができる唯一のことは、CO2 の排出を減らすことです。 それが私たちが引くことができる唯一のレバーです。 私たちが調整できる唯一のノブは、大気中に排出する CO2 の量です。
編集者注: このインタビューはわかりやすくするために編集され、要約されています。