科学者が氷棚の底に不思議な模様を発見

ドットソン棚氷の裏側を視覚化したもので、謎の涙型の融解領域が示されています。(クレジット: フィリップ・シュテット / ヨーテボリ大学)

国際研究チームは、厚さ350メートルの氷の下を走る自律型水中探査機（AUV）を使用して、氷河の下側の初めての詳細な地図を作成し、将来の海面上昇の手がかりを明らかにしました。

このミッションは、スウェイツ氷河とその過去、そして将来についてさらに詳しく知るための、5年間に渡る5,000万ドルの米国と英国の共同ミッションである国際スウェイツ氷河協力（ITGC）の一環として実施されました。

AUV ランは、西南極のドットソン棚氷の空洞に潜り込み、その上の氷を先進的なソナーでスキャンするようにプログラムされていた。27日間、無人潜水艇は氷河の下を合計1,000キロメートル以上往復し、棚氷が浮かぶ空洞の17キロメートルまで到達した。

この探検は2022年に西南極の流氷地帯で行われた。2024年の再訪の際、ランは氷の下で跡形もなく姿を消した。（写真：フィリップ・シュテット）

サイエンス・アドバンス誌に掲載された新しい科学論文で、研究者らはこのユニークな調査の結果を報告している。科学者らは、強い海流が氷河の底を侵食する場所では氷河がより速く溶けることをすでに知っていた。潜水艇を使って、科学者らは初めて氷河の下の海流を測定し、ドットソン棚氷の西部がなぜそれほど速く溶けるのかを証明した。また、氷河を貫く垂直の亀裂で非常に高い融解の証拠も発見した。

研究者らは、氷河の底に疑問を抱かせる新たなパターンも発見した。例えば、氷河の底は滑らかではなく、山と谷の氷景色と、砂丘に似た台地や地形がある。研究者らは、これらは地球の自転の影響を受けた流水によって形成されたのではないかと仮説を立てている。

自律型水中探査機「ラン」は、氷棚の下で任務を遂行するようプログラムされている。先進的なマルチビームソナーが使用され、約 50 メートルの距離にある氷の底の地図が作成された。(イラスト: アンナ・ウォーリン/サイエンス・アドバンス)

主執筆者でヨーテボリ大学海洋学教授のアンナ・ウォーリン氏は、「私たちはこれまで、衛星データと氷床コアを使って、棚氷が時間とともにどのように変化するかを観察してきました。潜水艇を空洞内に進入させることで、氷の裏側の高解像度の地図を入手することができました。まるで初めて月の裏側を見たような感じです。」と語った。

マニトバ大学の氷河学者で、この学際的研究の共著者であるカレン・アリー氏は、「ラン氏が作成した地図は、南極の氷棚に関する理解を大きく前進させるものです。氷棚の基盤がいかに複雑であるかについては、これまでもヒントはありましたが、ラン氏はこれまで以上に広範かつ完全な全体像を明らかにしました」と述べている。

現在のモデルでは発見されたパターンを説明できず、科学者たちは、氷河の下での今後の研究ミッションで発見すべきプロセスが豊富に残っていることを認識している。

英国南極調査局の海洋地球物理学者で、論文の共著者でもあるロブ・ラーター氏は、「RAN の上方観測ソナーデータにより、これまで以上に広範かつ詳細な棚氷下地図の作成が可能になりました。これにより、氷、その中の亀裂、その下を流れる水の相互作用に関する新たな知見が得られました。棚氷の下に温水が侵入して棚氷が融解することが、パイン島氷河やスワイツ氷河を含む西南極の大規模な氷河の氷消失の主な要因です。したがって、こうした相互作用をより深く理解することが、海面上昇に対する南極の寄与の予測を改善する上で極めて重要です」と述べています。

ドローンで撮影された、スウェイツ氷河の氷原に停泊中の米国の調査船「ナサニエル・B・パーマー」。(写真: アレックス・マズール)

この研究のための現地調査は2022年に実施されました。2024年1月、研究グループはランとともにドットソン棚氷に戻り、変化を記録することを期待して調査を繰り返しました。彼らはドットソン棚氷の下で1回だけ潜水を繰り返した後、ランは跡形もなく姿を消しました。

「貴重なデータは得られたものの、期待していたものがすべて得られたわけではありません。これらの科学的進歩は、ランというユニークな潜水艇のおかげで可能になりました。この研究は南極の氷床の将来を理解するために必要であり、ランに代わってこの重要な研究を継続できることを望みます」とウォーリン氏は語った。

参考文献: Wahlin, A. 他による「渦巻きとスクープ: 南極の棚氷のマルチビーム画像で明らかになった氷底の融解」がScience Advancesに掲載されています。