Is Antarctica melting?
By Erik ConwayHistorian, NASA/Jet Propulsion Laboratory
最近、南極大陸の巨大な氷床が溶けているかどうかについて、多くの話題があります。 ある新しい論文1では、過去数年に比べて最近の表面融解が少ないとし、地球温暖化がないことの「証拠」として引用されています。 他にも、南極大陸周辺の海氷の量がわずかに増加しているように見えるという証拠2-4も、同じように使われている。 しかし、これらのデータはどちらも誤解を招くものである。 NASAのグレース衛星を使って宇宙から収集した重力データは、南極大陸が2002年以降、毎年100立方キロ（24立方マイル）以上の氷を失っていることを示している。 最新のデータでは、南極大陸の氷の減少が加速していることも明らかになっている。 地表の雪解け水が減少しているのに、どうして大陸の質量が減少しているのだろう？ その答えは、氷は溶けずに流れることができるという事実に集約されます
南極大陸の3分の2は、高く冷たい砂漠です。 東南極として知られるこの区間の平均標高は約2キロメートルで、アメリカのコロラド高原より高い。 この氷の下にオーストラリアほどの大きさの大陸があり、その上に乗っている氷床の厚さは平均2キロメートル強です。 もし、この氷がすべて溶けたとしたら、世界の海面は約60メートル上昇することになる。 しかし、東南極大陸の地表の温暖化は、たとえあったとしても、ほとんど起こっていない。 レーダーやレーザーを使った衛星データは、東南極の端で少し氷が減っていることを示し、それは内部での雪の蓄積によって一部相殺されている。しかし、NASA/ドイツ航空宇宙センターの重力回復気候実験（Grace）のごく最近の結果は、2006年以降、東南極からこれまで考えられていたよりも多くの氷が減っていることを示唆している5。 全体として、東南極ではまだあまり多くのことが起こっていないのです。
凍ったハワイ
西南極は非常に異なっています。 単一の大陸ではなく、氷に覆われた一連の島々です。ペンギンのいる凍ったハワイとでも思ってください。 島々の集まりですから、西南極氷床（専門用語でWAIS）の大部分は、乾いた陸地ではなく、実際には南洋の底に置かれているのです。 氷床の一部は海面から1.7km以上下にある。 パイン島はその中でも最大の島で、西南極で最大の氷河はパイン島氷河と呼ばれている。 WAISが完全に溶けると、海面が5〜7m上昇すると言われています。 1990年代初頭から、ヨーロッパとカナダの人工衛星が西南極からレーダーデータを収集しています。 これらのレーダーデータは氷の動きを明らかにすることができ、1990年代後半には、科学者がパイン・アイランド氷河の年間動きを測定するのに十分なデータが揃いました。 1992年から1996年にかけて収集されたレーダー情報をもとに、NASAジェット推進研究所の海洋学者エリック・リグノーは、パイン・アイランド氷河の「接地線」（氷河の浮遊部分と海底の部分の間の線）が陸に向かって急速に後退していることを突き止めたのです。 これは、氷河の質量が減少していることを意味する。 彼は、この後退を西南極周辺の海水温の上昇に起因するものと考えた6。 しかし、数年のデータしかないため、この後退が一時的な自然の異変なのか、それとも地球温暖化による長期的な傾向なのか、判断がつかなかった。
リグノーの論文は多くの人を驚かせました。 JPLの科学者ロン・クオックは、「氷河は本当にゆっくり動くという古い考え方は、もはや真実ではない」ことを証明するものだと考えています。 その結果、多くの人がレーダーデータを使って南極大陸を調査するようになったのです。 2009年に発表された大規模なレビューでは、リグノが発見したパイン・アイランド氷河は偶然の産物ではなかったことが明らかにされた7：南極半島の海洋氷河の大部分は後退しており、その後退は加速している。 昨年の夏、イギリスのグループがパイン・アイランド氷河の発見を再検討し、その後退速度が1995年から2006年の間に4倍になっていることを発見した8。
棚氷はどう崩れるか西南極の氷河の後退は、棚氷の崩壊によって加速されている。 棚氷とは、氷河のうち接地線を越えて海に向かって伸びている部分のことで、海水の温暖化に対して最も脆弱な部分である。 氷河学では、この棚氷が氷河のバットレス（末端を支える）役割を果たし、その質量が氷の海側への移動を遅らせるという説が長年にわたって唱えられてきた。 2002年、南極半島の東端に位置するロードアイランド型の棚氷「ラーセンB」が崩壊したことは、この説を裏付けるものであった。 この崩壊は、NASAの衛星TerraとAquaに搭載された中解像度撮像分光放射計（MODIS）によりカメラに収められ、1万2千年の歴史を持つ棚氷がわずか3週間で崩壊するという劇的なものであった。 その後数年間、衛星レーダーのデータから、ラーセンBの背後に流れる氷の流れの一部が著しく加速していること、また他の氷棚はまだ小さな氷に支えられているが、加速していないことがわかった9。 このように、氷が海へと流れ落ちるダイナミックなプロセスによって、南極大陸の表面融解が減少しても、氷塊の減少を続けることができるのである。
棚氷と海洋の相互作用をモデル化するJPLの科学者、マイケル・ショドロックは、棚の下側の融解がこれらの崩壊の前提条件であると述べています。 棚氷が薄くなると、その背後にある氷河のバットレス効果が減少し、氷河の流れが速くなる。 また、棚板が薄くなると、亀裂が入りやすくなる。 夏には、表面の雪解け水が亀裂に流れ込むこともある。 液体の水は固体の氷よりも密度が高いので、表面に十分な雪解け水があると、氷の奥深くまで亀裂が入り、棚が崩壊してしまうのです。 南極大陸を取り巻く海は温暖化しているため10、ショドロック氏は、深海から上がってくる暖かい海水によって棚氷が損なわれていることを疑っていない。 しかし、人工衛星では氷の下を測定できないため、厳密には証明されていないと認めています。
NASAゴダード宇宙飛行センターの氷河学者ロバート・ビンズシャドラーは、まさにそれを証明しようとしています。 彼は、パイン・アイランド氷河を掘削し、その下の水中に自動化ブイを設置する、2011年に開始予定の探検を率いているのです。 バインシャドラーによれば、パイン・アイランド氷河は「変化が最も大きい場所なので、行くべき場所」だという。 海が氷床にどのような影響を与えているかを理解したいのであれば、小さなタックハンマーではなく、ハンマーで氷床を叩いている場所に行くのです」
一方、グレース衛星による測定では、南極大陸が質量を失っていることを確認しています（図1）11。 JPLとカリフォルニア大学アーバイン校のIsabella Velicogna氏は、グレース衛星のデータを使って、宇宙から南極の氷床の重さを測っています。 彼女の研究によると、氷床は質量を失っているだけでなく、加速度的に質量が減少していることがわかった。 「重要なメッセージは、それが直線的なトレンドではないということです。 直線的なトレンドとは、毎年同じように質量が減少していることを意味します。 直線的でないということは、氷の損失が時間とともに増加しているということです」と、彼女は言います。 また、「グレース」のデータだけでなく、レーダーデータも氷の減少が加速していることを指摘しています。 「これは1つのタイプの測定ではありません。 また、グレースのデータだけでなく、レーダーのデータも同様で、「1種類の測定ではなく、同じ結果を出している一連の独立した測定であり、より強固なものです」と述べています。 Res. Lett. 36, L18502 (2009).
2 http://arctic.atmos.uiuc.edu/cryosphere/ IMAGES/ current.anom.south.jpg
3http://www.sciencedaily.com/releases/ 2009/ 04/090421101629.htm
4http://nsidc.org/seaice/characteristics/ difference.html
5 J. L. Chen et al., “Accelerated Antarctic ice loss from satellite gravity measurements,” Nat. Geosci. 2, 859-862 (2009).
6 E.J. Rignot, “Fast Recession of a West Antarctic Glacier, Science 281, 549-551 (1998).
7P.A.Mayewski, et.al, “State of the Antarctic and Southern Ocean Climate System” Rev. Geophys. 47, 1-38 (2009).
8 D. J. Winghamら、”Spatial and Temporal Evolution of Pine Island Glacier thinning, 1995-2006″、Geophys. Res.Lett. 36, L17501 (2009).
9 E. Rignot et.al., “Accelerated ice discharge from the Antarctic Peninsula following the collapse of Larsen B ice shelf,” Geophys. Res. Lett. 31, l18401 (2004).
10r. M. Robertson et al., “Long term temperature trends in the deep waters of the Weddell Sea”, Deep Sea Research 49, 21, 4791-4806 (2002); http://condor.pems.adfa.edu.au/FD-Course/webpage/longterm.pdf.
11Isabella Velicogna, “Increasing rates of ice mass loss from the Greenland and Antarctic ice sheets revealed by GRACE,” Geophys. Res. Lett. 36, L19503 (2009).
12 J. H. Mercer, “West Antarctic ice Sheet and CO2 Greenhouse Effect-Threat of Disaster,” Nature 271 (5643), 321-325 (1978).
13 R. Kwok & D. A. Rothrock, “Decline in Arctic sea ice thickness from submarine and ICESat records: 1958年～2008年」Geophys. Res. Lett. 36, L15501 (2009).