なぜ南極の氷棚の収縮が加速しているのか

なぜ南極の氷棚の収縮が加速しているのか

人々に南極について知っていることを聞かせてください。彼らは通常、寒さ、雪、氷について言及します。 実際には、南極大陸には氷がたくさんあり、海洋に溶けていれば、世界の平均海水位は200フィート、つまり20物語の建物の高さになるでしょう。

これは起こりますか? 過去にはいろいろな時代に、今日よりも南極大陸に氷が少なかったという証拠があります。 例えば、暖かい期間中に Eemian間氷期 100,000年前、南極大陸はおそらく海面を数メートル上げるのに十分な氷を失ったでしょう。

科学者たちは、それ以来の地球平均気温は、今日よりも華氏約2度だけ暖かいと考えています。 私たちが化石燃料を燃やし続け、温室効果ガスを大気に加えると仮定すると、地球温暖化は華氏少なくとも2度上昇すると予想されます 2100。 南極の氷床にはどうなるでしょうか? 世界の海面上昇の1メートルでさえ、つまり氷床の50分の1しか溶けていないと、沿岸人口の大規模な移動を引き起こし、都市、港湾およびその他の沿岸インフラの保護や移転に多額の投資が必要となります。

南極を離れる氷は、氷床の浮いた縁である氷棚を通して海洋に入ります。 私たちは、海氷の変化によって引き起こされる氷床への変化は、まず氷棚によって感じられることを期待しています。 衛星データを使用して、私たちは南極大陸の氷棚が20年近くにどのように変化したか分析しました。 私たち   「Science」に掲載されていることは、氷棚容積が減少しただけでなく、過去10年間で損失が加速したことを示しています。これは、将来の気候が氷床と海面にどのように影響するかについての洞察を提供します。

シャンパンボトル入りコルク

南極の氷床からグローバルな温度と氷の損失を変更するとの間のリンクは簡単ではありません。 そのほとんどがよく氷点下既にあるので、それ自体で、空気の温度は、氷のかなり小さな影響を有しています。

氷の喪失を理解するためには、風、雪、海の気温や気流、海氷、氷床の下の地質の変化を知る必要があることが分かります。 気候変動への氷床応答を予測するための信頼できるモデルを構築するために、これらの情報について十分な情報がまだありません。

我々は、南極からの氷の損失に関する重要な制御の1つが、氷床が海洋と接するところで起こることを知っています。 南極の氷床は雪によって氷を得る。 氷床は自重で広がり、氷河や氷の流れを形成し、海面に向かってゆっくりと海に向かって流れます。 彼らが岩盤を持ち上げてフロートし始めると、それらは氷棚になる。 バランスを保つために、氷棚は氷河の流れと地方の降雪から得た氷を流さなければなりません。 チャンクは氷山を形成するために崩壊し、暖かい海水がその下を流れるときに氷が溶けて底から失われる。

空飛ぶ南極ANNECTX1衛星によって測定された体積変化を引き起こすプロセスを示す南極の氷棚の概略図。 大陸から流出する氷河と圧縮して氷を形成する降雪によって、氷が氷棚に加えられます。 氷山が氷面を崩壊すると氷が失われ、温かい水が氷棚の下の海の空洞に流れ込むので、いくつかの地域では融解する。 いくつかの氷棚の下では、冷たくて新鮮な融解水は、氷棚の上を冷やすポイントまで上昇する。 Helen Amanda Fricker、Scripps海洋学研究所教授、UC San Diego、著者提供

氷棚はシャンパン瓶のコルクのようにちょっとした動きをし、地面から流れる氷河を減速させます。 科学者はこれをバットレス効果と呼んでいる。 最近の観察では、氷棚が薄くなったり崩壊したりすると、 氷河の流れ 陸上から海洋への速度が上がり、海面上昇に寄与する。 したがって、氷棚がサイズを変える原因を理解することは、重要な科学的問題です。

アイスシェルフマップの構築

氷棚を理解するための第一歩は、過去にどのくらい、どれだけ早く変わったかを考え出すことです。 私たちの中で  18から1994までの2012年に基づいて、南極全土の氷棚の変化の詳細な地図を表示します。 データは、3つの欧州宇宙機関レーダー高度計衛星によって収集された表面高度の連続測定から得られたものです。 異なる時間に氷棚上の同じ地点で表面の高さを比較することによって、氷の高さの変化の記録を構築することができます。 次に、氷の密度を使って厚さの変化に変換することができます。 氷棚が浮く.

氷棚の厚さおよび容積の変化に関する以前の研究は、個々の氷棚の平均を与えたり、短期間の直線的な適合として時間の変化を近似したりしていた。 対照的に、我々の新しい研究では、30年の3ヶ月の時間ステップで高解像度(30 km×18 km)の厚さの変化の地図を提示しています。 このデータセットは、同じ氷棚の異なる部分間、および異なる年の間に間引き率がどのように変化するかを見ることができます。

空飛ぶ南極ANNECTX2この地図は、南極の氷棚の厚さと量の18年間の変化を示しています。 厚さの変化率(メートル/年)は、-25(間引き)から+ 10(太り)に色分けされています。 円は、18年の間に失われた(赤)または増やされた(青)の割合を表します。 中央の円は、衛星によって調査されなかった領域(81.5ºSの南)を画定する。 元のデータは、マッピングのために補間されました。 Scripps海洋学研究所、UCサンディエゴ、著者提供

最近の傾向が続くと、氷棚が数世紀に劇的に薄くなり、氷床を支える能力が低下することがわかりました。 他の氷棚は氷を得ているので、地面からの氷の損失を遅らせる可能性があります。

南極周辺での損失を合計すると、我々の記録(1994-2003)の最初の10年間ですべての氷棚の量の変化はほぼゼロであったが、平均して300立方キロを超える2003と2012。

氷の損失の加速のパターンは地域によって異なります。 記録の最初の半分では、西南極からの氷の損失は、東南極における利益によってほぼ均衡していた。 約2003後、東南極の氷棚容積が安定し、西南極の損失はわずかに増加した。

降雪、風速、海洋循環のような気候要因の変化は、時空間の氷棚の厚さの変化のパターンを変えるでしょう。 これらの要因の「フィンガープリント」を、我々の新しい、より明確な地図と比較して、南極周辺の異なる地域で異なる主な原因を特定することができます。

私たちの18年のデータセットは、氷棚の長い連続的な観測の価値を実証しており、短いレコードで真の変動を捕捉できないことを示しています。 私たちの結果は、海と大気がどのように氷棚に影響を及ぼし、それを通して南極から氷が失われるかについての新しい考え方を鼓舞するものと期待しています。

著者について会話s

Laurence( "Laurie")PadmanはEarth Space Researchの副社長兼上席科学者です。 彼は彼の博士号を受けた。 1987のシドニー大学からOceanographyで学び、次に1997でESRに移行するまでオレゴン州立大学で働いた。 彼の研究は、南極大陸の氷棚の海洋強制薄化、および潮流と乱気流が北極海氷にどのように影響するかを含む、極地の海洋、海氷、氷棚の相互作用に焦点を当てています。

Fernando Paoloは、カリフォルニア大学サンディエゴ校のScripps Institution of Oceanographyの博士号取得者です.Helen Amanda Frickerは、Cecil H.とIda M.の地球物理学の教授で、Scripps Oceanographyの地球物理学と惑星物理学研究所カリフォルニア大学サンディエゴ校 彼女の研究は、南極大陸とグリーンランドの氷床と気候システムにおける彼らの役割に焦点を当てています。

この記事は、最初に公開された 会話。 読む 原著.


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