パインアイランド氷河
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パインアイランド氷河
PIGの英国南極調査隊野外キャンプ
パインアイランド氷河の位置を示す地図
パインアイランド氷河の位置を示す地図
タイプ氷河
位置西南極氷床、南極大陸
座標南緯75度10分 西経100度0分 / 南緯75.167度、西経100.000度 / -75.167; -100.000[1]
エリア175,000 km 2 (68,000平方マイル) (集水域全体) [ 2 ]
長さ約250 km (160 mi) [ 2 ]
厚さ約2km（1.2マイル）
ターミナル浮氷棚
状態加速する

パイン島氷河（PIG ）は、南極大陸で最も速く溶けている大きな氷河で、南極大陸の氷の損失の約13％を占めています。[ 3 ]氷河はハドソン山脈の南側に沿って西北西に流れ、アムンゼン海の一部であるパイン島湾に流れ込んでいます。パイン島氷河によって排水される地域は、西南極氷床の約10％を占めています。[ 4 ]衛星測定では、パイン島氷河盆地は、世界中のどの氷河排水盆地よりも海への氷の純寄与が大きく、これは最近の氷流の加速により増加していることが示されています。[ 5 ] [ 6 ]近年、氷河の流れが加速し、氷床の接地線が後退しています。[ 7 ]

2015年以来、パインアイランド氷河からの非常に大きな氷山の分離は、ほぼ毎年の出来事となっている。 [ 8 ]最大の氷山である氷山B-46は、当初の面積が226平方キロメートル（87平方マイル）であった。[ 9 ]

この氷河は非常に遠く離れていますが、科学者たちはレーダー、GPS、地震センサーを使って氷の調査を行ってきました。[ 10 ] [ 11 ]氷河に関するデータのほとんどは航空調査と衛星調査から収集されています。[ 2 ] [ 6 ]

隣接するスウェイツ氷河と同様に、パインアイランド氷河も氷の損失を減らすための工学的介入の提案の対象となっている。[ 12 ]

場所と設定

パインアイランド氷河の地図

パイン島氷河は、地球上で最大の氷塊である南極氷床の一部であり、その水量は世界の海面水位57メートル（187フィート）に相当する。[ 13 ]氷床は、大陸に降り積もった雪が自重で圧縮されて形成される。その後、氷は自重で大陸の端に向かって移動する。[ 14 ]海への氷の輸送の大部分は、氷河流と流出氷河による。[ 13 ]南極氷床は、比較的安定している大規模な東南極氷床と、より小規模で安定性の低い西南極氷床から構成される。[ 7 ]

西南極氷床は複数の大きな氷流によって海に流れ出ており、そのほとんどはロス棚氷またはフィルヒナー・ロンネ棚氷に流れ込んでいる。パイン島氷河とスウェイツ氷河は、大きな棚氷に流れ込まない西南極の主要な氷流である。これらはアムンゼン海湾と呼ばれる地域の一部である。西南極氷床の10%にあたる総面積175,000 km 2 (68,000平方マイル) がパイン島氷河を経由して海に流れ出ており、この地域はパイン島氷河流域として知られている。[ 2 ] [ 4 ]

パインアイランド氷河は、ウォルグリーン海岸沿いのアムンゼン海の一部であるパインアイランド湾の南東延長部に位置している。湾と氷河の北東には、氷河下火山と氷河下火山の両方からなる火山地帯であるハドソン山脈が広がっている。[ 15 ]

この氷河は、 1960年から1966年にかけて米国地質調査所（USGS）の調査と米国海軍（USN）の航空写真に基づいて地図が作成され、南極名称諮問委員会（US-ACAN）によってパインアイランド湾と共同で命名されました。[ 1 ] [ 16 ]

重要性

パイン島氷河とスワイツ氷河は、南極大陸で5大氷河のうちの2つである。科学者らは、近年これらの氷河の流れが加速していることを発見しており、もしこれらが溶ければ世界の海面が約1.5メートル（59インチ）上昇すると示唆している。[ 17 ]これは西南極氷床全体、そしておそらく東南極氷床の一部も不安定化するだろう。[ 18 ]パイン島氷河は、その基部が海面下にあり内陸に向かって傾斜しているため、氷の損失増加に対して脆弱である。これは、氷の後退が一旦始まれば、それを止める地質学的障壁が存在しないことを示唆している。[ 19 ]シミュレーションでは、氷河の後退が一旦始まると、何世紀にもわたって続く可能性があることが示されている。[ 20 ]

氷山の誕生。

パイン島氷河は1979年から2017年の間に正味約1066ギガトンの氷を失っており、氷の流出率は1979年から1989年までの年間80ギガトンから2009年から2017年の年間133ギガトンに増加している。 [ 21 ]この純損失は、降雪によって供給される水よりもはるかに多くの水が海に放出されていることを意味する。この氷河からの氷の純損失は、南極大陸全体の損失の13％に相当し、1970年代から1990年代にかけて世界の海面を0.34mm上昇させた。 [ 3 ]詳細なシミュレーションによると、パイン島氷河は今後1世紀で約3センチメートル（1.2インチ）の海面上昇に寄与すると示唆されている。[ 22 ]

1940年代に氷河が後退し始めたとき[ 23 ] 、氷河の着氷線は2023年の着氷線から約47キロメートル（29マイル）下流の海底の尾根にあった。[ 3 ]この後退のうち、31キロメートル（19マイル）は1992年から2011年の間に発生した。[ 24 ]

パイン島氷河から分離した氷山 B-46 (226 km 2または 87 平方マイル)。

パイン島氷河が後退するにつれ、速度を上げていき、2015年以降、226平方キロメートル（87平方マイル）にも及ぶ異例の数の氷山が分離している。 [ 9 ]パイン島氷河の速度は1974年から2013年末までに77％増加し、この増加の半分は2003年から2009年の間に発生した。[ 25 ] 2020年には、パイン島氷河の氷の速度は1日あたり10メートル（33フィート）を超えた。[ 26 ] GPSによる氷流の中心に沿った測定では、この加速は内陸約200キロメートル（120マイル）でも依然として高く、2007年の速度は1996年よりも26～42％速かった。[ 27 ]

氷河の流れが加速するにつれて、氷河の厚さも薄くなっています。[ 27 ]中央幹の氷河の厚さが薄くなる速度は、1995年から2006年の間に4倍になっています。 [ 27 ] [ 28 ]現在の速度では、氷河の主幹は100年以内に水に浮いてしまう可能性があります。[ 28 ]

観察

氷の上

パイン島氷河の地震探査
このアニメーションは、パイン島棚氷上の掘削現場の位置と、速度別に色分けされた海流を示しています。

氷河を訪れた最初の遠征隊は、アメリカ合衆国の雪上横断隊で、1961年1月にPIG地域で約1週間を過ごした。彼らは積雪量を測るために雪穴を掘り、氷の厚さを測るために地震探査を行った。この横断に参加した科学者の一人、チャールズ・R・ベントレー[ 29 ]は、「当時は氷河を横断しているとは知らなかった」と語っている。PIGは訪問地点で幅約50キロメートル（31マイル）あり、地上では周囲の氷と視覚的に区別できない。この遠征隊は「エルズワース・ハイランド・トラバース」と呼ばれた[ 30 ] [ 31 ]。

英国南極調査局の調査隊は、2006年12月8日に最初の2シーズンの調査のため氷河に到着した。2シーズン目では、2007年11月から2008年2月までの3ヶ月間をそこで過ごした。氷河での作業には、レーダー測定と地震探査が含まれていた。[ 10 ]

2008年1月、 NASAのボブ・ビンドシャドラー率いるチームは、 PIGの浮氷棚に着陸し、約500メートル（1,600フィート）の氷を掘削してその下の海底空洞に機器を降ろす可能性を調査する偵察任務を遂行した。クレバスのない狭い海域はそれ以上の着陸には困難すぎると判断され、更なる現地調査は延期された。[ 32 ]そのため、2台のGPS（全地球測位システム）ユニットと気象観測所がPIGの可能な限り近くに設置された。[ 33 ]

2011～2012年のフィールドシーズンでは、キャンプスタッフは新年直前にようやくメインキャンプを設置することができました。翌週、ビンドシャドラー氏とそのチームは到着することができました。しかし、天候の遅れによりヘリコプターが時間通りに到着できず、フィールドシーズンは中止となりました。[ 34 ]

2013年から2014年にかけて、英国南極調査局は地上レーダーを用いて氷床1,000キロメートル（620マイル）の地図を作成しました。この遠征隊は、トラクター・トラバース（車両とソリを連結した車両群）を用いて、科学者と機材を輸送しました。[ 11 ]この遠征中に氷床コアのサンプルが採取され、氷河の後退が1940年代に始まったことが明らかになりました。[ 35 ] [ 36 ]

海から

パインアイランド湾にあるパインアイランド氷河の棚氷に最初に到達した船は、 1985年にUSS/USCGCグレイシャー号でした。この船はアメリカ沿岸警備隊が運航する砕氷船でした。「ディープ・フリーズ」として知られるこのミッションには、科学者が乗船し、海底から堆積物のサンプルを採取しました。[ 37 ]

2009年1月から2月にかけての2か月にわたる夏季フィールド調査期間中、米国南極プログラムの研究船ナサニエル・B・パーマー号に乗船した研究者らが棚氷に到達した。パーマー号が氷河に到達するのは1994年に続いて2回目であった。英国と共同で、科学者らはロボット潜水艦を使用し、大陸棚の氷河によって削られた水路や、棚氷と氷河の下の空洞を調査した。[ 38 ]オートサブ3号と呼ばれるこの潜水艦は、英国国立海洋学センターで開発・建造された。6回のミッションを成功させ、棚氷の下を合計500km（310マイル）航行した。 [ 39 ]オートサブは、海底だけでなく棚氷の底の地図を作成し、途中でさまざまな測定値や水のサンプルを採取することができる。オートサブ3号の成功は特に注目に値する。なぜなら、その前身であるオートサブ2号は、わずか2回目のミッションでフィンブル棚氷の下で失われたからである。 [ 40 ]

2012年、強いラニーニャ現象の際の海水温測定では、水温の低下により融解が減少したことが示されました。この研究は、棚氷の後退が気候変動に敏感であることを示しました。[ 41 ]

航空および衛星観測

パインアイランド氷河は遠隔地にあるため、氷河に関する情報のほとんどは航空機による[ 2 ]または衛星による測定から得られています。[ 4 ] [ 6 ]

2004年から2005年のフィールドシーズンには、英国南極調査局（BAS）のツイン・オッター機が氷貫通レーダーを搭載し、PIGとその隣接する氷床の航空調査を実施しました。チームは1月18日までPIG上空30kmのグリッドパターンを飛行し、約50万平方キロメートル（19万平方マイル）に及ぶ氷河下地形の地図を作成しました。[ 42 ]

アイスブリッジ航空調査で確認された氷の亀裂

パインアイランド氷河は、 2009年から2019年にかけてNASAのアイスブリッジ航空ミッションのターゲットの1つでした。 [ 43 ]アイスブリッジ航空機は、レーザー高度計、レーダー、重力計、磁力計など、多くの機器を搭載していました。[ 44 ] 2011年、アイスブリッジ調査で氷床に大きな亀裂が発見されました。[ 45 ]アイスブリッジミッションは最終的にアイスサット2衛星に置き換えられました。[ 43 ]アイスサット2は2019年から91日ごとに氷河表面の標高を追跡しています。[ 46 ]

2015年以降、パインアイランド氷河の大規模な崩落は、テラMODIS（2019年まで）とランドサット8号およびセンチネル1号衛星によって追跡されました。[ 9 ]テラSAR-Xなどの他の特殊衛星は、氷河と氷床の亀裂を測定するために使用されました。[ 47 ]

氷河底火山

2008年1月、英国南極調査局（BAS）の科学者らは、2,200年前に南極氷床の下で火山が噴火したと報告した。これは、過去1万年間で最大の南極の噴火であった。この火山は、パインアイランド氷河に近いハドソン山脈にある。 [ 48 ] [ 49 ]この噴火で、氷床の表面に火山灰とテフラの層が広がった。この火山灰はその後、雪と氷の下に埋もれた。噴火の日付は、火山灰が埋まっている深さから推定された。この方法では、近くの氷床コアから算出された日付を使用する。[ 49 ]この火山の存在は、火山活動が氷河の流量の増加に寄与したか、将来寄与する可能性を高めている。[ 50 ] 2018年には、パイン島氷河の下にアイスランドの活火山グリムスヴェットンの約半分の大きさの大きな火山熱源があることがわかった。[ 51 ]同年、WAISの下の岩盤がこれまで考えられていたよりも速い速度で隆起していると結論付ける研究が発表され、著者らはこれが最終的に氷床の安定化に役立つ可能性があると示唆した。[ 52 ]

気候工学

パインアイランド氷河は、よりよく知られているスワイツ氷河と同様に、将来の海面上昇を著しく悪化させる可能性がある。[ 53 ]そのため、一部の科学者、特にマイケル・J・ウォロヴィックとジョン・C・ムーアは、海からの温水の流れを遮断することを目的とした気候工学によってこれらの氷河を安定化させることを提案している。 [ 12 ]彼らの最初の提案はスワイツ氷河に焦点を当てており、水の流れを遮断するためのより大きな構造物を建設することなく、最も弱い部分を物理的に補強することさえ「人類がこれまでに試みた最大の土木工学プロジェクト」の1つになるが、成功する可能性はわずか30％であると推定した。[ 12 ]

氷河に向かう温水の流れの50％を遮断する「水中シル」の建設が提案されていれば、氷河の崩壊とそれに伴う海面上昇を何世紀も遅らせる可能性がある。[ 54 ]

2023年には、柔軟な素材で作られ、アムンゼン海の海底に固定された水中カーテンの設置により、温水の流れを遮断できるという提案がありました。[ 55 ]このアプローチにより、より剛性の高い構造物に比べてコストが削減され、素材の寿命が長くなります（控えめに見積もっても、カーテンの要素は25年、基礎は最大100年）。カーテンが設置されると、スワイツ棚氷とパイン島棚氷は、1世紀前の状態に再び成長し、これらの氷河が安定する可能性があります。[ 56 ] [ 55 ] [ 57 ]これを実現するには、カーテンを約600メートル（0.37マイル）の深さに設置し（定期的に上を漂う氷山による損傷を避けるため）、長さを80キロメートル（50マイル）にする必要があります。著者らは、この規模の作業は前例がなく、南極では多くの課題（極夜や、現在不足している極地専門船や潜水艇など）に直面することになるが、新たな技術は必要なく、このような深さにパイプラインを敷設した経験が既にあることを認めている。[ 56 ] [ 55 ]

提案された「カーテン」の図[ 56 ]

著者らは、このプロジェクトの建設には10年かかり、初期費用は400〜800億ドル、継続的なメンテナンスには年間10〜20億ドルかかると見積もっている。[ 56 ] [ 55 ]しかし、ニューヨーク市全体を保護できる単一の防波堤だけでも費用が2倍かかる可能性があり[ 57 ] 、氷河の崩壊によって引き起こされる海面上昇への適応にかかる世界全体の費用は年間400億ドルに達すると推定されている。[ 56 ] [ 55 ]著者らはまた、自分たちの提案が成層圏エアロゾル注入（SAI）や二酸化炭素除去（CDR）などの他の気候工学提案と競合できると示唆している。これらの提案は、はるかに広範囲の気候変動の影響を阻止する一方で、推定年間費用はSAIで700〜700億ドル、パリ協定の1.5℃（2.7℉）目標の達成に役立つほど強力なCDRで1600〜4兆5000億ドルと幅がある。[ 56 ] [ 55 ]

参照

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