はかない氷 -- 世界の高山で気候の謎をとく (Bowen)

• Mark BOWEN, 2005年: Thin Ice: Unlocking the Secrets of Climate in the World's Highest Mountains. New York: Henry Holt, 463 pp.

【本書の存在は、 RealClimateというblogに2005年11月に出た記事への読者コメントで知った。 注釈や参考文献リストを除いた本文だけで395ページある本なので、 同時に注文したほかの本よりも読むのがあとまわしになった。】

標高約6500メートルの山頂で行なわれている科学研究活動を取材してほしいと 言われてすぐ行ける人はめったにいるものではない。 それをやったのがこの著者(物理の博士号をもち、登山家で、もの書き)だ。 依頼したのはNatural History (未確認だが、たぶんニューヨークにあるアメリカ自然史博物館の雑誌)である。 もっとすごいのは山頂に滞在してその科学研究活動をしているチームだ。 時は1997年、場所は南緯18度、ボリビアのアンデス山脈にあるSajama [サハマ]火山。 研究チームのリーダーは、アメリカ合衆国オハイオ州立大学に本拠をおく Lonnie THOMPSON。 活動の内容は、山岳氷河の頂上部分の平らなところに縦穴をほり 氷のサンプル(コア)をとること (ALLEY (2000)の本などで紹介された グリーンランドの氷床掘削と基本的には同様)、および氷河の測量である。 ただしこのフィールド作業だけでは終わらない。 本拠地に帰って、コアの中の砂塵や化学成分や氷の同位体を分析し、 他のデータと対比し、研究論文を書いて発表するという仕事もある。

著者はSajamaのあと、 1999年と2000年にアフリカ(タンザニア)の南緯3度のKilimanjaroの調査にも同行した。 また、1960年代以来のTHOMPSONチームの活動、 とくにアンデスのQuelccaya [ケルカヤ] とHuascaran [ワスカラン] (いずれもペルー)、 アジアのQilian [祁連]山脈のDunde、Kunlun [崑崙]山脈のGuliya、 ヒマラヤ山脈のDasuopu (いずれも中国)の調査を聞き書きで紹介している。 (なお、残念なことにこの本の初めにある地図ではDundeなどアジアのいくつかの 地点の位置がまちがっている。 訂正版のPDFファイルが、この本のwebページ http://www.mark-bowen.com/book.htmlにある。)

わたしは、 Huascaranの結果を報告した THOMPSON et al. (1995)の論文 (ちょうど増田・阿部(1996)の解説を書いていた最中に出た) は読んでいたが、 それ以後の仕事は追いかけていなかった。 とりあえず本書に従ってTHOMPSONが得た成果をまとめると 次のようになるだろう。

• 熱帯高山の氷河の氷の酸素同位体比は、温度を反映する。 季節を分けずに分析した場合は、おもに雨季の温度を反映する。 同位体の季節変化が夏(雨季)のほうが温度が低い形になっているのは、 雨季のほうが雲の背が高いので水が凝結する場所の温度が低いからである。 降水量の効果を考える必要はない。 (THOMPSONの解釈としてはそうなのだろう。 熱帯で降水の同位体を調べているほかの人の話を聞くと、 降水量の効果が重要な場所もあるようだ。 ただし、降水量の変化と凝結が起こる高さの変化は独立ではないので、 要因を分離することはむずかしいかもしれない。)
• 氷期サイクルでは、熱帯の氷河は極の氷ではなく その場の日射量(約2万年周期)に応答する。 ただし、証拠は、Guliyaについては複数の氷期サイクルにわたるその場の温度と(グリーンランドまたは南極の氷による)メタン濃度の関係があるが、 Huascaran, Sajama, Dasuopuについては今ある氷河ができ始めた年代(最終氷期最盛期以後)だけである。 これらの氷河のでき始めたのはその半球の日射量の多いときであり、 その前の日射量の少ない時期には水蒸気の供給が少なくて氷河ができなかったと考えている。 (その因果関係は日射量→温度→水蒸気のはずだが、 温度が北半球の氷の量とほぼ同じ変動を(少し先行して)している、 という話と両立するだろうか? 論文のデータを見てみないとわからない。)
• 最終氷期の終わりの、北ヨーロッパの新ドリアス(Younger Dryas)期に相当する 寒冷期は、アンデス(Sajama)にもあるが、約千年早く始まり、終わりはほぼ同時か少し遅い。
• Quelccayaコアは過去の1500年の気候変動を1年の時間分解能で示している。 アンデス高地と太平洋岸の低地で文明が数百年ごとに交互に栄えたことの要因として、 乾湿の変化が重要と思われ、その構造はエルニーニョ・南方振動(ENSO)と関係がある。 エルニーニョのとき東太平洋の赤道付近では雨が多いが、 その南北に緯度十数度離れたところに雨の少ない高気圧域ができる。 低地の文化中心は前者、高地の中心は後者の場所にある。

研究活動に関する本書の書きぶりは、ちょっと派閥対立的観点が強すぎると思う。 ひとつには、重装備で南極やグリーンランドのコア採取に向かう「極地マフィア」を、 装備を軽量化して(と言っても燃料や防寒具などを含めると5〜6トンはあるが) 低・中緯度の高山に向かう(南極大陸や北極圏にも行っているが) THOMPSONチームの宿敵のように書いている。 もうひとつには、気候変動を起こす原因が 海洋の深層水が沈みこむ場所である北大西洋高緯度にあるという 「北大西洋学派」(「極地マフィア」のうちのグリーンランド関係者や、 BROECKERなど)に対して、 それは熱帯ことに赤道沿いの太平洋にあるという「熱帯学派」を対比させている。 北大西洋に注目している研究者は確かに多く、 また(本書でも引用されたSCHRAGの発言のとおり) 研究者はそれぞれ自分の対象地域が重要だと主張する傾向があるが、 「学派」と言えるような構造はないのではないだろうか。 また、熱帯の変動をすなわちENSOとみなしているのも単純化しすぎだと思う。 アジアやインド洋の変動は、 広い意味の南方振動とは言えそうだが、 必ずしも南アメリカのエルニーニョときれいに対応しない。 このあたりはアジアモンスーン研究者がもっと発言しないといけないだろう。

この本が厚いのは、 出てくる学術的なことがらに関する詳しい説明がはいるからである。 6-9章では、温室効果と温暖化問題が認識されてきた歴史が紹介される。 WEART (2003)を参照しており、要点はほぼ同じだが、 単にそれを引用するのではなく、原文献にさかのぼってこの著者なりに論じている。 19世紀の物理学者TYNDALLについては、 温室効果への貢献のほか、登山家としての業績にも話題をひろげている。 (しかし、登山の話とならんでTYNDALL (1871)の本に出てくる 氷河の研究については紹介していない。 氷河の流動がTHOMPSONのチームにとってコアの解釈を むずかしくする要因ではあっても直接の研究テーマではなかったからだろうか。) 10章では、 考古学的にわかってきたアンデスやぺルー太平洋岸の文明の歴史が紹介される。 11章には、エルニーニョ・南方振動の解説がある。 (だいたいよいのだが、 大気が加熱されることと水蒸気が多いことを関係づけるのに 水蒸気の温室効果を持ち出したのは不適切だと思う。) 16章では、氷期サイクルに関する いわゆるMILANKOVITCH説(軌道要素説)の歴史が、 ほぼIMBRIE & IMBRIE (1979)に 沿って紹介されている。 (よくできた紹介だと思うが、大陸氷床の約10万年周期を 離心率への非常に感度の大きい応答だとしている点にはわたしは賛成しない。)

本の終わりの部分では、 Kilimanjaroの氷河が急激に縮小していることを題材として、 「地球温暖化がすでに起きていることはまちがいない。 早く対策をしないとたいへんなことになる」という論調を強めている。 ただし、Kilimanjaroの氷河については、 その氷の収支を研究しているKASER氏は、 収支を変化させる主要な要因が気温よりも降水量と日射であると思われること、 および、20世紀後半よりも前半の縮小が大きいことから、 全球規模の温暖化とは関係があるとしても間接的だと考えている (MOTE & KASER, 2007)。 また、Raymond PIERREHUMBERT氏 (本書にも「熱帯学派」の科学者として登場する)は RealClimate (http://www.realclimate.org/)の 2005年5月23日づけの記事で、 KASER氏、 THOMPSON氏両方の研究を紹介しながら、 Kilimanjaroの解釈はむずかしいと述べている。 しかし、たとえKilimanjaroが代表例として不適当だとしても、 THOMPSONチームが調べた山岳氷河のほとんど全部が 縮小していることや、 日本の研究者の仕事(中尾, 2007)から見てもヒマラヤの多くの氷河が縮小していることは、 全球規模の温暖化のあらわれである可能性が高いと思う。

参考文献

• Richard B. ALLEY (アレイ), 2000: The Two-Mile Time Machine --Ice cores, abrupt climate change, and our future. Princeton University Press. 日本語版: 山崎 淳 訳 (2004): 氷に刻まれた地球11万年の記憶。ソニー・マガジンズ。 [読書ノート]。
• John IMBRIE (インブリー) & Katherine Palmer IMBRIE, 1979: Ice Ages: Solving the Mystery. Short Hills, NJ, USA: Enslow. (1986年に少しだけ増補された版がHarvard University Pressから出ている。) 日本語版: 小泉 格 訳(1982): 氷河時代の謎をとく。岩波書店。
• 増田 耕一, 阿部 彩子, 1996: 第四紀の気候変動。 「気候変動論」 (住 明正 ほか著, 岩波講座 地球惑星科学 11, 岩波書店), 103 - 156.
• Philip W. MOTE & Georg KASER, 2007: The shrinking glaciers of Kilimanjaro: Can global warming be blamed? American Scientist, 95, 318 - 325.
• 中尾 正義 編, 2007: ヒマラヤと地球温暖化 -- 消えゆく氷河。 京都: 昭和堂。
• Lonnie THOMPSON, Ellen MOSLEY-THOMPSON, Mary DAVIS, Ping-Nan LIN, Keith HENDERSON, Jihong COLE-DAI, John F. BOLZAN & Kam-Biu LIU, 1995: Late glacial stage and Holocene tropical ice core records from Huascaran, Peru. Science, 269, 46 - 50.
• John TYNDALL, 1871; 4th ed. 1899: Hours of Exercise in the Alps. 日本語版: ジョン・チンダル著、矢島 祐利 訳 (1940; 第7刷 1996): (増補新版) アルプス紀行。 岩波書店 (岩波文庫 青922-1)。
• Spencer R. WEART (ワート), 2003: The Discovery of Global Warming. Harvard University Press. 日本語版: 増田 耕一, 熊井 ひろ美 訳, (2005): 温暖化の〈発見〉とは何か。 みすず書房。 [読書ノート]。