- 杉山 慎 [しん], 2021: 南極の氷に何が起きているか — 気候変動と氷床の科学 (中公新書 2672)。中央公論新社, 197 pp. ISBN 978-4-12-102672-9.
2021年11月に出た新書本。
南極氷床は、巨大な氷河だ。地球上の氷のうちでいちばん大きなかたまりであり、三相をあわせた水(H2O) のうちでも海洋につぐまとまりだ。氷床は、万年の時間スケールでの地球の気候や海水準の変化にとって重要であることがわかっている。百年ぐらいの問題では変化しないとみてよいだろうという考えもあったのだが、どうやらこの時間スケールの気候変化にとっても重要らしい。
その南極氷床を主題とした入門的解説の本が、やっと出た。これまでなかったと思う。氷河についての本、あるいは、南極の科学の本で、南極氷床をもあつかったものはいくつか思いあたるのだが。
著者は北海道大学 低温科学研究所の教員だ。
本書は5つの章と終章からなっている。
第1章では、氷河とはどんなものかからはじめて、南極氷床とはどんなものかを概説している。氷河の氷は雪がつもってできたものだから、氷床の質量収支の収入は雪としての降水だ。支出として、ふつうならば表面での融解があるのだが、南極氷床のばあい、これはとても少ない。南極氷床の質量収支の支出は、海に面した末端の棚氷[たなごおり] でおきている。棚氷の底面での融解と、棚氷の一部がちぎれて氷山として海に出ていくこと (これをcalving という。もともと牛が子を生むことをさすことば) だ。
第2章は、氷の変化をどう知るか。標高から知る方法 (広域を知るには衛星に積んだレーダー高度計をつかう)、重力の分布から知る方法 (衛星をつかう)、質量収支を知る方法 (現地観測とシミュレーションによる) がある。
ここで IPCC (気候変動に関する政府間パネル) の報告書での南極氷床についての記述の変遷の話がある。2001年のIPCC第3次評価報告書では、それまでの百年間の氷の収支について、不確かさが大きいが、どちらかというと氷床は拡大しているとしていた。ただし、ローカルな氷河の縮小も指摘していた。その後、観測がすすむにつれて、氷の減少傾向があきらかになってきた。
【どちらかというと第5章で出てくる地球温暖化にともなう南極氷床の変化の近未来の見通しの文脈で考えたことだが、わたしの認識も変遷してきた。素朴に考えると、温度が上がれば氷は減る。しかし、2000年ごろはつぎのように考えていた。南極大陸はじゅうぶん寒いので、温度がいくらか上がっても雪は雨にかわらないし、表面融解はおきない。反面、大陸のまわりの海氷は減るから、水蒸気の供給はふえ、降雪もふえる。したがって、南極氷床の氷はふえるだろう。その後さらに考えると、氷床全体を平均した質量収支は収入過剰だとしても、分布が周辺部にかたよっているから、表面質量収支と流動とのつりあいがくずれて、流動が速まるところもあり、氷床の氷が減ることもありうるだろうと思うようになった。】
第3章では、氷河の流動が速まっているところ (例としてパインアイランド氷河)や 棚氷が底面融解とcalvingで減っているところ (例としてラーセン棚氷) でどんなことがおきているかをのべている。
第4章では、氷床の変化が、海水準、海洋の循環、大気の循環にどんな影響をあたえるかという話。氷が減ればその質量は海水に行くので海水準を高めることになる。いまのところ海水準変動に寄与しているのはおもに山岳氷河とグリーンランド氷床だが、南極氷床が大きく減少すれば海水準への影響は大きい。なお、海水準変動には、氷床の下や海底の下のマントルの変形もきいてくる。海洋や大気の循環にどのような影響が生じるかは確定的ではなく可能性の話としてのべられている。
第5章では、氷床と海水準が将来 (おもに今後百年) どうなるかについて、地球温暖化のシナリオのもとでの氷床モデルによるシミュレーションの結果を中心にのべている。モデル間のちがい (いまの科学知識の不確かさを反映していると考えられる) も大きいが、シナリオ間のちがい (世界の人びとがどのような政策を選択するかを反映していると考えられる) も大きい。
終章。著者は、知識の不確かさを減らすため、とくに現地観測にもとづく研究が重要だと考え、実践している。
大部分の話題は、近代的観測のある過去約百年と、地球温暖化の政策課題であつかわれる今後約百年の時間スケールのものだ。しかし南極氷床の時間スケールはもっと長い。第4章第1節には、過去12万年の氷の量と海水準の話題がある。第5章第1節には、おもに南極氷床の氷の分析でえられた過去80万年の環境変動の話題がある。そのあたりは本書だけでは説明不足のところがあると思う。そのあたりの話題を中心に、第四紀学の観点をもった氷床研究者 (あるいは研究者の話を聞いて文章化する人) による別の本がつくられることを期待したい。
折りかえしのあとに くわしい目次をつける。
== 目次 ==
(口絵)
はじめに
目次
第1章 「地球最大の氷」の実像 — 南極氷床の基礎知識
– 1. 氷河と氷床
– – なぜ「巨大な氷のかたまり」ができるのか
– – 雪から氷へ
– – 氷河の「流動」
– – 涵養と消耗
– – 氷河とは何か
– – 氷床とは何か
– 2. 南極氷床
– – 地球最大の氷のかたまり
– – 南極にある氷の量はどのくらいか
– – 淡水資源としての南極氷床
– 3. 氷はどのように南極を覆っているのか
– – 南極氷床のかたち
– – 氷の底が融けている?
– – 棚氷とは何か
– 4. 南極氷床の変化をつかさどるプロセス
– – 意外と雪はあまり降らない南極
– – 夏にどのくらい融けるのか
– – カービングと底面融解
– – 海へと向かう氷の流れ
– – 南極ではそんなこともわかっていなかった
– [コラム 1] 氷床南極トラバース
第2章 南極の氷の変化をどう知るか — IPCC報告書から最近の観測手法まで
– 1. IPCC報告書の変遷
– – 「2500ギガトン」のインパクト
– – IPCCとは何か
– – IPCC 第3次評価報告書 — マイナスの海水準上昇とは
– – IPCC 第4次評価報告書 — 観測技術の進歩
– – IPCC 第5次評価報告書 — 表明された「強い確信」
– – 氷の減少傾向を示すデータ
– – 巨大な氷をどうやって測定するか
– 2. 標高から氷の変化を知る
– – 人工衛星による標高測定
– – 極域標高観測衛星 ICESat
– – 氷床の厚さ ≠ 氷の厚さ
– 3. 重力から氷の変化を知る
– – 地球の重力異常
– – 重力観測衛星 GRACE
– – 重力測定の長所と短所
– – 氷河性地殻均衡
– 4. インプット・アウトプット法
– – 氷床の「収入」と「支出」
– – 領域気候モデル
– – 氷の流動速度の測定
– – 氷の厚さと接地線の測定
– – インプット・アウトプット法だけにできること
– [コラム 2] 南極観測に参加するには
第3章 崩壊する棚氷、加速する氷河 — いま「氷の大陸」で何が起きているか
– 1. 明らかになった氷床の危機
– – IPCCが示したデータ
– – 急激に失われる氷の実態
– 2. なぜ氷が失われているのか
– – 変化する気温と降水量
– – 氷床変動の鍵を握る「氷の流出」
– – パインアイランド氷河の異変
– 3. 南極氷床の「弱点」とは
– – 棚氷の変化と氷河の加速
– – 常識を覆す急激な氷床変動
– – 南極氷床の「泣きどころ」
– – 海中に溺れる氷河
– – 東南極に見出された脆弱性
– – 目を覚ます「眠れる氷の巨人」
– 4. 南極半島ラーセン棚氷の崩壊
– – 前代未聞の棚氷崩壊
– – 融け水が棚氷を砕く
– – 支えを失った氷河の加速
– 5. 棚氷の底で起きていること
– – 異変のはじまり
– – 海による侵食
– – アイス・ポンプ
– – 「暖かい」海水の流入
– – 明かされた底面融解の実態
– – 加速する氷床融解
– [コラム 3] 南極半島リビングストン島
第4章 南極の異変は私たちに何をもたらすか — 氷床融解が地球環境に与えるインパクト
– 1. 海水準上昇のゆくえ
– – 20世紀に生じた海水準上昇
– – なぜ海水準が上昇しているのか
– – 海水準の上昇で失われる国土
– – 海水準変動の 12万年史
– 2. 海洋大循環の停滞
– – 地球を一周する海の流れ
– – 氷床が融けると循環が弱まる?
– – 映画「デイ・アフター・トゥモロー」のシナリオ
– – 南極を取り巻く南大洋の循環
– – 熱と二酸化炭素を吸収する「南極の海」
– – 地球規模の環境変化の引き金
– 3. 気象・気候へのインパクト
– – エネルギーをはじき返す雪と氷
– – 大気循環システムへの影響
– 4. 氷の底の変動
– – 隆起する大陸基盤
– – 地殻変動が海水準を左右する
– – 氷の底に残る課題
– – 氷底湖を目指したデッドヒート
– [コラム 4] どうやって南極に行くのか
第5章 気候変動と地球の未来 — 100年後の氷床変動シミュレーション
– 1. 気候変動の80万年史
– – 氷コアに刻まれた記録
– – 80万年の地球環境変動
– – 地球規模で起こる複雑な連鎖反応
– – 過去のパターンから氷床変動を予測できるか
– 2. 氷床の未来を予測する
– – 将来変動の大きさとその不確定性
– – 氷床モデルによるシミュレーション
– – 予測に幅がある理由
– – 地球の将来を決定づける「シナリオ」
– – 今後100年間の変動予測
– 3. 急激な氷床変動は本当に起きるのか
– – 急激な氷床変動をもたらす要因
– – 要因 (1) 海洋性氷床の不安定性
– – 要因 (2) 海洋性氷崖の不安定性
– 4. 南極を覆う「不穏なシナリオ」
– – 2100年の南極
– – 2500年の南極
– – 3つの不確定性
– – 人類にコントロールできる「唯一の不確定性」
– [コラム 5] ラングホブデ氷河で棚氷の下を覗く
終章 そして、私たちは何をすべきか — “最悪のシナリオ” vs. 科学と社会の力
– 1. IPCC 第6次評価報告書が示す未来
– – 最悪どのくらい海水準が上がるのか
– – 人間活動が気候変動の主因
– – 現在の気候変動がいかに異常か
– 2. 氷床研究のゆくえ
– – 巨大な氷の微妙なバランス
– – 南極の一角で真実を探る
おわりに
図版出典一覧
主要参考文献