概要 グリーンランドの氷床 氷床とは、大陸規模の陸地面積を覆う氷の塊であり、つまり 50,000 km 2 を超える面積を持つものです。[ 4 ] 現在存在するグリーンランド と南極 の 2 つの氷床は、この最小定義よりもはるかに広い面積を持ち、それぞれ 170 万 km 2 と 1400 万 km 2 です。また、両方の氷床は、平均厚さ2 km (1 mi) の連続した氷層で構成されているため、非常に厚くなっています。[ 1 ] [ 6 ] [ 4 ]
氷床の成長というこのプロセスは、第二次世界大戦 中に起こった例からも明らかなように、現在でも続いています。 1942年にグリーンランドでロッキードP-38ライトニング戦闘機が 墜落しました。機体が回収されたのは50年後のことでした。その時には、機体はその期間に形成された81メートル（268フィート）の氷の下に埋もれていました。[ 7 ]
ダイナミクス
氷河の流れ 南極氷床における氷河の流速。 南極の氷の動き 安定した氷床でさえ、氷が氷床の最高地点である中央台地から徐々に外側に向かって流れ、縁辺部へと移動するため、常に動いています。氷床の傾斜は台地周辺では緩やかですが、縁辺部では急激に増加します。[ 4 ] 融解量 が多いこととの間の不均衡によって生じます。この不均衡により、氷河にかかるせん断応力 が増加し、氷河が流れ始めます。この2つのプロセスの平衡線に近づくにつれて、流速と変形が増加します。[ 8 ] [ 9 ] 重力 によって駆動されますが、温度と個々の氷河底の強度によって制御されます。多くのプロセスがこれら2つの要因を変化させ、活動の周期的な急増と、より長い非活動期間が交互に現れ、その時間スケールは1時間単位（潮汐流など）から100年単位 （ミランコビッチサイクル）に及びます。[ 9 ]
氷の動きの急激な変化は、時間単位では潮汐活動によって調整されることがあります。1 m の潮汐振動の影響は、海から 100 km 離れた場所でも感じられることがあります。 [ 10 ] 大潮 の間、氷の流れは、ピーク満潮直後に 1 時間以内に 1 フィートほど急激に変化するまで、数時間ほぼ静止した状態が続きます。その後、干潮の中盤または終盤に再び急激に変化するまで、静止状態が続きます。[ 11 ] [ 12 ] [ 11 ]
気候変動による地球規模の気温上昇は、氷床に直接伝播して氷床底の温度に影響を与えるまでに約1万年かかるが、表面融解の増加を通じて影響を及ぼし、氷上湖の 増加を引き起こす可能性がある。これらの湖は、氷河底に温水を供給し、氷河の動きを促進する可能性がある。[ 5 ] 氷河と氷床の境界面に液体で満たされたクレバスを形成する可能性がある。これらのクレバスが形成されると、湖の（比較的暖かい）内容物全体がわずか2～18時間で氷河底に到達し、氷床底を潤滑し、氷河のサージ を引き起こす可能性がある。[ 13 ] [ 14 ]
境界条件 ラーセンB 棚氷の崩壊は、そこから流れ出る氷河の流速に深刻な影響を与えた。棚氷の崩壊後の氷の流れの加速 縁辺部が海洋境界で終わると、余剰の氷は氷流または流出氷河 によって排出されます。その後、それは直接海に落下するか、浮遊する棚氷 の上に蓄積されます。[ 4 ] ： を分離します 。棚氷は、底面の融解によっても分離が加速されます。南極では、これは氷の融点より3 ℃高い周極深層水流によって棚氷に供給される熱によって引き起こされます。 [ 15 ]
棚氷の存在は、その背後にある氷河を安定させる効果があり、棚氷がないと不安定化します。例えば、 2002年2月に南極半島の ラーセンB 棚氷が3週間かけて崩壊したとき、その背後にある4つの氷河（クレーン氷河 、グリーン氷河 、ヘクトリア氷河 、ヨルム氷河）はすべてはるかに速い速度で流れ始めましたが、棚氷の残骸によって安定していた2つの氷河（フラスク氷河とレパード氷河）は加速しませんでした。 [ 16 ]
ラーセンB棚氷の崩壊に先立って、 棚氷の厚さは年間わずか1メートルずつ減少していたが、他の南極棚氷の中には年間数十メートルの減少を示したものもある。[ 5 ] ℃上昇すると 、底面の融解が年間最大10メートルに達する可能性がある。[ 5 ] ℃以下であれば常に安定しているが、-5 ℃以上では決して安定しない。このこと から、ラーセンB棚氷の崩壊に先立って起こった1.5℃の地域的な温暖化が、文脈上理解できる。[ 5 ]
海洋氷床の不安定性 1970年代、ヨハネス・ウェルトマンは、 海水は 氷よりも密度が高いため、アルキメデスの原理 により、海面 下に接地した氷床は融解するにつれて本質的に不安定になると提唱した。[ 17 ] 海洋氷床不安定性 （MISI）が発生する可能性がある。[ 17 ] [ 18 ]
氷床が海面下で接地していても、その前に安定した棚氷がある限り、MISIは発生しない。[ 19 ] 接地線と呼ばれ、 湾 に閉じ込められている場合は特に安定している。[ 19 ] [ 18 ] [ 18 ] 自己強化メカニズム が生まれる。[ 18 ] [ 20 ]
脆弱な場所 スウェイツ氷河（TEISはスウェイツ東部棚氷を指す）とパインアイランド氷河の両方があるパインアイランド湾 における氷の減少によって引き起こされる融解水ホットスポットの分布。 [ 21 ] 西南極氷床全体が海面下に接地しているため、このシナリオでは地質学的に急速な氷の損失に対して脆弱である。[ 22 ] [ 23 ] スウェイツ氷河 とパインアイランド 氷河はMISIの影響を受けやすく、両氷河はここ数十年で急速に薄くなり、加速している。[ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]
東南極氷床の大部分は影響を受けないだろう。トッテン氷河 は、MISIの影響を受けることが知られている最大の氷河だが、海面上昇への潜在的な寄与は、西南極氷床全体のそれに匹敵する。[ 29 ] [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ] [ 33 ] [ 26 ] [ 34 ] [ 35 ]
地球上の氷床や氷河が完全に溶けるには数千年かかる可能性があるが、海面は66 メートル（216 フィート）上昇するだろう。 [ 54 ]
南極氷床 南極氷床は 、 南極大陸 の98%を覆う大陸氷河であり、面積は1,400万平方キロメートル（540万平方マイル）、平均厚さは2キロメートル（1.2マイル）を超えます。地球上の2つの氷床 のうち最大規模であり、2,650万立方キロメートル（640万立方マイル）の氷を含み、これは地球上の淡水 の61%に相当します。その表面はほぼ連続しており、大陸上で氷のない地域は、乾燥した谷、南極山脈 のヌナタク 、そしてまばらな沿岸の岩盤 のみです。氷床の質量収支 、氷の流れ 、地形 の3つの地域間で大きな違いがあるため、南極半島 （AP）、東南極氷床 （EAIS）、西南極氷床 （WAIS）に細分化されることがよくあります。
グリーンランド氷床 グリーンランド氷床 は、世界で2番目に大きな氷塊を形成する氷床です。平均厚さは1,673 メートル（5,489フィート）、最大厚さは3,488メートル（11,444フィート）を超えます。 [ 96 ] 77度 で最大幅は1,100キロメートル（680マイル）です。 [ 97 ] グリーンランド の表面の約80% 、または南極氷床 の面積の約12%に相当します。[ 96 ] 科学文献 では、「グリーンランド氷床」という用語は、しばしばGISまたはGrISと略されます。[ 98 ] [ 99 ] [ 100 ] [ 101 ]
グリーンランドには少なくとも 1800 万年前から大きな氷河 と氷冠が存在していましたが [ 102 ] [ 103 ] [ 104 ] [ 105 ]と大幅に縮小 [ 106 ] [ 107 ] の 人為 的な 温室 効果ガスの排出 により、氷床は現在、 [ 110 ] [ 111 ] 。
毎年夏になると、表面の一部が溶け、氷の崖が海に崩れ落ちる 。通常、氷床は冬の降雪によって補充されるが、[ 99 ] 地球温暖化 のため、氷床は1850年以前よりも2～5倍速く溶けており、[ 112 ] 1996 [ 113 ] パリ協定の 目標である2 ℃（3.6 °F）未満に抑えられたとしても 、グリーンランドの氷の融解だけでも、今世紀末までに世界の海面上昇 に約6cm（2 + 1 / 2 [ 114 ] : 1302 [ 115 ] 比較のために述べると、1972年以降、融解による 1/2 インチ [ 116 ] [ 117 ] ： 5
氷床の2,900,000 立方キロメートル (696,000 立方 マイル) がすべて溶けると、世界の海面は約 7.4 m (24 フィート) 上昇する。[ 96 ] 1.7 °C (3.1 °F) から 2.3 °C (4.1 °F)の地球温暖化では、 この融解は避けられないものとなる可能性が高い。[ 101 ] °C (2.7 °F) の上昇でも、海面が1.4 m ( 4 + 1/2 フィート のに相当する氷の損失が発生し、 [ 118 ] [ 101 ] [ 119 ] [ 120 ] [ 115 ]
地質学的時間スケールでは ハインリッヒ現象がどのように進行したかを再構築すると、ローレンタイド氷床はまず維持不可能な位置まで成長し、その周辺の基部が温かくなりすぎ、その後急速に氷を失い、維持可能なサイズに縮小したと考えられる[ 127 ]。 通常、氷河期と間氷期の移行は、日射量 （地球に到達する太陽光の量）のパターンであるミランコビッチサイクル によって制御されます。これらのパターンは、他の惑星がそれぞれの軌道を回る際の重力の影響によって生じる、地球の軌道の形状と太陽に対する角度の変化によって引き起こされます。[ 128 ] [ 129 ]
例えば、少なくとも過去 10 万年の間に、北アメリカの大部分を覆っていたローレンタイド氷床 の一部が崩壊し、巨大な氷山群が北大西洋に流れ出しました。これらの氷山が溶けると、運んでいた岩やその他の大陸の岩石が落下し、氷山堆積物 として知られる層が残りました。発見者のハルトムート・ハインリッヒ にちなんで名付けられたこれらのいわゆるハインリッヒ事象は、7,000 ～ 10,000 年の 周期性 があり、最後の間氷期の寒冷期に発生しているようです。[ 130 ]
氷床内部の「大量放出」サイクルが観測された影響の原因である可能性があり、氷が不安定なレベルまで蓄積され、その後氷床の一部が崩壊する。外部要因も氷床の強制に役割を果たしている可能性がある。ダンスガード・オシュガーイベントは 、北半球で約40年の間に発生する急激な温暖化である。これらのD-Oイベントはハインリッヒイベントの直後に発生するが、約1500年ごとに発生するなど、より頻繁にも発生する。この証拠から、古気候学者は、同じ強制力がハインリッヒイベントとD-Oイベントの両方を引き起こしている可能性があると推測している。[ 131 ]
氷床の挙動における半球間の非同期性が観測されている。 ダンスガード・オシュガーイベント の間、北半球は著しく温暖化し、氷河期にはツンドラであった湿地からのメタンの放出が劇的に増加した。このメタンは地球全体に急速に均等に分布し、南極とグリーンランドの氷に取り込まれる。この関連性により、古気候学者は、南極の氷床が数千年にわたって温暖化した後になって初めてグリーンランドの氷床が温暖化し始めたと述べることができた。このパターンが発生する理由は依然として議論の余地がある。[ 132 ] [ 133 ]
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外部リンク 国連環境計画：氷と雪の世界的展望 海洋氷床の不安定性「入門編」
