パルサ

パルサは、永久凍土と鉱物質土壌の核を持つ泥炭の 丘である。極地と亜極地の不連続永久凍土帯に典型的に見られる現象である。その特徴の1つは、泥炭地表面より高くそびえる急斜面である。そのため、パルサの周囲には大量の雪が積もる。パルサの頂上には冬でも雪がない。これは、風が雪を運び、斜面や平らな泥炭地表面に積もらせるためである。パルサの直径は最大150メートル（490フィート）、高さは12メートル（39フィート）に達することがある。^[1]

永久凍土はパルサ湿原でパルサ自体にのみ見られ、その形成は泥炭の物理的特性に基づいています。乾燥した泥炭は優れた断熱材ですが、湿った泥炭は熱伝導性が高く、凍った泥炭はさらに熱伝導性が高いです。これは、寒気が泥炭層の奥深くまで浸透し、冬にはより深い湿った層から熱が容易に流れることを意味します。一方、パルサ表面の乾燥した泥炭は凍った中心部分を断熱し、夏には解けるのを防ぎます。^[1] これは、パルサが年間平均気温が氷点下になる気候でも生き残ることができることを意味します。^[2]

リタルサは泥炭に覆われていないパルサです。パルサよりも狭い範囲に生息し、海洋性気候帯でよく見られます。しかし、パルサとリタルサはどちらもピンゴに比べると比較的小さく、通常は3メートル（9.8フィート）未満です。^[3]

パルサは、おそらく異常に薄い積雪のために、冬の凍結前線が周囲よりも比較的速く侵入する荒野や沼沢の地域で発生することがあります。^[4] 厚い積雪による断熱性がないため、冬にはより深く凍結します。この氷は、凍上による最大数センチの「隆起」を伴って夏の間も存続する場合があります。パルサの隆起した表面は積雪も薄くなる傾向があり、冬の冷却効果が大きくなります。一方、夏には表面の物質（特に有機物の場合）が乾燥して断熱効果を発揮します。^{[5]そのため、内部温度は隣接する地面よりも一貫して低くなります。これが、周囲の水を吸い上げて成長する}アイスレンズ の形成に寄与します。凍結による氷の膨張により周囲の土壌に圧力がかかり、さらに水が土壌の空隙から押し出され、それが成長するアイスレンズの上に蓄積して体積を増加させます。正のフィードバックループが発生します。表面の水分と植生の変化は、新たに形成された永久凍土を保存するようなものとなるだろう。^[6]

上にある土壌層は凍上によって徐々に持ち上げられる。^[7]パルサの氷床コアの断面を見ると、層状構造が見られるが、これは冬の凍結が続くことによって生じる。しかし、湿地土壌は水で飽和しており、常に氷床コアの成長に十分な水を供給するため、孔から水が押し出されることは重要ではない。

多くの科学者は、パルサの発達は周期的であり、パルサが凸型になるまで成長が続くことに同意しています。これが起こると、泥炭の最上層で圧力が高まり、泥炭層に亀裂が生じ、その結果、泥炭層がパルサの側面に向かって滑ります。この泥炭層は断熱効果を生み出すため、層の後退によりパルサの永久凍土が露出し、融解が始まります。この場合、パルサの融解は周期的発達の正常な一部であり、同じ地域で新しいパルサの胚芽形態が発達する可能性があります。ただし、パルサ形態に関する研究は主に北部地域のドームパルサの観察でした。これらの研究地域はパルサ発生の中心地域内にあるため、周期的発達は中心地域内のドームパルサにのみ適用されます。^[8]

パルサ台地は、泥炭層に亀裂が生じたり、ドームパルサが崩壊したりする凸状形状を欠いていることが多い。しかし、パルサ台地では、霜による膨張で膨張し、時間の経過とともに表面が不均一になり、表面に水が溜まる可能性が高まり、局所的な後退や融解を引き起こす。ドームパルサの泥炭層の亀裂と同様に融解を引き起こすこのプロセスは、パルサ台地の寿命における正常な部分であり、周期的な進化の一部ではない。^[8]

パルサは、最終的には解凍と崩壊につながる発達サイクルを経るようです。パルサの成長に伴ってよく見られる開いた亀裂と、パルサの重みで隣接する湿原の表面が沈下する結果、パルサの周りに溜まりがちな水は、このプロセスの重要な要因です。成長と崩壊のさまざまな段階にあるパルサが同時に発生するという事実は、パルサの崩壊が必ずしも気候の変化を示すものではないことを示しています。パルサが崩壊した後に残るのは、通常、縁に囲まれた窪みだけです。^[7]

パルサ構造が現れる特定のタイプの湿原は、パルサ湿原と呼ばれます。 ^[9] しかし、自然タイプはパルサ湿原と説明されることもあります。^[10]しかし、どちらもパルサマウンドが発生する泥炭湿地を指します。パルサ湿原では、構造の周期的な発達により、発達の異なる段階にあるパルサが現れることがあります。^{[6] [11]}そのため、これらの地域では、丸い池、開いた泥炭表面、または低い円形の縁の尾根として見られるパルサの崩壊した形が一般的です。^[6]

個々のパルサは、泥炭地の丘またはより大きな隆起で、その中心は永久凍土および/または最上層の泥炭の活性層を含む鉱物質土壌である。^{[5] [9]}この地形は、不連続な永久凍土のある地域で発生する。^{[9] [12]}パルサの中心は、泥炭層が断熱効果を生み出すため、夏季を含めて永久に凍ったままである。^{[6] [5]} ほとんどのパルサは楕円形または細長い形をしているが、異なる形状のパルサが報告されている。場所によっては（スウェーデン北部のライヴァダレンとケイノヴォオピオ）、いくつかのドーム型のパルサからなるパルサ複合体が発見されている。他の場所（スウェーデン北部のセイタヤウレ）では、別のパルサ構造が報告されている。ここでは、より平坦な表面と急峻な縁を持つパルサ台地がいくつか発見されている。^[10]

パルサの形状には、様々な大きさの丘、台地、尾根などがある。^[13]アイスランドのパルサは、こぶ状、堤防状、台地状、リング状、盾状と表現されている。^[要出典]ノルウェーのパルサは、パルサ台地、エスカーパルサ、ストリングパルサ、円錐形またはドーム型パルサ、パルサ複合体と呼ばれている。^[要出典]

幅は一般的に10～30メートル（33～98フィート）、長さは15～150メートル（49～490フィート）である。^{[1]しかし、}湿原 の傾斜と平行に走るエスカー状のパルサの尾根では、長さが最大500メートル（1,600フィート）に達することが報告されている。高さは1メートル（3フィート3インチ）未満から6～7メートル（20～23フィート）までであるが、^{[5] [9]}周囲より最大で約10メートル（33フィート）に達することもある。大きな形状は小さなものよりもかなり円錐形ではない傾向がある。場所によっては、パルサが組み合わさって数百メートルに及ぶ複合体を形成する。永久凍土の核には厚さ2～3センチメートル（0.79～1.2インチ）以下の 氷レンズが含まれるが、

周期的な発達の過程で、パルサは形態が異なるいくつかの段階を経る。発達の初期堆積段階では、パルサの表面は滑らかで、泥炭層に亀裂はなく、目に見える侵食の兆候は見られない。それらは小さくドーム型であることが多く、しばしば胚パルサと呼ばれる。^{[10]この段階では、凍った泥炭コアによく見られる氷層が形成される。これらの氷層は}氷の分離 によって形成されると示唆されているが、氷層形成の理由は間違いなく浮力である。コアの浮上が起こり、永久凍土がその地域に到達して氷層を形成すると凍結する。 ^[5] 安定した成熟段階では、表面がさらに上昇し、冬季の積雪が風によって薄くなるため、より深い凍結が可能になる。成熟段階では、凍ったコアは泥炭層を越えてその下のシルト質 堆積物に達し、夏にはコアの解凍が起こるものの、コアが完全に解凍されるほどではない。解凍によりパルサに隣接して水がたまった池が形成されることがあり、安定段階ではこれらの池に沿った泥炭層の亀裂が存在する場合がある。しかし、これらの亀裂はサイズが小さく、セーブル段階ではブロック浸食の目に見える兆候は見られない。しかし、劣化段階では、パルサに最大数メートルの大きな亀裂が生じ、泥炭層をブロックに分割し、いわゆるブロック浸食が発生する。劣化段階のパルサに隣接して、凍ったコアの解凍により、いくつかの個別の池が見つかることが多い。^[10] 風食は泥炭層に影響を与えることが多く、その厚さは場合によっては数十センチメートル減少する。^[11] パルサ台地が劣化段階にある場合、平坦な台地表面にいくつかの池が見られ、隣接するブロック侵食が見られることが多い。ブロック侵食が発生すると、特に泥炭層が薄い場合は、亀裂に沿って鉱物質土壌が露出することが多い。^[10]

パルサは不連続永久凍土帯地域の典型的な形態であり、カナダ北部、アラスカ、シベリア、フェノスカンジア北部、アイスランドの亜北極地域で発見されています。^{[6] [12]パルサはほぼ例外なく}泥炭の存在と関連しており^[12]、冬が長く積雪が薄い地域でよく発生します。場所によってはパルサが下層の永久凍土まで広がっており、凍結していない基質の上に載っている場所もあります。

南半球では、最終氷期極大期のパルサの遺跡が、カミ湖のすぐ北にあるティエラ・デル・フエゴ島のアルゼンチン側で確認されている。^[14]氷河期のパルサの遺跡は、ドイツとベルギーの国境地域の ホーエン・ヴェンなど、中央ヨーロッパのホッホモーレンでも発見されている。

パルサ形態の浸食やパルサ中心部の永久凍土の後退は、気候条件の変化を直接示すものではない。パルサは周期的に発達するため、中心部の融解はパルサ発達の正常な一部である。しかし、気候条件の変化はパルサ形態に影響を与える。発生地域の外れにあるパルサ形態は、発生地域の中心部近くのパルサ形態よりも、存在するために気候条件に依存している。^[8]パルサ形態に関する研究は、1998年にノルウェー南部のドヴレフィエルで行われた。観測時、その地域の年間平均気温は0℃（32℉）をわずかに下回っていた。これらの地域は確かに気温の変化に敏感であり、ほんのわずかな気温上昇が、特定の地域でのパルサの永続的な存在に大きな影響を与える可能性がある。^[8]この地域の気象観測所の測定によると、1901～1930年と1961～1990年の間に、年間平均気温が0.8℃上昇した。1930年代に温暖化傾向が始まって以来、ドヴレフィエル地域ではパルサ湿原全体と大きなパルサ台地が完全に溶けてしまった。^[8]パルサ湿原は温度変化に敏感なので、気候の指標として優れている。^[15]ドヴレフィエル地域での研究では、パルサを気候指標として使用する場合は、永久凍土の分布の大きな変化と小さな変化を区別することが不可欠であると結論付けられている。小さな変化は、数年しか続かないより短い気候変動によって引き起こされる。小さなドームパルサは、胚パルサとも呼ばれ、寒い冬の後に数回発生するなど、気候条件の小さな変動の結果として発生することがある。これらの小さなパルサは数年で姿を消すため、恒久的な形態として定着することができません。この現象は過去数十年間にドヴレフエルで観察されており、気温がパルサが完全に周期的な発達を開始できないレベルまで上昇したという気候条件の大きな変化によって引き起こされています。これはドヴレフエル地域で観察されている温暖化傾向による気候変動の結果です。この地域では、20世紀全体を通じて、新しいパルサの形態が定着するほど気候が寒くありませんでした。^[8]

しかし、パルサ湿原の形成、特にパルサ湿原の水文学に地域条件がどのように影響するかについては、依然として不確実な点がいくつかある。さらに、気候変動がパルサ湿原に与える影響をより正確に判断するためには、より多くの活動層のモニタリングと、その地域気象条件との相関関係が必要である。^[5]

パルサの頂上の丘は周囲の湿地よりも乾燥していて栄養分が乏しいため、泥炭湿原内にモザイク状の微小生息地を形成している。パルサの発生は、気温、降水量、積雪の厚さなど、いくつかの気候要因によって決まる。したがって、気温と降水量の増加は、凍った泥炭の解凍と泥炭表面の沈下を引き起こす可能性がある。その結果、活動層が厚くなり、湿潤状態になる。したがって、植生は湿潤状態に適応するように変化する。湿潤の拡大は、乾燥したパルサ植生を犠牲にして、ミズゴケ類とイネ科植物に利益をもたらすと予測される。温室効果ガスフラックスの関連する変化は、主に背の高いイネ科植物の拡大による、 CO ₂吸収の増加とメタン放出の増加である。^[16]

パルサ湿原の永続的な存在は、いくつかの要因によって危険にさらされている。その最たるものが気候変動であり、気候分布の境界に位置するパルサ湿原が最も脆弱である。気候変動は年間平均気温の上昇を引き起こし、パルサが存続するには年間気温が0℃（32℉）以下でなければならない。^{[17] [8]}  また、パルサは一般に比較的低い降水量（一般に年間500mm未満^[18]）を必要とするが、気候変動による降水量の増加はパルサの劣化や雪解けを引き起こす可能性がある。降雪量の増加はパルサの断熱性を高め、冬にそれほど寒くならないことを意味する可能性がある。逆に、夏季の降雨量の増加は地表の熱伝導率を高め、パルサ中心部への熱伝達を増加させる可能性がある。その影響はすでに目に見えています。多くの研究^{[19] [20] [8] [9]}では、過去数十年間にパルサ湿原が劣化し、生息地の喪失の主な原因は気候変動であると報告されています。気候エンベロープモデルは、さまざまな気候変動シナリオにおけるパルサの将来の分布を予測するために使用されています。そのような研究の1つでは、フェノスカンジアは2040年までに気候的にパルサに適さなくなる可能性があり、西シベリアにパルサに適したかなりの地域を保持するには強力な緩和策 (SSP1-2.6) が必要であることがわかりました。^[21]

もう一つの要因は、大気中の降下物からの粒子であり、これは水化学と有機物の分解速度に影響を及ぼす可能性がある。さらに、コミュニティの構築など、主に水文学と水化学に影響を及ぼすものは、パルサ湿原の生息地に損害を与える可能性がある。しかし、影響を受ける地域と比較して比較的広い発生地域の範囲を考慮すると、この種の活動による影響は最小限である。^[17]パルサ湿原は、EUの種と生息地指令で優先される生息地タイプであるため、スウェーデンとフィンランドにおけるパルサ湿原の保護は大きな関心事である。^[9] この生息地の保護は、パルサ湿原が良好な保護状態を維持し、劣化を回避するような対策を講じることで達成できる。しかし、2013年にスウェーデンはパルサ湿原の保護状態が悪く、多くの地域でパルサが崩壊し、絶滅の危険性が高いと報告した。

典型的なパルサ湿原は、数種類の異なる鳥類から細菌などの微小生物に至るまで、生物多様性に富んでいます。これは主に、その顕著な鉱物栄養性-降水栄養性および地下水位勾配によるもので、これにより、さまざまな湿度の度合いで分布するいくつかの微小生息地の存在が可能になっています。パルサ湿原は、欧州連合によって優先生息地タイプに指定されており、気候変動は生態系に大きなリスクをもたらす可能性があります。^[22] パルサ湿原の劣化については多くの研究が行われてきましたが、生態系の生物多様性の混乱にどのような影響があるかについては、依然として大きな情報ギャップがあります。実際、パルサに生息する多くの生物についてはほとんどわかっていません。パルサの潜在的な損失の可能性のある影響を理解し予測するためには、これらの生物の分布と長期的な種の豊富さのパターンについてより多くの知識を得ることが不可欠です。この重要な知識がなければ、パルサ湿原の生物学的重要性を理解することは困難です。

北欧のパルサ湿原地帯では、繁殖する鳥類の豊富さがピークを迎えます。これは、北欧の渉禽類の場合に特に当てはまります。^[22] フィンランドの最北端では、パルサ湿原は、いくつかの異なる生息地と比較して、最も高い鳥類の密度を擁しており、生息地の多様性と浅瀬（基本的な食料源）の利用可能性が、このような膨大な鳥類の多様性を生み出していると考えられます。今世紀中にパルサ湿原が失われる可能性が高いため、野生生物と生物多様性への影響は否定できません。浅瀬は劇的に消滅または減少し、より均質な環境が形成される可能性があります。これは、繁殖する特定の鳥類や、パルサ湿原に恒久的または季節的に生息する他の生物に悪影響を及ぼす可能性があります。^[22]  

パルサ湿原の後退による生態学的影響に関する研究は少ない。繁殖種の多くはパルサ湿原に限定されていないため、パルサ湿原の減少による絶滅の可能性についてはまだはっきりしていない。しかし、パルサ 湿原の均質化が生物学的影響をもたらすと示唆するのは無理がある。種の豊富さに関係する生態学的要因に関する研究はいくつかあるが（少数だが）、その中で地下水位が要因として示唆されている。この地域の生物多様性への影響に関する包括的な研究を成功させるには、パルサ地域に生息する多くの種をマッピングするためのさらなる研究が必要である。^[22]  

パルサとピンゴはどちらも多年生の霜塚ですが、ピンゴは通常パルサよりも大きく、高さが50メートルを超えることもあります。 ^[3]一方、最も高いパルサでも7〜10メートルを超えることはめったにありません。 ^{[12]さらに重要なのは、パルサには貫入氷床コア、つまり地元の}地下水によって形成された氷がないことです。しかし、ピンゴの場合、決定的な特徴はコアのほとんどに貫入氷が存在することです。パルサは冷凍吸引による氷レンズの蓄積の結果として形成され、ピンゴは開いている場合は水圧、閉じている場合は静水圧の結果として形成されます。 ^[3]

さらに、通常は孤立しているピンゴとは対照的に、パルサは通常、いわゆるパルサ湿原のように、他のパルサと集団で発生します。^{[12] [4]}ピンゴとは異なり、パルサは永久凍土であるため、成長するために周囲の永久凍土を必要としません。ピンゴはまた、年間の凍結融解サイクルが発生する深さである活動層の下で成長し、パルサは活動層で成長​​します。^[4]

パルサとピンゴはどちらも氷床コアへの水の凍結によって生じます。しかし、パルサは必ずしも正の静水圧（水を注入するため）を必要としません。なぜなら、湿地土壌は水で飽和しており、成長する氷床コアに十分な水が供給されているからです。^[4]

パルサは横方向に大きく成長し、「パルサ台地」、別名「永久凍土台地」を形成する。ピンゴは主に上向きに成長するので、同じ程度横方向には成長せず、常に丘となる。同様に、パルサは高さを維持しながら横方向にサイズを縮小することができる。ピンゴの衰退は異なるパターンに従う。^[23]

パルサ（複数形：palsas）は、フィンランド語で「氷の芯を持つ沼地から隆起した丘」を意味する言葉で、北サーミ語のbalsaからの借用語である。^[24]パルサは特に湿原で発達するため、 palsamoorとも呼ばれる。ブゴルとブルギニアフは、ロシア語（後者はヤクート語に由来）でパルサとピンゴの両方を指す 一般的な用語である。

パルサの写真と詳細情報:

• パルサは、鉱物質土壌の上にある泥炭層で構成された、最大高さ約 10 メートルの円形または細長い丘または塚を意味するフェノスカンディア語です。
• ウィリアム W. シルツ地質画像ギャラリー (イリノイ州地質調査所)
• 周氷河（極低温）地形学に関する現地調査ガイド（html）
• 周氷河（極低温）地形学に関する現地調査ガイド（pdf）
• 自然地形の解説ガイド：パルサ湿原（索引）
• 自然地形解説ガイド：パルサ湿原（航空写真）
• €U(RO)CK 2005年号の記事