ポリニヤ

ポリニヤ（/ p ə ˈ l ɪ n j ə / ）は、海氷に囲まれた開水域である。^{[1]現在では、連続した}流氷または定着氷内の凍結していない海水域を指す地理用語として使用されている。これは、天然の氷の穴を指すロシア語のполынья（ロシア語の発音：[pəɫɨˈnʲja] ）からの借用語であり、19世紀に極地探検家が海の航行可能な部分を説明するために採用した。^{[2] [3]}

ポリニヤには主に 2 つの種類があります。沿岸ポリニヤは、南極および北極の海岸付近で一年中見られ、主に強風が氷を海岸から押しのけることで形成されます。一方、海中または外洋ポリニヤは、特定の場所、特に南極周辺の氷床の中央で散発的に見られることがあります。これらの場所は、通常、特定の海洋力学によって条件付けられています。

最も有名な海中ポリニヤの一つはウェッデルポリニヤ（別名モード海嶺ポリニヤ）で、^{[4]モード海嶺海山の上の}ラザレフ海に発生します。1973年9月に初めて発見され、複数の冬（1974～1976年）にわたって存続し、最近では2017年9月に再発しました。^[5]

沿岸ポリニヤは主に 2 つのプロセスを通じて形成されます。

• 顕熱ポリニヤは熱力学的に駆動され、通常は温水の湧昇によって表面水温が氷点以上に保たれるときに発生します。これにより氷の生成が減少し、完全に停止することもあります。
• 潜熱ポリニヤは、海岸線、定着氷、氷橋などの固定された境界から氷を吹き飛ばすカタバ風の作用によって形成されます。ポリニヤは、1 年目の流氷が海岸から吹き飛ばされ、新しい氷が形成される開水域が残るときに最初に形成されます。この新しい氷は、1 年目の流氷に向かって風下に押し流されます。流氷に到達すると、新しい氷は流氷上で固まります。このプロセスは時間の経過とともに続きます。したがって、潜熱ポリニヤは南極の海氷生成の主な原因です。^[6]

潜熱ポリニヤは氷の生産量が多い地域であるため、両極地域で濃水が生成される可能性のある場所です。これらのポリニヤ内の氷の生産量が多いため、大量の塩水が表層水に排出され、この塩水は沈みます。北極のポリニヤが、熱塩循環を駆動するために必要な濃水の大部分を形成するのに十分な濃水を生成できるかどうかは未解決の問題です。

海中ポリニヤは、特定の大気条件が条件付きの海洋領域で発生したときに形成されます。このような大気条件は、氷が反対方向に漂い、氷床を開くのに有利です。極低気圧は、低気圧の風が氷を低気圧の中心から反対方向に押し出すため、海中ポリニヤ発生の典型的な大気トリガーです。 ^[7]また、2つの反対方向の流れがある寒冷前線は、海中ポリニヤの形成に最適です。

南極底水（AABW）は、南極海の深海層に存在する高塩分の濃水である。地球規模の循環において重要な役割を果たしている。^[8]沿岸ポリニヤ（潜熱ポリニヤ）は、海氷の形成時に塩水が排出されることで海水の塩分濃度が上昇し、その後AABWとして海底に沈むため、AABWの発生源となる。^{[9] [10]}南極ポリニヤは、氷塊が海岸から離れて風の方向へ移動し、露出した海水域が作られ、その後塩水が排出されて別の氷塊が形成されることで形成される。^[11]

カナダとグリーンランドの間にある北海ポリニヤなど、一部のポリニヤは毎年同じ時期に同じ場所で季節的に発生します。動物は生活戦略をこの規則性に適応させることができるため、これらのタイプのポリニヤは生態学的研究において特別な意義があります。冬には、南に移動しないセイウチ、イッカク、シロイルカなどの海洋哺乳類がそこに留まります。ホッキョクグマはポリニヤの開放水域を65キロメートル（35海里）も泳ぐことができることが知られています。^[12]

氷で覆われている場所に開水域があると、局所的な海洋藻類の大発生、つまりポリニヤブルームが発生することがあります。^[13]氷藻が示すように、藻類群集は海氷の下でよく見られますが、ポリニヤの開水域では植物プランクトンの成長率が大幅に高くなります。^[14]ポリニヤブルームの主な要因は、日光と栄養素です。具体的には、海氷がないと、光合成に必要な要素である光が水中に深く浸透し、周囲の氷で覆われた海域に比べて植物プランクトンの成長が促進されます。^[13]さらに、ポリニヤの形成は通常、海底から海面に向かって栄養分が豊富な水を運ぶプロセスである湧昇と関連しています。 ^[15]この栄養素の流入と光レベルの増加が相まって、ポリニヤブルームが発生することがよくあります。^[13]

一般的に、ポリニヤは周囲の水よりも多くの植物プランクトンを含むため、生物学的に生産性が高い傾向があります。^{[16]そのため、}海洋食物連鎖の基盤としての一次生産者の役割を果たすため、ポリニヤは魚、鳥、海洋哺乳類などのさまざまな生物にとって重要な食料源です。^[16]以下に、極地のコミュニティにとってのポリニヤの重要性の例をいくつか示します。

• ロス海ポリニヤが開かなかった年にはアザラシの死亡率の上昇が観察された。 ^[13]
• 南極東部では、アデリーペンギンのコロニーの91％が沿岸ポリニヤとつながっており、ポリニヤの規模はコロニーの規模と相関関係にあることが多い。^[16]
• マクマード湾のポリニヤの存在は、ペンギンが餌をとれる氷のない地域を提供し、ケープ・ロイズのペンギンのコロニーの生存に直接影響を与えている。^[17]
• ポリニヤブルームに伴う海面から海底への炭素（マリンスノーの形で）の下方輸送は、豊かな底生生物群集を維持するために必要な栄養素を提供します。^[18]

ポリニヤはまた、歴史を通じて人類を支えてきた。例えば、北極圏で最大かつ最も生物生産性の高いポリニヤであるノースウォーターポリニヤは、本来は不毛な地域で重要な食糧源となっており、数千年にわたってこの地域の高緯度地域に人間社会が存在することを可能にしてきた。 ^[19] 4500年前、グリーンランドの最初の入植者が現在のカナダ北部を横断した際、このポリニヤは足がかりとなった可能性がある。^{[19]また、ノースウォーターポリニヤが歴史を通じて}チューレ、イヌイット、ノルウェー、西洋の探検家を助けてきたことを示す証拠もある。 ^{[19]今日、ノースウォーターポリニヤは、}カーナーク、ケケタット、サヴィシヴィク、シオラパルクなど、グリーンランド最北端の町の存在を可能にしている。^[20]

1950年代から60年代にかけてアメリカ海軍の潜水艦が北極点への遠征を行った際、北極海の厚い流氷を突き抜けて浮上することについて大きな懸念があった。1962年、 USSスケートとUSSシードラゴンの両艦が北極点近くの同じ大きなポリニヤ内で浮上し、アメリカ大西洋艦隊とアメリカ太平洋艦隊の初の極地会合が行われた。^[21]

• 鉛（海氷）

• 2017 年南半球冬季におけるモード海嶺ポリニヤの再出現の起源となる極低気圧 (現在) agupubs.onlinelibrary.wiley.com (エラー: アーカイブ URL が不明) (2019 年 4 月 24 日アーカイブ)
• 国際北水ポリニヤ研究 (NOW) -ウェイバックマシン(2009 年 2 月 11 日アーカイブ)
• NASA地球観測所のアラスカ北部ポリニヤ