ポリニヤ

ポリニャ（/ p ə ˈ l ɪ n j ə / ）は、海氷に囲まれた開水域です。^{[ 1 ]}現在では、連続した流氷または定着氷の中にある凍結していない海水域を表す地理用語として使用されています。これは、自然の氷の穴を指すロシア語のpolynya（полынья ; IPA: [ pəɫɨˈnʲja ] ）からの借用語で、19 世紀に極地探検家によって航行可能な海域を表すために採用されました。^{[ 2 ] [ 3 ]}

ポリニアには大きく分けて2種類あります。1つは沿岸ポリニアで、南極や北極の沿岸付近に一年中存在し、主に強風によって氷が海岸から押し流されることで形成されます。もう1つは外洋ポリニアで、特に南極周辺の特定の場所の海氷域の中央部に散発的に見られます。これらの場所は一般的に、特定の海洋力学によって形成されます。

最も有名な外洋ポリニアの 1 つは、モード海嶺ポリニアとしても知られるウェッデル ポリニアです^{[ 4 ]。}これはモード海嶺海山上のラザレフ海に存在します。1973 年 9 月に初めて発見され、複数回の冬 (1974 ～ 1976 年) を越し、最近では 2017 年 9 月に再び出現しました^{[ 5 ]。}

沿岸ポリニアは主に2つのプロセスを経て形成されます。

• 顕熱ポリニヤは熱力学的に駆動される現象であり、通常は暖水の湧昇によって海面水温が氷点以上を維持している場合に発生する。これにより氷の生成が減少し、場合によっては完全に停止することもある。
• 潜熱ポリニヤは、海岸線、定着氷、氷橋などの固定境界から氷を押し出すカタバ風の作用によって形成されます。ポリニヤは、まず一年流氷が海岸から押し出されて、新しい氷が形成される開水域が残るときに形成されます。この新しい氷は、風下に向かって一年流氷に向かって運ばれます。新しい氷が流氷に到達すると、流氷に固まります。このプロセスは時間とともに続きます。したがって、潜熱ポリニヤは南極における海氷生成の主要な源です。^{[ 6 ]}

潜熱ポリニヤは氷の生成量が多い領域であり、両極域において高密度水の生成場所となる可能性がある。これらのポリニヤにおける高い氷生成速度は、大量の塩水が表層水に放出されることにつながり、この塩水はその後沈降する。北極のポリニヤが、熱塩循環を駆動するために必要な高密度水の大部分を形成するのに十分な高密度水を生成できるかどうかは、未解決の問題である。

外洋のポリニアは、特定の気象条件が事前に整えられた海洋領域で発生したときに形成されます。このような気象条件は、氷塊を開くために氷が反対方向に漂流することを促進するはずです。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、外洋のポリニアの発生の典型的な気象トリガーです。^{[ 7 ]}また、反対方向の2つの流れが見られる寒冷前線は、外洋のポリニアの形成に理想的です。

カナダとグリーンランドの間にあるノースウォーターポリニヤのように、季節によって毎年同じ場所と時期に出現するポリニヤもある。動物はこの規則性に合わせて生活戦略を調整できるため、このようなタイプのポリニヤは生態学的に特別な研究上の意義を持つ。冬には、南へ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る。ホッキョクグマはポリニヤの開水域を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る。 ^{[ 11 ]}

生物生産

一般的に、ポリニアは周囲の水よりも植物プランクトンが多く含まれているため、生物生産性が高い傾向があります。^{[ 15 ]}したがって、一次生産者が海洋食物網の基盤となる役割を担っているため、ポリニアは魚類、鳥類、海洋哺乳類など、さまざまな生物にとって重要な食料源となっています。^{[ 15 ]}以下に、極地の生態系にとってポリニアが重要である例をいくつか挙げます。

• ロス海ポリニヤが開通しなかった年には、アザラシの死亡率の上昇が観察された。 ^{[ 12 ]}
• 東南極では、アデリーペンギンのコロニーの91%が沿岸のポリニヤとつながっており、ポリニヤの大きさはコロニーの大きさと相関関係にあることが多い。^{[ 15 ]}
• マクマード湾にポリニアが存在することで、ペンギンが餌を食べられる氷のないエリアが提供され、ケープロイズのペンギンコロニーの生存に直接影響を与えている。^{[ 16 ]}
• ポリニヤブルームに伴う、表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する。^{[ 17 ]}

ポリニヤは歴史を通じて人類の居住を支えてきた。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、それ以外は不毛な地域において重要な食料源として機能し、何千年にもわたってこの地域に高緯度地域の人類コミュニティが存在することを可能にしてきた。^{[ 18 ]} 4500年前に現在のカナダ北部を横断したグリーンランドの最初の入植者にとって、ノースウォーターポリニヤは足がかりとして機能した可能性がある。^{[ 18 ]}また、ノースウォーターポリニヤは、歴史を通じてチューレ人、イヌイット、ノルマン人、そして西洋の探検家を助けてきたという兆候もある。^{[ 18 ]}今日、ノースウォーターポリニヤは、カーナーク、ケケルタット、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が存在することを可能にしている。^{[ 19 ]}

1950年代と1960年代にアメリカ海軍の潜水艦が北極点への探検を行った際、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シードラゴンは、アメリカ大西洋艦隊とアメリカ太平洋艦隊の最初の極地ランデブーのために、北極点近くの同じ大きなポリニヤ内で浮上した。^{[ 20 ]}

• 鉛（海氷）

• Francis, Diana; Eayrs, Clare; Cuesta, Juan; Holland, David (2019年4月24日)、「2017年南半球冬季におけるモード海嶺ポリニヤの再発の起源は極低気圧である（NOW）」、Journal of Geophysical Research: Atmospheres、124（10）：5251–5267、Bibcode：2019JGRD..124.5251F、doi：10.1029/2019JD030618
• 国際北水ポリニヤ調査（NOW）の記録（ Wayback Machine 、2009年2月11日アーカイブ）
• アラスカ北部のポリニャ島（NASA地球観測所）