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腐氷とは、氷の結晶の成長過程で液体の水、空気、または汚染物質が蜂の巣状[1]になり、溶けたり構造的に崩壊したりしている氷を指すあいまいな用語です。腐氷は透明またはまだら模様の灰色に見え、春または夏の雪解け後によく見られ、旅行や屋外レクリエーションで時間を過ごす人々に危険をもたらします。北極圏で固体の氷と比較して腐氷が増加すると、海洋と大気の熱伝達や毎年の氷の形成に影響が及ぶほか、イヌイット、セイウチやホッキョクグマなどの海生哺乳類、氷の中に生息する微生物の生活にも影響が及びます。
腐った氷には「キャンドル氷」と呼ばれる柱状の構造を持つサブタイプがあります。他の腐った氷と同様に、構造がないため人間にとって危険です。
特性とライフサイクル
固い氷と比較すると、腐った氷は「多孔性が高く、浸透性が高い」。[2]この多孔性により、「秋の凍結開始時に栄養分、塩分、熱の大規模な対流輸送」が促進され、藻類の大量発生もその一因となっている可能性がある。[3]積雪と氷が混ざり合ったときに開水面に形成される[要出典]か、春[4]または夏に極地の氷が溶けたときに形成される[5]。水で飽和すると、腐った氷は暗く透明に見えることがあり、新しいブラック アイス [1] に似ているが、そうでない場合は灰色でまだらに見えることがある。[6]腐った氷は強そうに見えるが、実際には弱く、数フィートの厚さでも人の体重を支えられないことがある。陸上では、登るのは困難または不可能である。[要出典]
腐敗は表面または底面から始まり、太陽からの熱の吸収によって起こります。[6]一般的に、氷の融解はさまざまな要因によって加速する可能性があります。氷の下からの水は氷を侵食し、表面に兆候がなくても氷を薄くする可能性があります。上流の融解からの流出、道路（特に塩をまいた道路）、雪は氷を弱め、「木の切り株、岩、ドックは太陽からの熱を吸収し、周囲の氷を溶かします。」[7]海岸線に沿って氷が速く溶ける場合があります。雪の層の下の氷は、雪の断熱効果により薄く弱くなります。また、新しい降雪により、既存の氷が暖められ、溶けることもあります。[7]ただし、雪または雪氷は、入射する太陽放射を吸収または反射し、雪が溶けるまで腐敗を防ぐこともあります。[6]厚さに関係なく、氷は複数回の凍結と融解、または氷自体の内側の雪の層によって弱くなります。[7]固体の氷よりも早く溶けます。[8]
腐った氷の細孔に生息する特定の種類の細菌はポリマーのような物質を生成し、氷の物理的性質に影響を与える可能性がある。この現象を研究しているワシントン大学のチームは、ポリマーが氷に安定効果をもたらす可能性があると仮説を立てている。[9]しかし、他の科学者は、藻類やその他の微生物が色素を生成したり、クライオコナイトという物質の生成を助けたりすることを発見しており、これらはすべて腐敗を促進し、微生物の成長を促進する。[3] [10]
気候科学における役割
2009 年、アラスカ北部のボーフォート海を研究している研究者らは、存在する氷のほとんどが、新しく形成されたか、または複数年存在していた厚い固体氷ではなく、腐った氷になっていることを発見しました。この多年氷の減少は、北極の氷が気候変動から回復しつつあるという以前の印象と矛盾し、「北極の気候科学と海洋船舶輸送に影響を及ぼした」としています。[11]他の研究では、腐った氷の浸透性の増加が「海洋と大気間の熱伝達に寄与する」可能性があることがわかっています。[2]腐った氷物質の将来の増加は、長期的な氷の覆いに影響します。「氷が完全に溶けると、外洋は秋に新しい氷を形成します。夏の終わりに残っている氷だけが 2 年目、その後多年氷になる可能性があります。」[2]腐った氷がより多くの海を露出させると、露出した暗い海がより多くの熱を吸収し、より多くの氷が溶けてより多くの海が露出するというフィードバック ループも作成されます。[8]
2015年までの数年間、グリーンランドの氷床は「腐氷状態」にまで減少し、固い氷の月数は年間9ヶ月から2～3ヶ月に減少し、厚さは2004年までに6～10フィートから7インチに減少しました。[5]固い陸氷が腐氷に減少したことで、地元のイヌイットの移動や自給自足のための狩猟、海生哺乳類の移動や生息地に大きな支障が生じています。[5]将来的には、腐った氷や溶けた氷の剥落が海面上昇を通じて他の大陸の海岸線に影響を及ぼす可能性があります。[8]
キャンドルアイス
キャンドル アイス (ニードル アイスとも呼ばれる) [12]は、湖やその他の水域の表面に対して垂直に柱状に成長する腐った氷の一種です。 [13]「キャンドル」が砕けて水に浮かび、互いにぶつかり合うと、カチャカチャという音がします。[14]より大きな表面の氷が溶けると、キャンドル アイスの形成は「時間、温度、水が溶けて流出する量とともに徐々に増加します。」[15]これは、氷の結晶が六角形構造になっているために発生します。最初に形成されると、塩などのミネラルやその他の汚染物質が結晶の間に閉じ込められ、閉じ込められた汚染物質のためにこれらの境界で溶解が始まります。[16]厚さに関係なく、[4]水平構造がないため、落下した人がつかむ縁がないため危険です。[17]
参照
参考文献
- クーパー、ドナルド C. (2005)。捜索救助の基礎。ジョーンズ＆バートレット出版社。p. 112。ISBN 9780763748074。
- 氷と冷凍の図解。ニッカーソン＆コリンズ社、1898年、92ページ。
- ^ ab 「腐った氷」。気象用語集。アメリカ気象学会。
- ^ abc Frantz, Carie M.; Light, Bonnie; Farley, Samuel M.; Carpenter, Shelly; Lieblappen, Ross; Courville, Zoe; Orellana, Mónica V.; Junge, Karen (2019-03-05). 「激しく融解した「腐った」北極海氷の物理的および光学的特性」. The Cryosphere . 13 (3): 775–793. Bibcode :2019TCry...13..775F. doi : 10.5194/tc-13-775-2019 . ISSN 1994-0416.
- ^ ab Haas, Christian; Thomas, David N.; Bareiss, Jörg (2001). 「夏季の南極の多年生海氷の表面特性とプロセス」Journal of Glaciology . 47 (159): 613–625. Bibcode :2001JGlac..47..613H. doi : 10.3189/172756501781831864 . ISSN 0022-1430.
- ^ ab アルバータ州およびノースウェスト準州支部。「氷上の安全に関するヒント」。ライフセービング協会。2021年3月18日閲覧。
- ^ abc Ehrlich, Gretel (2015-04-01). 「[グリーンランドからの手紙] | Rotten Ice」. Harper's Magazine . 2021年3月18日閲覧。
- ^ abc 「湖と川の氷 - 氷の崩壊」ブリタニカ百科事典。2021年3月18日閲覧。
- ^ abc Community (2012-04-01). 「「腐った」氷にご用心」Terrace Standard . 2021年3月18日閲覧。
- ^ abc Strauss, Ben; Central, Climate (2010-06-23). 「NASA: 5月の北極の氷の融解は7月のスピードに近い」Inside Climate News 。 2021年3月18日閲覧。
- ^ 「Extreme Summer Melt」ワシントン大学応用物理学研究所。 2021年3月18日閲覧。
- ^ Pfeifer, Hazel (2021-01-20). 「微小な生命がグリーンランドの氷床を溶かしている」CNN 。 2021年3月18日閲覧。
- ^ アメリカ地球物理学連合 (2010 年 1 月 21 日)。「ボーフォート海の氷は『腐っている』のか」。サイエンス デイリー。
- ^ 米国水路局（1954年）。ソ連北部への航行指示書：Mys Kanin NosからOstron Diksonまで。78ページ。
- ^ 「キャンドルアイス」。気象用語集。アメリカ気象学会。2012年2月20日。 2021年3月17日閲覧。
- ^ ベイリー、ウィリアム H.; オケ、TR; ラウズ、ウェイン R. (1997)。カナダの地表気候。モントリオール：マギル・クイーンズ大学出版局。ISBN 978-0-7735-1672-4。
- ^ スウィンゾウ、ジョージ・K. (1966)。北極の氷河湖の氷床。米国陸軍資材司令部、寒冷地研究工学研究所。p. 27。
- ^ アメリカ陸軍工兵隊(2002)。氷工学。ホノルル、ハワイ：パシフィック大学出版局。pp. 2–1。ISBN 978-0-89875-844-3。
- ^ タウレル、ポール (2006)。キャンプと荒野でのサバイバル：究極のアウトドアブック。ポール・タウレル。p. 305。ISBN 978-0-9740820-2-8。
外部リンク
- キャンドルアイスの説明とビデオのクローズアップ
- 湖面のキャンドル氷の動画