Research press release

【気候科学】棚氷の融解が南極底層水の形成を抑制することをアザラシが教えてくれた

Nature Communications

Climate science: Melting ice seals deep ocean fate

ゾウアザラシに機器を取り付けて観測が行われ、全球的な熱循環にとって不可欠な南極の高密度底層水の形成が、南極棚氷の融解による淡水の流入によって抑制されることが明らかになった。この新知見は、今後の気候温暖化によって南極棚氷の融解が進むことで、底層水が生成されなくなる恐れのあることを示唆している。研究の詳細を報告する論文が、今週掲載される。

南極を取り巻く海は冬になると凍結するため、海氷マトリックスが脱塩して、極めて高密度の表層水が形成する。この表層水は、そのうちに沈降して底層水を形成するようになり、地球の深層海洋循環を駆動する。高密度水の大半は、海氷の形成が特に活発に起こるポリニヤシステムで生成するが、ポリニヤシステムは、わずかな数の重要地域にしか存在していない。東南極のプリッツ湾には3つのポリニヤシステムがあるが、そこで生成される表層水の密度が予想より低いことが入手可能なデータによって示唆されており、全球的に重要な底層水に対するプリッツ湾地域の寄与に疑いが生じている。あいにくプリッツ湾地域については、特に人間が立ち入ることのできない冬季月間のデータが少ない。

今回、Guy Williamsたちは、現地に到達できないという問題に取り組むため、この地域に生息するゾウアザラシを利用した。Williamsたちは、小型機器をゾウアザラシに取り付けて、1年を通じてプリッツ湾地域全体で重要な海水温と塩分のデータを集めることができた。また、Williamsたちは、プリッツ湾のポリニヤで高密度の表層水が生成されるが、その密度が、周辺の棚氷の融解による淡水の流入によって大きく低下していることを明らかにした。

Williamsたちは、気候温暖化によって周辺地域の棚氷の融解が増えると、重要な高密度水の生成がさらに抑制される可能性があるという考えを提唱している。

Elephant seals have been used as living monitoring devices to show that freshwater input from melting Antarctic ice shelves suppresses the formation of dense bottom waters that are vital in driving heat around the globe. The findings, reported in Nature Communications this week, suggest that enhanced melting under a future warming climate could potentially put an end to bottom water formation.

As the seas surrounding Antarctica freeze during the winter, the rejection of salt from the sea-ice matrix leads to the formation of extremely dense surface waters, which eventually sink to form bottom waters that drive the globe’s deep ocean circulation. The majority of dense waters are produced in polynya systems - areas of particularly intense sea-ice formation - which exist in only a few key areas. Prydz Bay, East Antarctica, hosts three such polynya systems, yet available data suggest the area produces less-dense waters than expected, questioning its contribution to the globally important bottom waters. Unfortunately, data for the Prydz Bay region are limited, particularly during the winter months when human access to the region is impossible.

To tackle this problem of inaccessibility, Guy Williams and colleagues enlisted the help of local elephant seals. Using small instruments attached to the seals, the authors were able to collect vital temperature and salinity data throughout the year, and also across the entire Prydz Bay region. The authors are able to show that although the Pryz Bay polynyas do indeed produce dense surface waters, the density is significantly reduced through the input of freshwaters sourced from the melting of local ice shelves.

The authors propose that increased melting of local ice shelves under a warming climate might further limit the formation of important dense waters.

doi: 10.1038/ncomms12577 | 英語の原文

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

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