Research press release

【気候科学】温暖な海洋亜表層水を原因とする氷山の大群の流出

Nature

Climate sciences: Iceberg armadas released by warm subsurface ocean waters

かつて北米のかなりの部分を覆っていた氷床が、最終氷期の最も寒冷な期間の一部において氷山の大群を「吐き出した」ことについて、1つの説明を示した論文が、今週掲載される。今回の研究では、たとえ大気温暖化がほとんどなくても、わずかな海洋温度の上昇が現在の氷床の脆弱な部分を分裂に導く過程に関する手掛かりをもたらしている。

最終氷期には、カナダのかなりの部分と米国北部の一部がローレンタイド氷床に覆われていた。意外なことに、この最終氷期の最も寒冷な時期の一部においてローレンタイド氷床から氷山の大群がハドソン海峡を通って北大西洋に周期的に流出していた。これは、氷床が寒冷期に拡大し、温暖期に収縮するという予測と矛盾しており、こうした「ハインリッヒイベント」を引き起こした根本機構については激しい論争が続いている。

今回、Jeremy Bassisの研究チームは、モデルによる証拠を示し、海洋亜表層の温暖化によって氷床の末端が不安定化して氷山として分離(カービング)することでハインリッヒイベントが発生することを明らかにした。Bassisたちは、温暖な海洋亜表層水によって氷山の分離面の水中部分が融解し、氷床の急速な後退と突然の氷山の放出が起こったという考えを示し、いったん氷床が後退すると、氷床を支えていた海底部分が千年スケールで隆起し、氷山の分離面を温暖な海洋亜表層水から切り離し、これにより次のハインリッヒイベントまで氷床が再度前進したと結論づけた。

このようにBassisたちが提唱した機構は、ハインリッヒイベントの原因となる過程と現代の海洋終端氷河の後退を引き起こす過程が同じであることを示唆している。そのため、海洋深層部に幅の広い氷流が存在し、既に崩壊の危険にさらされている西南極の一部では、たとえ大気温暖化がなくても、この過程が起こりやすくなっている可能性がある。

An explanation for why an ice sheet that once covered much of North America ‘belched’ vast iceberg armadas during some of the coldest periods of the last ice age is revealed in a paper published in this week’s Nature. The study also provides insights into how small increases in ocean temperature can trigger disintegration of vulnerable portions of today’s ice sheets, even with little atmospheric warming.

The Laurentide Ice Sheet covered much of Canada and part of the northern United States during the last glacial period. Unexpectedly, it periodically discharged vast armadas of icebergs through the Hudson Strait and into the North Atlantic Ocean during some of the coldest portions of the period. This is in conflict with the expectation that ice sheets expand during colder periods and contract during warmer periods, and the underlying mechanism that triggered these ‘Heinrich Events’ remains intensely debated.

Jeremy Bassis and colleagues present modelling evidence that shows the Heinrich Events were produced by subsurface ocean warming that destabilized the ice sheet where it terminates in the ocean and where icebergs break off (or calve). The authors found that the warm subsurface water melts the underwater portion of the calving face, triggering rapid retreat of the ice sheet and abrupt iceberg release. They conclude that, once the ice sheet has retreated, the ocean bed that once supported the ice sheet rises up over millennial timescales, cutting the calving face off from the warm subsurface waters, and allowing the ice sheet to re-advance until the next Heinrich Event.

The mechanism proposed by the authors suggests that Heinrich Events are driven by the same processes that are driving retreat of modern marine-terminating glaciers. Hence, portions of West Antarctica already at risk of collapse - where wide ice streams are grounded deep beneath sea level - could be vulnerable to this process, even in the absence of atmospheric warming.

doi: 10.1038/nature21069|英語の原文

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