Research press release

【気候科学】南極の融解水による湖と河川の全体像を描く

Nature

Climate science: Charting Antarctica’s meltwater lakes and streams

南極の棚氷には広範な湖沼と水流のネットワークが数十年間にわたって存続し、棚氷を不安定化させ、崩壊の可能性を生じさせていることを報告する論文が、今週掲載される。これに対して、南極のナンセン棚氷から得られた証拠を分析した別の研究では、大型河川によって融解水が海洋に運ばれることによって、この効果が緩和されることが示唆されている。

表層融解水は、クレバスに流れ込み、再凍結し、水圧破砕を引き起こすことで棚氷の崩壊に寄与すると考えられている。しかし、南極上に形成される融解水の池と河川の全体像と存続期間については解明されていない。

今回、Jonathan Kingslakeたちの研究グループは、1973年以降の衛星画像と1947年以降の航空写真を用いて、南極全体での融解水の排水を分析し、ここ数十年間に表層での排水が起こっており、座礁氷から棚氷を横切って最大120キロメートルにわたって融解水が運ばれ、広範な池のネットワークを形成していることを明らかにした。この新知見は、南極での表層水の排水がこれまで考えられていたよりも広範に存在しており、今後温暖化が進むと南極の氷量減少が加速する可能性のあることを示唆している。

一方、Robin Bellたちの研究グループは、過去1世紀以上にわたって南極のナンセン棚氷からの融解水のかなりの部分が表層の河川網によって海洋に排出されていることを説明している。この河川の終点には幅130メートルの滝があり、ナンセン棚氷からの融解水の1年分に相当する水量がわずか7日で排出されている。この表層排水系は、融解水によるナンセン棚氷の不安定化を防ぐものと考えられている。融解水が保持されるシステムと排出されるシステムの両方が存在する理由を明らかにするには、さらなる研究が必要とされるが、今回の2つの研究結果は、融解水の動きが常に氷床を破壊する機構とはならないことを示している。

Extensive networks of lakes and streams have persisted for decades on Antarctica’s ice shelves, making them vulnerable to instability and possible collapse, reports a paper in this week’s Nature. However, evidence from Antarctica’s Nansen Ice Shelf, analysed in a second paper, suggests that large rivers can, in some cases, mitigate this effect by transporting meltwater into the ocean.

Surface meltwater is thought to contribute to the collapse of ice shelves by seeping into crevasses, refreezing and generating hydraulic fracturing. However, the full extent and duration of meltwater ponds, streams and rivers that form on Antarctica has remained unknown.

Jonathan Kingslake and colleagues use satellite imagery from 1973 onwards and aerial photography from 1947 onwards to analyse meltwater drainage across Antarctica. They show that surface drainage has occurred for decades, transporting meltwater up to 120 kilometres from grounded ice, across ice shelves and feeding vast networks of ponds. These findings suggest that surface water drainage in Antarctica is more extensive than previously thought and, as the climate warms, could potentially accelerate future ice-mass loss from the region.

In a separate study, Robin Bell and colleagues describe a surface river network that has, for more than a century, exported a significant proportion of meltwater from the Nansen Ice Shelf in Antarctica into the ocean. The river terminates in a 130-metre-wide waterfall that can drain the ice shelf’s entire annual meltwater production in just seven days. This surface drainage system seems to prevent meltwater from destabilizing the Nansen Ice Shelf. Further research is needed to understand why meltwater is retained in some systems and drained in others, but these results indicate that meltwater movement may not always be an ice-destroying mechanism.

doi: 10.1038/nature22049

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