南極大陸から氷が失われるとき、一体なにが起こるのだろうか。気温は非常に低いので、表面の氷がゆっくりと溶けてなくなることはない。その代わりに、長い間かけて蓄積され、押し潰された巨大な氷が谷に沿ってゆっくりと押し出される。そして最終的には大陸の端に到達し、墓場となる海へと流れ出す。
氷流と呼ばれるこのような氷に、1980年代は科学者が杭を打ち込み、その速さや「遅さ」を確かめようと試みた。この作業は困難で費用もかかり、危険であったため測定できる数は限られていた。
しかし今日では、南極での氷の動きを研究している科学者は人工衛星からのデータを入手できるようになった。このため溢れるほど多くの測定データを手に入れることができる。ある科学者グループがこれを利用して、南極での氷の消失に関する24の異なる調査結果をまとめた論文を、2018年6月13日付けの『Nature』オンライン版に発表した。
この論文によると、氷が溶ける速度は過去5年間で「実に3倍になっている」という。
衛星データで「瞬時に膨大な情報を入手」
英リーズ大学の教授であるアンドルー・シェパードや、米航空宇宙局（NASA）のエリック・アイヴィンズなどが指揮を執ったこの論文によると、氷の消失はいまや年間2,190億メートルトンに上る。研究者は氷流の速度が加速し、棚氷の下部にある海水の温度が上昇［日本語版記事］しているのが原因だと考えている。
研究者による調査は南極全体に及んだ。100を超える氷流によって表面に凸凹が目立つ南極半島も調査した。アイヴィンズはこの半島のことを「南米大陸に向けて伸びたらせん状の腕」と呼んでいる。
人を寄せ付けない東南極や、氷流が海に流れ込む場所に形成される深い割れ目まで調査した。「もしそこに落ちたら、生き延びることはできないでしょう」と、論文の共同執筆者であるNASAの科学者、ヨハン・ニルソンは語る。
現代の科学者が1980年代よりも勇敢で、危険や不愉快なことに耐えるのをいとわなくなったのだろうか。それもあるかもしれないが、まず証明する機会はない。これらの包括的な調査で使われたデータのほとんどは、衛星がとらえたものだからだ。
「科学研究を行うには素晴らしい方法です」と、ニルソンは言う。米国、カナダ、ヨーロッパ、日本の各政府や宇宙機関は、数百万にのぼる衛星画像やデータをオンラインで公開しており、多くは無料で利用できる。広大な地球のあらゆる画像が一挙に入手できるのだ。軌道を回る衛星は、南極大陸の上空を通り過ぎるたびに新しいデータを送り続けてくる。
衛星がとらえるデータのカテゴリーのひとつが、氷の高さだ。各衛星は、闇夜の宇宙から純白の氷に向けて光速で進むレーザーやレーダーを送信し、「高度計」として利用する。信号は氷に当たって反射し、再び衛星に返る。信号が返ってくるまでの時間を測定して氷の高さを計算し、そこから氷の質量を計算できるのだ。
重力場の測定から雪や氷の質量を推測する衛星もあれば、氷流のレーダー画像を撮影して速度の判断に使われるものもある。衛星にこのような任務を負わせるようになったのは、91～92年のことだ。
南極大陸の氷は「3倍速で消失」
おかげで研究者は、25年にわたって氷の質量の増減を追跡できるようになった。それぞれの技法は異なっているが、これらの結果を比較したり、融合したりはできる。
今回の論文の推測によると、92年から2011年までの間に、南極では年間760億メートルトンの割合で氷が失われた。その後、この割合は年間2,190億メートルトンに増加しているという。
この割合が増加していなければ、それほど心配する必要はない。しかし実際には、「南極大陸から海に流れて失われる氷の量の割合は、3倍に増えているのが確認されています」とアイヴィンズは説明する。
この間に失われた氷の量から計算すると、92年以降では「海面が7.6mm上昇した」と推測される。「ほとんど気づかないような量に聞こえるでしょう」と言うのは、カナダのサイモンフレーザー大学で地球科学を専門にするグウェン・フラワーズだ（今回の論文には参加していない）。
フラワーズは、グリーンランドや残雪を抱く山々などでほかの氷河が溶けつつあると指摘する。これは海面の上昇にもつながるのだ。海岸沿いで、これまで以上に深刻な被害をもたらす洪水や嵐が起こる可能性が次第に増しつつある。
「バスケットボールコートの床をほんの数センチ高くするだけで、はるかに多くのダンクシュートを決められるようになるでしょう。残念ながら、それと同じことです」と語るのは、アメリカ雪氷データセンター（NSIDC）のリサーチサイエンティストであるトゥワイラ・ムーンだ（同じく論文には参加していない）。
研究を飛躍的に進めるプランを発案
氷の消失に関する調査結果は、必ずしも統合がとれているわけではなかった。少なくとも11年の時点では、10近くの研究グループが衛星データを利用していた。アイヴィンズは当時について、それぞれの研究手法の間で矛盾が発生しており、「対決ムードが高まっていました」と回想する。
リーズ大学のシェパードは、11年8月に休暇で家族とともにカリフォルニア州のラグナビーチを訪れた。何とか数時間をやりくりして、パサデナにあるアイヴィンズの家の裏庭でコーヒーを飲んでいたそのときに、共同研究のプランが生まれた。ふたりはその後、オンラインポータルを立ち上げて、個々の研究者が南極の氷の消失について自分の推測を投稿できるようにしたのだ。
シェパードとアイヴィンズは現在、それぞれの研究で従うべき指針と標準を設定する運営グループを率いている。つまり、これらのデータを組み合わせて今回発表された包括的な論文が完成したのだ。
アメリカ雪氷データセンターのムーンは、ふたりのアプローチを賞賛している。「科学研究では多くの場合、各個人の研究からひとつの論文が生まれます。そして論文が蓄積されるのを待ち、集めていました。しかし今回は彼らのチームが、そのような大変な作業をする手はずを整えてくれました。これは、この論文の最も素晴らしい長所のひとつです」
ここで言う「大変な作業」とは、世界各地に散らばる84人の研究者が「数千時間に及ぶ科学の研究に費やした時間」だ。
衛星の活用はこれからも続く
しかし問題も生じた。あらゆるリモートワーカーと同様に、科学者は共同作業を行うテクノロジーで苦労したのだ。
「Skypeを使ってミーティングをしたときに、ひとりが時間帯を間違えたのです。ミーティングが終わりかけたときに突然現れて『こんにちは、みなさん』と入ってきたこともありました」と語るのは、論文の共同執筆者で運営グループのひとりでもある英ダラム大学のピッパ・ホワイトハウスだ。それでも、深刻な意見の不一致や問題は起きなかった。
グループが最初に共同研究の結果を発表したのは、12年のことだ。このときはグリーンランドと南極の両方を取り上げた。今回の論文では、過去5年間にわたる南極に関する研究結果を更新した。次の段階では、グリーンランドの報告を更新する予定だ。
ほかのあらゆるものと同様に、衛星も次第に機能が衰える。しかし、最新式の装置を使った新しい任務が次々に始まっている。衛星による観察は今後も続いていくだろう。
TEXT BY MEJS HASAN
TRANSLATION BY MAYUMI HIRAI/GALILEO