この図では、海水は表面の下に深く流れ、南極大陸の積極的に開いている氷河の亀裂に流れ込みます。 新しい研究によると、これらの亀裂は非常に迅速に開くことができ、突き出た海水が氷床の破損速度を制御するのに役立つことがわかりました。 クレジット: Rob Soto
グリーンランドと南極氷河には水が十分に凍っており、溶けば世界の海が数フィートも上昇します。 今後数十年間、この氷河に何が起こるかは、海面上昇の未来について最も知られていない部分です。 部分的には、氷河亀裂物理学はまだ完全に理解されていないからです。
重要な質問は、海が暖かくなったときに氷河がどのように早く壊れるかです。 ワシントン大学 研究者たちは南極の氷河に沿って最も早く知られている大規模な破損を実証しました。 最近発表された研究は AGUの発展は、2012年にファインアイランド氷河（より大きな西南極氷床を防いで後退する氷河）に約5分30秒で6.5マイル（10.5km）の亀裂が形成されたことを示しています。 これは、亀裂が毎秒約35メートル、すなわち時速約80マイルの速度で開かれたことを意味します。
UWとハーバード大学で博士課程の一環としてこの研究を行いました。最速の事件です」と言いました。 。 「これは、特定の状況で氷床が壊れる可能性があることを示しています。 これは、私たちが将来この種の行動を注意深く観察する必要があることを示しています。
亀裂形成の重要性
亀裂は、典型的な南極氷河の約300メートルの長さの浮遊氷を貫通する亀裂です。 このような亀裂は、氷の塊が氷河から海に落ちる氷塊の分離の前兆である。 これらの事件は、Pine Island Glacierで頻繁に発生します。 研究で観察された氷山は大陸から離れてから古くなっています。
2012年5月8日（左）と5月11日（右）に3日間隔で撮影された衛星画像は、前の亀裂の左から分岐した「Y」形の新しい亀裂を示しています。 3つの地震装置（黒い三角形）は、1時間あたり最大80マイルの亀裂伝播速度を計算するために使用される振動を記録しました。 ソース: Olinger et al./AGU Advances
「氷河は南極の氷床の残りの部分に非常に重要な安定化に影響を与えます。 氷河が壊れると、後ろの氷河の氷の速度が本当に速くなります。」とOlingerは言いました。 「この亀裂プロセスは、本質的に南極の氷河が大きな氷山を分離する方法です。」
南極大陸の他の地域では、亀裂が数ヶ月または数年にわたって発生することがよくあります。 しかし、研究者たちは、西南極氷床がすでに崩壊していると信じているパインアイランド氷河のように急速に進化する地形では、このことがより早く起こる可能性があります。 転換点を過ぎた 海に崩壊しながら。
氷河変化観察の課題
衛星画像は継続的な観察を提供します。 しかし、軌道を回る衛星は3日に1回だけ地球上の各地点を通過します。 その3日間に何が起こったのかを理解するのは難しいです。 特に脆弱な南極氷河の危険な風景ではさらにそうです。
新しい研究のために、研究者は亀裂の形成を理解するためのツールを組み合わせました。 彼らは2012年に他の研究者が氷床に配置した機器で記録した地震データと衛星レーダー観測を活用した。
氷河氷は短い時間スケールでは固体のように作用しますが、長い時間スケールでは粘性液体に近いです。
「亀裂の形成はガラスが割れるのと似ていますか、それともシリパティが落ちるのと似ていますか？ それがまさに質問でした。」 Olingerが言った。 「この事件の私たちの計算によると、これはガラスの割れとはるかに似ています」
海水の役割と未来研究
氷が壊れやすい単純な物質だったら、はるかに早く壊れなければならなかったとOlingerは言いました。 さらなる調査では、海水の役割が明らかになった。 亀裂の海水は氷河が内側に入る力に対抗して空間を開けておく役割をします。 そして、海水は粘性と表面張力、質量を持っているので、すぐに空きスペースを埋めることはできません。 代わりに、海水が開いた亀裂を満たす速度は、亀裂の拡散を遅らせるのに役立ちます。
Olingerは、「大規模な氷上モデルの性能と将来の海面上昇予測の性能を向上させる前に、氷床の安定性に影響を与えるさまざまなプロセスについて物理学ベースの良い理解が必要です」と述べました。
参照：Stephanie D. Olinger、Bradley P. Lipovsky、およびMarine A. Denolleの「海洋結合は、最も早く観測された氷の亀裂伝播イベントの破裂速度を制限します」、2024年2月5日、 AGUの発展。
DOI：10.1029/2023AV001023
この研究は国立科学財団（National Science Foundation）の資金提供を受けました。 共著者はBrad LipovskyとMarine Denolleです。 両者とも、UWの地球および宇宙科学の教員として、ハーバード大学でこの仕事に関するアドバイスを始めました。
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