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氷床の安定性

札幌へ戻る.前にも書いたが,この時期のしっとりとした曇り空に赤に黄にと色づいた紅葉が一番好きだ.

さて今回から不定期で,JARE47でのプロジェクト実施へとつながる屈折十余年の我が歩みを振り返り,折に触れて書き留めてきたことを紹介しようと思う.すでに,正式に出版された論文の一節に組み込まれているものもあるが,今回のプロジェクトの意義と今後の新たな展望を考える記事へと発展させる意味も含めて,この機会に再掲載しておこうと思った次第.今回はその第一弾で,氷床の安定性に関するもの.


以下エドモントン滞在記1月30日より転載

今日一日“月刊地球”とQuaternary Science Reviews 21 (2002)のEPILOG特集号を交互に読みながら,つらつらと考える.

「氷床変動と海面変動の問題」というと「地球の気候変動の問題」と同じと考えがちだ.確かに水は融点を境いにして固体になったり液体になったりするから気候変動は大いに関係があって,寒冷期を“氷期”温暖期を“間氷期”とよぶ慣わしにさえなっている.しかし本来は「氷期=氷床拡大期=低海水準期」なのであって必ずしも「氷期=寒冷期」でなくてもよい.寒暖サイクルだけなら,氷床の大きさや海水準の高低を使わなくても,植生や酸素同位体比などの他の指標を用いて復元できるし,現在ではそちらのほうが気温のメインの指標として用いられている.気温プロクシデータは氷床コアからも得られるのだが,そのことがかえって誤解を招きやすくしている原因の一つになっている.実は氷床コアでは,寒暖サイクルは復元できても氷床の大きさの変動自体を復元することはできないから,氷床変動と気候変動を直接結びつける方法にはならない.

ice.jpg「氷床変動と海面変動」とは,厳密には「地球上の水の配分の変動」という問題である.氷と水の配分を模式化した場合,“コップの中の氷と水”という最も単純なモデルもあれば“洗濯板の上に氷があって,その下のタライに水が張ってある”というのも考えられる.たぶん後者が現実に近いと思うが,その場合でも,板上で融けた水がタライに流れ下るという場合もあれば,氷のままタライにすべり落ちて水につかることで融けてしまう場合もありえる.つまり氷と水の分配問題では,単に気温の変化だけではなくて,氷床の氷がどのように海水に戻っていくかというプロセスを解明する必要性があることがわかるだろう.

ということで,我々は今,南極氷床と海洋の変動問題を考えようとしており,下図の天秤で現象を模式化できる.できれば天秤の片方を押し下げる力となる寒暖サイクルにも言及できれば良いが,それは二次的なこととすべきだろう.

lgm.jpgさて,上記のモデルになぞらえれば“月刊地球”中の論文のほとんどは,タライの中の水やタライの内側についた水面の跡を調べて,それらから逆算して氷の状態を推測しようというもので,左図でいえば「Q1」や「Q2」に相当する.それらの論文中では,左図の右向きの矢印は単に「氷床の融解」という言葉で述べられているに過ぎない.それに対して“澤柿・松岡論文”は,板の上に氷がちゃんとのっかっているかどうか,あるいは氷がタライへ落ちるとすればどんなタイミングでどんなふうに落ちていくのか,ということに注目してみようという提案であり,融解プロセスそのものを指す左図の「Q3」に相当する.“澤柿・松岡論文”では,左図の「Q1〜Q3」のつながりについての説明が不十分だったため,全体構成の中ではやや浮いた感じになってしまった.また,研究計画の提案論文としては説得力に欠けるのではないか,という危惧と反省の念をいだいている.

こうして模式的に示してみるとよく分かるが,天秤の氷床側にはQがない.これは,氷床の量そのものの変化を復元することが非常に難しく,大抵の場合は海水量変化からの逆算や地殻の隆起量から間接的に求められていることを示している.EPILOGのまとめでも明らかになったように,南極氷床量の変動史は他の氷床にくらべてまだよく分かっていない.

たぶん今後もこの傾向はかわらないだろうが,南極はなんといっても今現在も氷期にあるのだ.グリンランド以外の他の氷床はとっくの昔に消えている.その南極で氷床の安定性と海洋への流出プロセスに注目することが,ひいては氷と水の分配問題の解明につながる,ということを主張したかったのである.すでに出版されてしまった論文の言い訳をするようで反則ぎみだが,日記ということでお許し願いたい.

読者からのコメントも歓迎


ブループラネット賞

第四紀学会から届いたニュースレターを読んでいて,我々の分野にはおなじみのシャックルトン教授が旭硝子の「第14回ブループラネット賞」を受賞されたことを知る.

シャックルトン教授の研究が評価されているように,地球の気候変動を復元する上では,氷床コアと海底コアが重要な試料となってきた.JAREでもドームFでの氷床コア掘削計画が実施され,世界的な成果をあげてきた.

一方,我々JARE47の地形部門では,南極大陸沿岸部で海底コアを採取するプロジェクトを展開しようとしている.これまでにも昭和基地周辺で海底コアが採取されたことはあったが,長さは非常に短くまた本数も少なかったので,最終氷期にまで遡る試料を得るまでには至っていなかった.今回は少なくとも1m以上,できれば4mに及ぶコアを採取したいと考えている.また,コア採取だけではなくて,サイドスキャンソナーを用いて面的に海底地形や表層部の海底堆積物の構造も一緒に探査することになっている.

本プロジェクトは,海氷に覆われて観測船が航行出来ないような海域での実施計画であるところがミソで,実はこれまで世界のだれもやろうとしなかったような条件下での試みでもある.

これに加えて,JARE47の夏期間には,日本とドイツのジョイントによる航空機観測が行われる.この航空観測プロジェクトでは,重力・地磁気・アイスレーダーなど,氷床や海氷・海水下に隠れている地殻や地表の構造を広範囲・高解像度で明らかにしようとしている.

image海氷下海底観測と航空機観測の二つのプロジェクトは,決して無関係ではなく,南極氷床の変動を考える上で,ローカルにもグローバルにも,ともに密接にリンクしている課題である.このへんの話をしだすときりがなくなるのだが,数年前から,いわゆる「骨太の将来プラン」あるいは「観測指針」といったものについて,「サブグレイシャル・トランセクト」という概念を提唱してきている.その概要はすでに月刊地球271雑誌地理48-5の中に述べているので参照されたい.そのプランが,ここにきてようやく実現へと動き出したのである.

その予算規模やプロジェクトの困難性,期待される結果などを考えると,もう少し注目されてもよさそうな気がするのだが,JARE47の中でさえ,その意義や大きさについてちゃんと理解しているひとは少ないようだ.

JARE47に関する報道をみていても,あいもかわらずドームF計画がトップで紹介されている.すでに十数年も続けられてきたプロジェクトだし,規模もでかいし,一般ウケも良いので,JAREの花形プロジェクトであることは確かなのだが,そのプロジェクトも,今次隊の掘削で基盤まで到達する予定になっていて,それで南極での活動としては一区切りを迎えることになる.いよいよ終盤を迎えたプロジェクトであるといってもよい.ドーム計画がこのような段階を迎えている時期に来て,コア研究の両輪のもう一方としての海底コアに関する大きなプロジェクトが開始されようとしていることは,日本の南極観測事業にとって非常に大きな意味を持つのである.

それにもかかわらず,私の知る限り,海底探査や航空機観測についての報道は皆無に近い.マスコミは「真打ち特ダネ」をしっかり逃しているんだよねぇ...まあ前評判が先行して大きな期待がかかると,失敗したときの批判もそれなりに出てくるだろうから,ひっそりと実施するのがいいのかもしれないのかな...

シャックルトン教授にはとうていかなわないだろうが,今後10年間は持ちこたえられるような材料は持ち帰りたいと思っている(...そううまくはいかんだろうけど...)

いづれにせよ,そのうちちゃんと,プロジェクトの概要や目的をまとめた記事をつくらなきゃいかんね.


そり

今回のプロジェクト用に特注したソリの事前点検で鶴見の造船所へでかける.

なぜ造船所なのかというと,なんと日本の南極観測で用いられている大型そりは,ヨットの造船技術を応用して作られているのだ.時には固く時には柔らかく,はたまた,1メートル以上もある氷上のデコボコを乗り越えて雪上車に引かれていくそりは,常に過酷な歪みにさらされている.ガチガチに作ってしまうとかえって壊れやすい.その点,波や風にもまれて揺れ動くヨットをささえる技術が生きてくるということらしい.南極のソリはまさに「氷の上の船」であるといっても良い.実際のところ,我々の活動範囲は海氷上なので,凍ってはいても海の上で仕事をすることにはかわりはないのだけれども...

image今回仕上がったのは,海氷掘削機を搭載するための「掘削ソリ」,ならびに水平ウィンチを搭載し作業全体の司令塔となる「観測幌ソリ」の二台で,仕上がり具合のチェックおよび搭載する機器との調整を行う.観測ソリの中には,収納付きの折りたたみテーブルや,座椅子の背もたれを広げるとベッドにもなるという機構も搭載されていて,ほんとにヨットのキャビンのようである.
imageコアラーをおろすやぐらそりとあわせて,我々は3台の専用ソリを手に入れたことになる.これだけそろってきて,我ながらプロジェクトの大きさを再認識させられると同時に,責任の重さも痛感した.これがとりあえずは単年度で終わってしまうのが非常に惜しい.


やぐら

image雨.大口径コアラーの動作試験訓練で浦和へ.

図面では見ていたものの,実物の巨大さに圧倒される.これが成功すれば...と皮算用を始めたりするが,南極での作業は安全第一ということで,そのための改良点を洗い出し,作業手順もしっかりと確認する.

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厚木二日目

image越冬中で最も重要な作業の一つは,厚く凍り付いた海氷に,測器を出し入れできるだけの大きな孔を効率よくあけることである.この作業に手間取っていると,いかに優秀な観測機器を持っていても,何一つ先に進めないのである.今回試験を行った掘削機は海氷に孔を空けるための新兵器.

メーカーとの共同研究的要素もあるとはいえ,細かい要望に的確に対応してくれる技術屋さんのレベルの高さには,ほとほと関心する.こういう人たちに日本が支えられているんだな,とつくづく思った.


厚木

海氷開孔機の動作試験のため鉱研の厚木工場へ.


船上テスト

imageimage小型船をチャーターして,スパーカーとサイドスキャンソナーのテスト.台風一過の晴天だが,港の外はまだ波が高いようで,防波堤の内側で試験.

船酔いでほとんど寝ていたかも.


ROV

imageimage横須賀のJAMSTECにある水槽をお借りして,ROVのテスト.

名付けて「国立極地研究所ーCANOPUS号」.


テスト終了

image糠平での試験終了.非常にうまくいった.機材の開発スタッフに感謝.あとは実働部隊としての実績をあげる責任の重大性を実感.

札幌に戻って,京都にうつる白岩さんの送別会.

帰ってYahooをみたら<ロシア>カムチャツカ半島で火山活動活発化、飛行に影響もという記事を発見.関連ホームページとして白岩さんのホームページがでていた.さずが話題の時の人ですな.



合格

十何年ぶりに「合格通知」なるものを受け取る.

富山に帰省.東京方面の雪のため,玉突き・ところてん効果で千歳空港発便にも大幅な乱れ.

修論の手直し.手直しどころではない.覚悟しておくように.


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