棚氷とは何ですか？ | 棚氷の崩壊｜棚氷の崩壊メカニズム｜棚氷のバットレス化｜参考文献｜コメント｜
棚氷とは？
Larsen Ice Shelf in 2004
棚氷は陸上の接地氷河から伸びる浮氷の舌のようなものである。 雪は氷河の上に降り積もり、重力によって下流に流れていきます。 棚氷は南極大陸の周辺によく見られ、最大のものはロンネ・フィルヒナー棚、ロス棚、マクマード棚です。
棚氷は南極大陸の海岸線の75％を囲み、1561万平方キロメートル以上（グリーンランド氷床と同規模）の面積を有しています。 棚氷は、陸上の氷河から流れ込む氷や積雪、海氷（海水）が棚氷の裏側で凍結することによって質量を増します。 また、氷山の分水嶺や外縁部の基底融解、表面での昇華や風による漂流によって質量が減少する。 棚氷は、南極氷床の安定性や氷床の物質収支に重要な役割を果たすとともに、海洋の成層や底層水の形成に重要であり、世界の熱塩循環の推進に寄与している。
下のプリンス・グスタフ棚氷の衛星画像では、棚氷が非常に平らであることがわかります。 実際、氷が浮き始めた場所は、通常、接地線で傾斜が急激に変化していることでわかります。 このように、棚氷は陸上に降った雪に由来する氷で構成されていますが、その下に海氷が付着しているのです。 そのため、海水が凍ってできる海氷とは区別される。 南極半島北部の例を以下に示します。 トリニティ半島とジェームス・ロス島の間に位置するプリンス・グスタフ棚氷。 1995年に崩壊した。 棚氷には、支流氷河から流出した氷河の構造を見ることができます。
棚氷に流れ込む氷河の模式図。棚氷の端にある氷崖で接地線と分流が発生していることがわかる。 
Prince Gustav Ice Shelfの氷河学的構造。 1988年のLandsat 4 TM画像。 
マクマード棚氷河の超氷河性雪解け水湖。 クレジット：Neil Glasser. 南極大陸の棚氷は、大きさが5万km2にも及び、厚さも2000mに達することがあります。 その前端はしばしば高さ100mにもなります。 棚氷は断続的に大きな氷山を形成していますが、これは通常の氷河減少の一部です。 南極大陸周辺では、年平均気温が-9℃以下の場所で棚氷が形成され、気温の上昇とともに棚氷が順次崩壊していく。 棚氷の発生場所を決めるには、海岸線の形状が重要になることが多い。
棚氷の崩壊
南極周辺の棚氷のいくつかは、ゆっくりと着実に後退するのではなく、近年劇的に崩壊しています。 ラーセンAは1995年に崩壊し、ラーセンB棚氷は2002年に崩壊したのは有名な話です。 1963年には12000km2あったものが、2010年には2400km2まで縮小している。 2002年2月には、氷山の崩落や分断により、3250 km2が失われた。
Larsen Ice Shelfの崩壊を示すLandsatの画像。 2002年、深い青色の氷が露出した結果、青く斑点状になったことに注目。
現在、南極半島周辺ではいくつかの棚氷が崩壊しています（表1）。 これらの崩壊は通常の氷棚行動の一部であるかどうかを調査するために、棚下堆積物のコア採取が可能になった。 その結果、プリンス・グスタフ棚など、より北にある棚氷は過去に崩壊し、プリンス・グスタフ海峡に5000年前の短期間だけ外洋性の生物が生息していたようです。 しかし、より南側にあるラーセンB棚氷は完新世を通じて固定されていたようだ。
下のビデオでは、モディスの画像によるラーセン棚氷の崩壊のアニメーションを見ることができます：
表1. 棚氷崩壊の日付
| 棚氷 | 最大面積（km2） | 以前の行動 | 最近の行動 | |||||||||||
| ウォーディ | 2000 | ???? | ???! | ? | 1989 collapse | |||||||||
| Larsen Inlet | 400 | 完新世を通じて頻繁な除去 | 1989 collapse | |||||||||||
| Prince Gustav | 2100 | Removal 5000 BP | 1995 collapse | |||||||||||
| Larsen A | 2500 | 完新世を通じて頻繁に除去 | 1995 collapse | |||||||||||
| ラーセンB | 11.B. | 1995崩壊。500 | 完新世を通じて安定 | 2002 collapse | ||||||||||
| Jones | 25 | ??? | 2003 collapse | |||||||||||
| Wilkins | 16,577 | Numerous large calving events | 2008 collapse | |||||||||||
| Larsen C | 60.C. 2005 collapse | |||||||||||||
| Wilkins | 完新世を通じて安定 | 間伐&後退 | ||||||||||||
| Müller | 50 | 小氷期には前進 | 徐々に後退（50 %残し） | |||||||||||
| ジョージ6世＜1889> | 26.5％後退。000 | Brief absence (9000 BP) | Still present & thinning. 棚氷崩壊のメカニズム
棚氷がゆっくりと着実に縮小するのではなく、急速に崩壊するのにはいくつかの理由がある。 棚氷は、長期的な環境変化に応じて崩壊し、継続的に薄肉化と縮小を引き起こします。 そして、ある閾値を超えると、氷山噴出による壊滅的な棚氷の崩壊が始まるのです。 氷棚が崩壊する前には、まず長期間の菲薄化と底面融解が起こり、氷棚が脆弱化する。 長期的な菲薄化と基底融解
南極の棚氷の厚さの変化。 西南極のパインアイランド氷河の棚氷が急速に薄くなっていることに注目。 Pritchard et al., 2012, Natureより。 Macmillan Publishers Ltd: Nature 表面と底面の融解による長期の薄化が、棚氷の崩壊の前提条件となります。 支流氷河の負の質量バランスは、氷河と棚氷の菲薄化をもたらすことがある。 比較的暖かい海流が深い谷を通って棚氷の底に到達できるところでは、最も高い割合で伐採が進んでいる。 氷棚構造は重要であり、支流氷河間の縫合は氷の薄い弱い領域をもたらし、それはリフティングの影響を受けやすい。 南極大陸の氷棚の最近の分析によると、基底の溶解量は年間約1325±235ギガトンで、さらに分娩フラックスは年間1089±139ギガトンであることがわかった。 したがって、棚氷の融解は南極大陸における最大の流出プロセスの一つであると言えます。 しかし、この大規模な基礎融解はすべての棚氷に均等に起こるわけではなく、巨大なロンネ、フィルヒナー、ロス棚氷は全棚氷面積の3分の2を占めているが、純融解量の15%に過ぎない。 むしろ、最も融解速度が速いのは、南極半島と西南極の周辺、ジョージ6世棚氷の北端からゲッツ棚氷の西端にかけての領域である。 また、これらの棚氷は急速に薄くなりつつある。 動きの遅い棚氷（ジョージVI、アボット、ウィルキンスなど）では、接地線から数キロメートル以内に元の陸氷のほぼすべてが溶けてしまっています。 つまり、生成される雪解け水の半分は、南極大陸の南東太平洋縁のわずか10個の小さな温かい空洞の氷棚からもたらされており、この10個の氷棚は全氷棚面積のわずか8％を占めているに過ぎないのです。 西南極のパインアイランド氷河周辺の棚氷の融解は、西南極氷床が海面下に接地していることから、懸念されています。 
主要な棚氷の位置を示すLandsat Image Mosaic of Antarctica (LIMA) 表面の融解と池の形成大気温度の上昇により表面の融解と池が氷表面に形成されます。 破局的な氷棚崩壊は、表面融解が増加する比較的暖かい夏の季節の後に起こる傾向がある。 棚氷崩壊の季節性、および南下する-9℃等温線付近での棚氷崩壊の地理的分布から、棚氷崩壊には表面のポンディングが必要であると思われる。 この雪解け水が棚氷の下方に溶け込み、亀裂を生じさせ、急速な氷山融解につながるのです。 また、表面の融雪が進むと雪が飽和し、クレバスが水で満たされ、静水圧も増加します。 プレート曲げと潮汐曲げしかし、雪解け水のポンディングだけでは、氷棚の急速な分断を説明することができません。 第3のプロセスを呼び出す必要がある。 潮汐による屈曲の結果、氷棚の前縁に曲げが生じ、氷の前面に平行に小さな亀裂が形成される可能性があります。 上記のような条件（豊富な表層水で薄くなる）を受けると、閾値を超え、棚氷の急速な崩壊を引き起こすことがあります。 上記のメカニズムで氷山が形成されると、氷の前面に細長い氷山が形成されることになります。 この氷山は、深さよりも薄さの方が大きいので転覆します。 氷山転覆により重力ポテンシャルエネルギーが放出され、棚氷の引張応力が増加する。 これは、断片化、転覆、氷山の分解というカスケードを引き起こす可能性があります。 棚氷バットレス
氷河と棚氷の相互作用。 安定した氷河-氷棚システムでは、氷河の下降運動は棚の前面にある水の浮力によって相殺される。 気温が高くなると、氷河の底に潤滑油が供給され、融解池が形成され、最終的に棚が切り開かれることによって、このシステムが不安定になる。 棚氷が接地線まで後退すると、氷河の流れを打ち消していた浮力が無視できるようになり、氷河は海へ向かう速度を速める。 原画：Ted Scambos and Michon Scott, National Snow and Ice Data Center. 棚氷の崩壊は、地球の海面上昇に直接貢献することはない。 なぜなら、それらは浮いているため、溶けても海面上昇につながらないからです。 これを確認するには、コップに氷を数個入れて、水位を確認します。 氷山」が溶けると水位は上がるのでしょうか。 しかし、棚氷は支流の氷河を「バットレス」するという非常に重要な役割を担っているのです。 棚氷に流れ込む氷河は、手前の棚氷によってせき止められるのです。 小さな棚氷であっても、そこに流れ込む氷河の流れを調整する重要な役割を担っている。 このことは、ラーセン棚氷やプリンス・グスタフ棚氷の崩壊など、いくつかの事例で確認されている。 上のプリンスグスタフ棚氷のランドサット画像では、1988年から2009年にかけて氷河が急速に後退しているのがわかります。 棚氷の崩壊によって氷河が薄くなり、加速して後退すると、多くの氷が海に直接運ばれて、海面上昇に直接貢献することになります。 棚氷の崩壊による海面上昇はまだ限定的ですが、いくつかの主要な南極氷河を囲む大きな棚氷が危険にさらされる可能性があり、その崩壊は海面上昇に大きく寄与することになります。 詳しくは海洋氷床の不安定性を参照。 続報
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