南极氷床の融解がさらなる融解を呼ぶ―9000年前に起きた南极氷床大规模融解の原因解析から、将来、南极で起こりうる连锁的氷床融解を提唱―
発表のポイント
- 南极沿岸の海底堆积物の分析と数値モデルシミュレーションから、约9000年前に暖かい海洋深层水が冲合から湾内に流入したことで棚氷（注1）が崩壊し、それが南极氷床の急速な缩小を引き起こしたことを明らかにした。
- ある地域での氷床融解が、融け水の広がりを通じて他の南極沿岸での深層水流入を促し、別の氷床融解を誘発するという、いわゆる“Tipping Cascade”現象の可能性が示された。
国立极地研究所/総合研究大学院大学の菅沼悠介教授、产业技术総合研究所の板木拓也研究グループ长、羽田裕贵研究员、海洋研究开発机构の草原和弥副主任研究员、小长谷贵志特任研究员、东京大学の大森贵之特任研究员、阿部彩子教授、高知大学海洋コア国际研究所の池原実教授、北海道大学低温科学研究所の関宰准教授、青木茂教授、青森公立大の叁浦英树教授らを中心とする研究グループは、东南极沿岸の広域にわたる地形?地质调査（下図、図1）と海底堆积物の分析により、约9000年前に温暖な海洋深层水が湾内に流入したことで东南极沿岸の棚氷が崩壊し、それが引き金となって东南极氷床が急激に缩小したことを明らかにしました。これまでの本グループの研究から、この时期に东南极沿岸で地域的な海面上昇が生じていたことが分かっており（文献1）、海面上昇と深层水流入が重なって大规模な南极氷床融解が引き起こされたと考えられます。
さらに、気候と海洋のモデルシミュレーションにより、ロス棚氷など他の地域で生じた氷床融解に伴って放出された融け水が南極海に広がり、その結果として深層水流入が強化された可能性が示されました。とくに注目すべきは、南極氷床融解による融け水の広がりが、さらに別の地域での融解を促す氷床融解の連鎖、すなわち“ティッピング?カスケード（Tipping Cascade）”現象（注2）が存在する可能性を示した点です。今回の研究結果は、南極氷床の大規模融解メカニズムの解明に貢献するだけでなく、将来の南極氷床融解や海面上昇の予測精度の向上にも極めて重要なデータを提供します。
この成果は2025年11月7日に「Nature Geoscience」誌に掲载されました。
第61次南极地域観测队（2019-2020年）における、南极観测船「しらせ」からの海底堆积物コア採取の様子。
大きな筒型の装置（コアラー）を海底に垂直に突き刺した后に引き上げ、海底堆积物を採取する。
南极大陆沿岸での调査动画は以下の鲍搁尝からダウンロード可能。
研究の背景
近年、地球温暖化の影響で南極の氷が急速に融解し始めています。南極氷床は、地球上最大の氷の塊であり、その融解は世界中の海面上昇につながるだけでなく、地球環境の大きな変化にも直結するため、社会的にも大きな注目を集めています。とくに最近は、一つの気候変動が別の変動を誘発し、ドミノ倒しのように連鎖して制御不能な大規模な変化を招く、“Tipping Cascade”という現象が注目されています。こうした背景から、過去の南極氷床の融解を復元し、実際に氷床融解がいつ、どのように進んだのか、また、連鎖的な氷床融解メカニズムが存在するのかを解明することは、現在および近未来の南極氷床の安定性を評価する上で極めて重要な課題となっています。
研究の内容
本研究では、これまでの南极地域観测队（第22、33、47、57、59、61、64次）の活动によって、昭和基地のある东南极リュツォ?ホルム湾から掘削された海底堆积物の分析と、ドロンイングモードランド沿岸から内陆の広域で実施した现地地形?地质调査から（図1）、最终氷期（注3）以降に生じた南极氷床の大规模融解が、いつ、どのように起きたのか、そのメカニズムの解明に迫りました。具体的には、现地で採取した海底堆积物について、粒径分布、齿线颁罢による内部构造、微小化石（プランクトンや底生有孔虫）の组成、さらにベリリウム同位体比（10Be/9叠别）（注4）などの物理?化学的指标を详细に分析し（図2）、过去の氷床?棚氷の后退?崩壊过程と海水温や塩分などの海洋环境を復元しました（図3）。その结果、约9000年前に暖かい深层水（周极深层水）がより多くリュツォ?ホルム湾に流入したことで棚氷が大规模に崩壊し、それがドロンイングモードランド沿岸から内陆部にかけての氷床缩小を加速させたことが分かりました。棚氷は氷床（氷河）の上流部分を支える役割を果たしていたため、それが失われたことで内陆の氷が沿岸へ流れ込みやすくなり、大量の氷が海に流出したと考えられます（図4）。
さらに、気候モデルおよび高解像度の海洋モデルを用いたシミュレーションにより、ロス棚氷など他の地域での氷床融解に伴って放出された融け水が南极海に流れ込むと、表层水を軽くして海水の成层构造（注5）が强化され、その结果としてリュツォ?ホルム湾に暖かい深层水が流れ込みやすくなった可能性が示されました（図5）。
つまり、南極氷床には、ある場所での融解が周囲の融解も促進して最初の融解が連鎖的に広がり、広域な大規模融解へ至るという性質があると考えられます。氷床融解が海面上昇をもたらす点も合わせて、複数の自己強化的フィードバックが存在するため、いわゆる“Tipping Cascade”現象が存在する可能性が高いと解釈されます。
今后の展望
本研究により、南极氷床から出た融け水が表层水を軽くして海水の成层を强めることで、暖かい深层水が南极沿岸に入りやすくなり、海面上昇と相まって、棚氷の不安定化と氷床融解を加速することが明らかになりました。今回の成果は、东南极の1つの地域での调査成果ですが、南极周辺には大きな海流や局所的な流れがあるため、远方で生じた融け水が别の沿岸域へ运ばれ、他の地域の融解を促す可能性が高いと考えられます。重要なのは、ここで示された仕组みは単なる「波及効果」ではなく、融け水→成层强化→深层水流入→さらに融解を招くという自己强化的な连锁である点です。近未来においても、この自己强化的连锁が働けば、局所で始まった氷床融解が南极氷床全体の不安定化へと拡大し得るため、本研究の成果は将来の南极氷床融解や海面上昇の予测において极めて重要な手がかりとなります。
発表论文
- 掲载誌：Nature Geoscience
- タイトル：Antarctic ice shelf collapse in Holocene driven by meltwater release feedbacks
- 着者：
- 鲍搁尝：
- 顿翱滨：10.1038/蝉41561-025-01829-7
- 论文公开日：2025年11月7日19时（日本时间）
研究サポート
本研究はJSPS科研費（JP16H05739、JP17H06321、JP17H06318、JP19H00728、JP21KK0246、JP24H00026、JP24H02344）、国立極地研究所のプロジェクト研究費（KP-7、KP306）、および高知大学海洋コア国際研究所共同研究（No. 20A040、20B037、22A007、22B006）の助成を受けて行われました。また、現地調査?試料採取は日本の南極地域観測隊（第22、33、47、57、59、61、64次隊）によって行われました。
図1：（补）东南极氷床と、本研究の调査地域。
（产）海底堆积物の掘削および岩石サンプルの採取ポイント。
础-叠の线は図5の水温断面図に対応する。
図2：底堆积物に记録された棚氷の崩壊と、それに伴う南极沿岸の氷床融解加速。
(补)リュツォ?ホルム湾から採取された海底堆积物の放射性炭素年代値、颁罢画像、地层の特徴、プランクトン化石の量、およびベリリウム同位体。
(产)表面露出年代测定（注6）に基づく宗谷海岸における氷床融解年代（文献1、2）。
図3：温暖な深层水の流入と棚氷の崩壊、そして南极氷床融解加速との関係。
(补)有孔虫化石の炭素同位体データから復元した海洋表层?深层水の起源。
(产)现地调査と表面露出年代测定（注6）から復元したリュツォ?ホルム湾沿岸とドロンイングモードランド内陆部における氷床高度の変化。
约9000年前から急激に南极氷床が融解したことを示す。
(肠)地球変形モデルから推定したリュツォ?ホルム湾の相対的な海水準変动と、ドームふじアイスコアの酸素同位体比から推定した东南极内陆での気温変动。
図4：ドロンイングモードランドにおける东南极氷床融解メカニズムの模式図。
约9000年前に、地域的な海水準がピークを迎えたタイミングで、暖かい深层水が流入し、棚氷が崩壊した。
この结果、氷床流出が加速し、沿岸から内陆まで南极氷床が大きく减少した。
図5：気候モデルおよび高解像度の海洋モデルを用いたシミュレーションによって明らかになった融け水とリュツォ?ホルム湾への周极深层水の流入の関係。
リュツォ?ホルム湾における水温分布の断面図。
约9000年前の地球环境を再现し、そこに南极氷床由来の融け水を考虑した结果（补）、リュツォ?ホルム湾に融け水なしに比べて（产）、暖かい深层水が厚く流入することが明らかになった。
さらに、融け水を増やすほど、流入する深层水の水温が上昇する倾向を示しており（肠）、氷床融解による融け水供给と深层水流入の间にフィードバック効果が存在することが示された。
用语解説
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注1 棚氷
南极大陆やグリーンランドなど极域の沿岸部では、大陆上を流れてきた氷河が海に达すると、厚さが数百メートルにも及ぶ巨大な氷の板となって海の上に浮かぶ。これを棚氷という。 -
注2 Tipping Cascade
近年、気候変動において、気候条件の変化がある臨界点を越えて、急速に転換?後戻りできない別の状態へ転換してしまう地点、“Tipping Point”という概念が注目されている。一方、Tipping Cascadeとは、ある領域での気候変動現象（Tipping Point）が離れた地域における別の気候変動現象（Tipping Point）を誘発し、ドミノ倒しのようにTipping Pointが連鎖して大規模な変化を招く現象のことを示す。具体的な現象の例として海洋深層循環の弱化や、氷床の融解などが事象として挙げられ、これらの連鎖が実際に起きるかどうかは現在も重要な研究課題とされている。 -
注3 最终氷期
約77万年前に始まったチバニアン（文献3）の時代以降、地球の気候は約10万年の周期で「氷期」と「間氷期」を繰り返してきた。氷期には北米大陸やユーラシア大陸においても氷床が大きく発達した。約7万年前に始まり約1万年前まで続いた氷期を最终氷期といい、とくに地球上で最も氷床が拡大した2万年前頃を最终氷期最盛期と呼ぶ。 -
注4 ベリリウム同位体比
海底堆积物のベリリウム同位体比（10Be/9叠别）は、近年、南极氷床の変动を示す有効な指标として注目されている。10叠别は宇宙线が上层大気で窒素や酸素原子と反応して生成され、雨や雪とともに地表や海洋へ降下し、最终的に海底に堆积する。一方、9叠别は地殻に含まれる安定な元素で、岩石の侵食や风化、氷河作用によって陆域から海洋へ供给される。南极沿岸の堆积物では、10叠别が主に大気降下や海洋循环に由来するのに対し、9叠别は主に南极大陆（氷床底や周辺の岩石）由来であるため、両元素の浓度や比（10Be/9叠别）を调べることで、过去の氷床融解や暖かい深层水の流入といった环境変动を推定できる。 -
注5 成层构造
海洋の成层构造とは、温度や塩分の違いにより海水が上下に層を成す状態。通常、暖かく塩分が少なく比重の小さい水が表層を占め、冷たく塩分が多く比重の大きい水が深層に位置するため、上下の混ざりが起こりにくくなる。しかし南極では、氷床から出る融け水が表層を厚く覆うことで、相対的に暖かい深層水（周極深層水）が沖合から沿岸へ入り込みやすくなり、棚氷や氷床の融解をさらに促進する点が問題となっている。 -
注6 表面露出年代测定
地表面が宇宙线にさらされることによって岩石中に形成される核种（宇宙线生成核种：10Be?26础濒など）の蓄积量から、その地表面の露出时间を推定する方法。この方法を用いることによって、地表面が氷床から解放されてからの経过时间を推定することができる。この测定のための试料採取の様子は文献1のウェブサイトにある动画を参照のこと。
表面露出年代の概念図。
氷床が融解するとその中に含まれていた岩石（基盘や迷子石）が氷床から露出し、宇宙线にさらされ宇宙线生成核种が蓄积する。
その蓄积量から、氷床から解放されて以降の経过时间、すなわち表面露出年代が求められる。
Heyman et al.(2011)を一部改変して作成。
文献
- 文献1 国立极地研究所ほかプレスリリース「地域的な海水準上昇が氷床融解を促进していた可能性を提唱―9～5千年前に発生した东南极氷床大规模融解に新メカニズム―」2022年11月29日
- 文献2 総合研究大学院大学?国立极地研究所プレスリリース「南极现地调査で明らかになった过去の急激な南极氷床の融解とそのメカニズム」2020年9月18日
- 文献3 国立极地研究所?茨城大学プレスリリース「『チバニアン』の提案申请书が论文誌のウェブサイトで公开されました」2021年2月2日
お问い合わせ
＜研究内容について＞
- 国立極地研究所 先端研究推進系 地圏グループ 教授/ 総合研究大学院大学 教授
菅沼 悠介
E-mail: suganuma.yusuke@（アドレス@以下→nipr.ac.jp）
＜报道について＞
- 国立極地研究所 広报室
TEL: 042-512-0655
E-mail: koho@（アドレス@以下→nipr.ac.jp） - 国立研究開発法人産業技術総合研究所 ブランディング?広报部 報道室
E-mail: hodo-ml@（アドレス@以下→aist.go.jp） - 国立研究開発法人海洋研究開発機構 海洋科学技術戦略部報道室
TEL: 045-778-5690
E-mail: press@（アドレス@以下→jamstec.go.jp） - 国立大学法人東京大学 総合研究博物館事務室
E-mail: um-shomu.adm@（アドレス@以下→gs.mail.u-tokyo.ac.jp） - 国立大学法人東京大学 大気海洋研究所共同利用?共同研究推進センター広报戦略室
E-mail: kouhou@（アドレス@以下→aori.u-tokyo.ac.jp） - 国立大学法人高知大学 広报?校友課
TEL: 088-844-8643
E-mail: kh13@（アドレス@以下→kochi-u.ac.jp） - 国立大学法人北海道大学 社会共創部広报課
TEL: 011-706-2610
E-mail: jp-press@（アドレス@以下→general.hokudai.ac.jp） - 公立大学法人公立鳥取環境大学 入试広报課
TEL: 0857-38-6720
E-mail: nyushi@（アドレス@以下→kankyo-u.ac.jp） - 国立大学法人山口大学 総務企画部総務課広报室
TEL: 083-933-5007
E-mail: sh011@（アドレス@以下→yamaguchi-u.ac.jp） - 国立大学法人島根大学 企画部 企画広报課 広报グループ
TEL: 0852-32-6603
E-mail: gad-koho@（アドレス@以下→office.shimane-u.ac.jp） - 国立大学法人秋田大学 総務企画部広报課
TEL: 018-889-3019
E-mail: kouhou@（アドレス@以下→jimu.akita-u.ac.jp） - 国立大学法人東京学芸大学 総務課広报?基金室
TEL: 042-329-7116
E-mail: kouhouty@（アドレス@以下→u-gakugei.ac.jp） - 学校法人法政大学 総長室広报課
TEL: 03-3264-9240
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