南極トウェイツ氷河の下にある硬い岩盤と深い湿地

巨大な氷河の下に隠れた地形

西南極のトウェイツ氷河は「黙示録の氷河」とも呼ばれています。そこが変化すれば今後数世紀にわたって世界の海面を数十センチメートル単位で押し上げる可能性があるためです。しかし最近まで、厚さ約2キロメートルの氷の下に何があるかはぼんやりとしか分かっていませんでした。本研究では、氷に対する制御された反射音を利用した高感度の地震観測により、氷河の地下世界を詳細に描き出しました。その結果、硬い岩の尾根、深い堆積物で満たされた盆地、広範な湿潤域や氷床下湿地が入り混じり、氷河が南極内陸へどれだけ速く後退するかを制御していることが明らかになりました。

氷の下の地盤が重要な理由

トウェイツ氷河は既に南極の海面上昇寄与の大きな要因の一つであり、その下の基盤は内陸へ向かって下がる勾配を持っています。その地形は特に脆弱で、氷床が基盤から離れて浮き始める「接氷線」が内陸へ後退すると、氷が不安定になり海へより速く流れ込む可能性があります。どのくらい速く進行するかは、氷の前縁を融かす暖かい海水だけでなく、氷の下の地盤の性質にも大きく依存します。硬く粗い基盤はブレーキのように働きますが、柔らかく水を含んだ堆積物は氷床底部を滑りやすくしてしまいます。これまでのモデルは多くのこうした性質を推定に頼ってきたため、将来の海面上昇の予測に幅が生じていました。

地盤の形と強さを“聴く”

研究チームはトウェイツ氷河上を340キロメートル以上移動し、特殊な振動発生器とセンサーをつないだ「スノーストリーマー」を曳行しました。氷に制御された振動を送り返ってくる反射を記録することで、地盤の形状や構成物質を高解像度で再構築しました。接氷線近くから内陸数百キロに及ぶ流れに沿ったプロファイルは、滑らかで緩やかに傾く地形と、上流側に急な面を向けたごつごつした高い尾根が交互に現れることを示しています。氷河を横切る二つ目のプロファイルは、これらの地形と物質が、流れの速い中心部から速度の遅い周縁部へどのように変化するかを明らかにします。

尾根、岩のこぶ、湿った盆地

地震データは、トウェイツの地盤が決して均質ではないことを示しています。Lower と Upper Thwaites Ridge のような大きな岩の尾根は周囲より数百メートル高くそびえ、上流側に急峻な斜面を持っています。これらは埋もれた堰（しおり）のように働き、急速な氷流を抑えます。下流側には固結した堆積物でできたなめらかな“尾”があり、その上に柔らかく変形しやすい層が覆う、氷の流れによって形成された典型的な「尾根と尾（crag-and-tail）」形状が見られます。尾根の間には深い盆地があり、中には厚さが数百メートルに達するものもあって、堆積物は堅いものから多孔性の高いものまでさまざまです。多くの凹地では地震反射が自由水や水分の多い堆積物の存在を示しており、湿った地盤の層や溜まりが底摩擦を低下させ得ることを示しています。

氷の下にある深い湿地

最も注目すべき発見の一つは、トウェイツ氷河の速流部の下にある活動的な氷床下湖、通称 Thw124 の存在です。衛星観測ではこの領域が水の排出と再充填に伴い数メートル単位でゆっくり上下していることが示されています。地震プロファイルは、この湖が単なる平らな水域ではなく、何十メートルから100メートルを超える非常に多孔で水飽和した堆積物がより堅い基盤の上に堆積していることを明らかにしました。これらの柔らかく湿った堆積物は、尾根高地の下流側に集中しており、形状は crag-and-tail と呼ばれる地形を反映していますが、構成ははるかに「ねばねば」しています。排水事象の後でも多くの水が堆積物中に閉じ込められ、底は単純な開閉する湖というより持続的な湿地や帯水層のように振る舞います。一方、氷河の東縁の下では、地盤は主に硬く固結しており、柔らかく湿った物質は点在するにとどまります。

将来の海面上昇への示唆

専門外の読者への要点は、トウェイツ氷河の運命がその下に隠れた地盤の細部に大きく依存している、ということです。単純に硬いか柔らかいかという二分ではなく、氷河は岩の尾根、堆積盆地、水分の多い湿地が入り混じるパッチワークの上にのっています。硬く急峻な尾根は接氷線の内陸後退を一時的に遅らせるブレーキの役割を果たし得ますが、深い湿った盆地や水飽和堆積物は氷をより滑りやすくし、より上流まで薄くなることを許します。現在のコンピュータモデルはこの複雑さを概ね平滑化して扱っているため、これらの隠れた地形が後退をどれほど抑えたり加速したりし得るかを過小評価している可能性があります。南極の氷河の地下世界をこれまでで最も詳しく示す本研究は、トウェイツ氷河がどれだけ、どの速さで世界の海面に寄与し得るかをより正確に予測するために、モデル制作者に必要な情報を提供します。

引用: Zeising, O., Eisen, O., Hofstede, C. et al. Hard rocks and deep wetlands beneath Thwaites Glacier in Antarctica. Commun Earth Environ 7, 366 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03502-2

キーワード: トウェイツ氷河, 氷床下水文学, 南極大陸の氷床, 海面上昇, 振動地震イメージング