印刷

TSUKUBA FUTURE

TSUKUBA FUTURE
#071:凍土を掘って山を究める

#071 凍土を掘って山を究める

生命環境系 池田敦 准教授

 日本アルプスやスイスアルプス、ヒマラヤなどの山岳地は、プレートがぶつかる地域で、ダイナミックな地殻変動によって形成されてきました。しかし山の地形は、地殻変動による隆起以外にも、地中や地表のさまざまな物理現象の影響を受けています。池田さんは登山が好きで、日本の山で森林限界を越えたときに広がる独特な地形は氷河が広がった時代に作られたという話に魅了されていました。スイスアルプスなら、日本にも1万年前まではあった寒冷環境を実測できる。大学院の指導教授のアドバイスで選んだのが岩石氷河と呼ばれる地形でした。寒冷な環境下にある傾斜地に発達する舌状の地形で、表面が岩くず(礫)で覆われ、氷河のように流動することからそう呼ばれています。その長さは数十メートルから数キロ。移動速度は年間数センチ以上もあります。


 スイスアルプスの岩石氷河。点線内の部分にある厚さおよそ10 mの永久凍土が、
 矢印の方向へ年1 m前後の速さで動いていた。その動きは、この凍土がとても
 柔らかいことを示す。深さ2.2~2.7 mまで掘ったところ、氷漬けの礫層(上の写真)
 が現れた。下のスケール(黒線)は10m。

 これはという岩石氷河の測量をした上で、穴を掘り、地中の温度測定などから研究を開始しました。岩石氷河の中は凍っていて、その氷が水飴のように形を変えることでとてもゆっくりと流動しているとされていました。ところが実測した流動は、従来の「ゆっくり」変形説の枠内では説明しきれない速さでした。温暖化によって地中の氷が融けはじめる寸前には、氷の単なる変形だけでなく、歪んだ氷の隙間に水が入ることでさらに動きやすくなっていたのです。

 一方、岩石氷河の成因については諸説ありました。主なものとして、そもそも氷河の上に礫が積もったものにすぎないという説と、礫が積もった地層の中に氷が発達した永久凍土だという説がありました。観測を続けた池田さんは、多くの岩石氷河は後者にあたると結論しました。ただ、永久凍土説を推す研究者の多くは、地中の氷は霜柱のように地中の水分が上昇して凍ったものだと考えていました。しかし池田さんは、積み上げた状況証拠から、まれに上から崩れてくる土砂が残雪の上を覆うことで、土砂がなければ融けていたはずの雪が融けずに岩石氷河を太らせると主張しました。

 長い時間をかけて地形を造る地質現象は、現在の観測だけでの実証が困難です。しかし池田さんの仮説は、直後に別の研究者によってあっさりと裏付けられました。北極圏の鉱山町で、雪が降る前に岩石氷河の一部をシートで覆ったところ、その上に積もった雪が、春先に土砂に覆われると融け残ることが観測されたのです。しかも地下の坑道により、岩石氷河の内部構造がその実験結果とよく合うことも確認されました。

 スイスアルプスを掘る

 池田さんにとって、スイスや北極圏はまさにアウェイです。そこでフィールドを日本に求めることにしました。目をつけたのは富士山。ちょうど、富士山の永久凍土が温暖化のせいで融けはじめているとの報道があった頃のことでした。しかし、永久凍土を実際に掘って確かめた人はいませんでした。そこで池田さんは、北海道大学の研究者とタッグを組み、富士山頂の永久凍土がありそうな場所を掘ることにしました(もちろん許可申請をした上で)。ところが、2本の穴を深くまで掘っても見つかりません。3本目でやっと見つかりました。なぜなのだろう。台風による降雨が容易にしみ込むせいで、富士山頂の多くの場所では永久凍土は存在できない。永久凍土が存在するのは、雨水が浸み込みにくい場所だけである。近年の温暖化のせいで夏には見られなくなった凍土は、永久凍土ではなく、冬のたびに表層にできる季節凍土だった。これが、池田さんたちの出した結論です。ただし富士山の永久凍土が温暖化でどうなるかについては、さらに何十年といった期間で見る必要があります。


 富士山を掘る

 ここ3年ほど、池田さんは、富士山などでの定点観測を続ける一方で、高等学校地理Bの教科書執筆に力を入れてきました。改定作業に参加して驚いたのは、地理の教科書の自然科学系の記述の中には、この半世紀に廃れたはずの学説が混在していたことです。教科書の内容だけでなく、高校で地理を教える社会科教員のためのサポートも必要でした。欧州で誕生した地理学は、社会科に特化したものではなく、もともとは博物学の流れを汲む人文系と自然系の総合分野であるべきなのです。筑波大学は自然科学系の地球学類に人文系と自然系の両方の教員がそろっています。地形学の研究から地理の教育にも力を入れることは自分に課せられた使命であると、池田さんは自覚しています。


 

(文責:広報室 サイエンスコミュニケーター)


(2017.3.13更新)

このページのトップへ