世界で一番寒い場所はどこ?

 毎日暑い日が続く。こんなときだから、涼しくなる話題をひとつ。世界で一番寒い場所はどこだろう?

 世界で一番の寒さ(世界最低気温)は、1983年7月21日に南極のボストーク基地で観測された-89.2℃。ボストーク基地は、1957年に建設されたロシアの南極観測基地である。

 南極の気候は、最暖月でも平均気温が0℃以上になる場所はほとんどない。とくに内陸地方は高さの増加も加わり、きわめて低温で乾燥する。そのため、標高3,488mにあるボストーク基地では、-89.2℃という地表での世界最低気温が観測された。



 最低気温を記録した場所 寒極について 地球の北半球と南半球で、それぞれ最も低い地上気温が観測された地点を寒極(かんきょく)という。北半球では、-71.2℃を記録したロシアのオイミャコン。南半球は、-89.2℃のボストーク基地である。

 ところが、今回人工衛星からの観測でもっと気温の低い場所が発見された。気温マイナス94℃という超低温が記録されたのは、長く暗い極地の冬で、南極大陸を覆う氷床の真ん中あたりだ。標高3800メートルを超える。

 6月25日付けの学術誌「Geophysical Research Letters」に発表された論文によると、いまの地球表面で到達しうる最も低い気温に近いと観測チームは考えている。

 研究を率いた米コロラド大学ボルダー校、米国雪氷データセンターの研究者、テッド・スカンボス氏は、「ほとんど別の惑星と言えるくらい、地球が限界近くまで寒くなっている場所です」と述べる。


 南極の高地「ほとんど別の惑星」

 現地で実際に観測された過去の最低記録は、南極点からそう遠くないロシアのボストーク基地のマイナス89.2℃だった。1983年のことだ。

 これほどの寒さでは、人間は数回呼吸するだけで肺出血を起こしてしまう。そのため、外で観測を行うロシア人科学者は、呼吸する前の空気を暖めるマスクを着用していた。

 東南極氷床の表面は平らに見えるが、実際は巨大な氷でできたカメの甲羅のように、中心から外側に向かって低くなるドーム状になっている。ボストーク基地はドームのほぼ中心、厚さ約3500メートルの氷の上にあるが、頂上にあたる場所ではない。スカンボス氏のチームは、氷床の最も高い場所では、さらに寒くなる可能性があると考えた。

 氷床の頂上付近に観測基地はないので、南極の真冬の間に、実際にそこで気温を測るわけにはいかない。しかし、上空を通過する衛星からなら、氷床に積もった雪の表面温度を観測できる。そこでスカンボス氏らは、数年分の衛星データを解析し、温度が低くなる時間と場所を調べて地図上に表した。

 予想どおり、2004年から2016年の間に、特に温度が低い場所が100カ所ほど氷床の頂上付近に分散していた。詳しく調べたところ、温度が低くなっている場所は平らではなく、浅いくぼみになっていた。英国南極観測局の極地研究者、ジョン・ターナー氏によれば、おそらく谷や渓谷と同じように、くぼみに冷たい空気が沈むからだろうという。なお、ターナー氏は今回の研究には参加していない。

 「このようなくぼみはとても浅く、目で見てもわからないはずです」とターナー氏は言う。

 空気は、地表付近でわずかに温められる。衛星が雪の表面温度を観測したのに対し、ボストーク基地の科学者が計測したのはこうした気温だった。スカンボス氏のチームは、衛星による観測と、直近の観測基地のデータを比べることで、この地域では人の身長ほどの高さの気温は、約マイナス94℃とわずかに暖かくなることがわかった。しかし、地表の足が雪に触れるあたりの場所の気温はマイナス98℃だった。

 「ただし、足で雪に触れたいとは思わないでしょう」とスカンボス氏は話す。「決して楽しい体験にはなりません」


 宇宙観測にも最適

 これほどの超低温になるのは、非常に特殊な条件がそろったときだけだ。まず真冬で、その季節に最後に太陽が沈んでからかなりの時間が経過している必要がある。さらに、数日間にわたって空気が大きく動くことなく、氷床の上に雲やダイヤモンドダストがない完璧な晴天でなければならない。

 人間からすれば、氷は冷たいものではあるが、実際には微量の熱を放射している。通常、その熱のほとんどは大気中の水蒸気に吸収され、また地表に戻されるので、熱は大気の下層に閉じこめられることになる。

 しかし、南極の乾期の大気に、水蒸気はほとんど含まれない。それをスカンボス氏は、「通常、地球上の他の場所では開くことのない窓が開き始めます」と表現する。すると、地表から発せられるわずかな熱がはるか上空にまで逃げるようになるので、表面温度はさらに低くなる。

 このような極寒状態を作り出す晴天は、宇宙観測にも理想的だ。そのため、スカンボス氏のチームが示した超低温地点から数キロしか離れていない場所にも、望遠鏡が設置されている。

 高仰角南極テラヘルツ望遠鏡(High Elevation Antarctic Terahertz Telescope、皮肉なことに「熱」という意味のHEATと略される)を運営している米アリゾナ大学の天文学者クレイグ・クレサ氏は、「水蒸気は最大の敵なのです」と言う。「私たちは、この超乾燥地帯に望遠鏡を設置しました。しかし、十数キロ先の方がもっとよかったのでしょうか?」

 HEATのある一帯はすでに最適の場所といえるものの、気候変動を考えれば、その十数キロも検討に値するかもしれない。温暖化により、大気中に凝縮された水蒸気の量は増加しているので、氷が発する熱は地表近くにより閉じこめられやすく、地表は温まり続けることになる。つまり、宇宙観測に最適な澄み渡った空が見られる回数が減るということだ。地球表面の最低温度の観測記録を破りたいと考えている科学者にとっても、もう時間切れなのかもしれない。

「温室効果ガスや凝縮された水蒸気が増えるにつれて、南極は3〜4℃ほど暖まると考えられています」とターナー氏は話す。「低温記録を更新できる機会はますます減っていくでしょう。その可能性は小さくなる一方です」


 ボストーク基地とは何か?

 ボストーク基地(Станция Восток)はロシアの南極観測基地である。ヴォストーク基地とも書かれる。南緯78度28分、東経106度52分に位置し、標高は3488m。旧ソ連時代の1957年に開設された。

 1983年7月21日にマイナス89.2℃を観測し、これは地表における世界最低気温である。また0℃を越えたことは一度もない(ボストーク基地 § 気候)。同じく南極大陸のドームA付近では-93.2℃の温度が観測したことがあるが、これは気温ではなく地表面温度であるため、実際にこの記録を下回っているのかは不明である。

 ボストーク(Восток)の名称はロシア語で「東」を意味し、ロシアの南極探険家のファビアン・ゴットリープ・フォン・ベリングスハウゼンの船(Восток、Vostok)に因んで命名された。基地は南極点より約1730km離れた場所で、南極氷床の中心より東側のオーストラリアの領有権主張域に位置する。ただし南極条約の批准によりオーストラリアは領有権を行使していない。

 基地は南極大陸の到達不能極および南磁軸極の近くに位置し、地球の磁気圏の観測に最適の場所となっている。他に航空気象、日照計測、地球物理学、医学、気候の研究も加えて行われる。

 基地は他の南極観測基地から最も離れた場所に位置し、海岸部にあるミールヌイ基地(南緯66度33分07秒 東経93度00分53秒)から補給を受けている。基地には夏季に約25名の科学者と技術者が常駐し冬季には13名に減少する。

 ボストーク基地は第2次ソビエト南極観測隊により、国際地球観測年の1957年12月16日に設立され、37年余に亘って通年運用された。基地は1994年に一時的に閉鎖された。現在基地はロシア、アメリカ合衆国およびフランスの科学者により協同で運営されている。


 ボストーク湖の発見と氷床コア

 1996年、ロシアとイギリスの科学者は、基地の直下に、知られているものでは世界で最大の氷結湖であるボストーク湖を発見した。ボストーク湖は南極氷床の表面下約4,000mに位置し、14,000km²の面積を有する。

 1970年代ソビエト連邦は500〜952メートルの深度の氷床コアを掘削した。これらは氷中の酸素同位体比の研究に用いられ、最終氷期の氷は約400メートルより深い深度に現れることが判明した。その後、さらに3つの孔が掘削され、1984年には掘削孔Hole 3Gは2202メートルの深度に達し、1990年には掘削孔Hole 4Gは2546メートルの深度に達し、1993年には掘削孔Hole 5Gは2755メートルの深度に達した。

 しばらく休止後、1995年の冬季間に掘削が続けられた。1996年には、ボストーク湖の汚染の懸念を表明したScientific Committee on Antarctic Researchの要望により、氷床コアの掘削は3623メートルの深度で停止された。

 この氷床コアはフランスと協同で掘削され、それは過去420000年間の環境条件の記録を示すものであり、過去4回の氷河期に亘るものであった。長い間、その氷床コアのみが、いくつかの氷河期に亘るものであったが、2004年に、より浅い深度でより長期間を網羅するEPICAコアにより記録は更新された。2003年は、湖までわずか130メートルと推測される深度で停止されるまで掘削が許可された。

 ボストークの氷床コアは3623メートルに達したが、有用な気候の情報はそれ以上は得られなかった。その氷床コアの下部はボストーク湖の水が凍ったものであり、気候の情報を保有するものではなかった。

 ボストークの氷床は通常、3310メートルの深度または414,000年間の気候の情報が得られる。これより下部の氷床は氷が変化を起こしているという証拠がある。ボストークの氷床の情報は期間が反転した興味深いMIS11期を含む3310メートルの深度または436,000年間まで拡張し得ることが示唆されている。これはそうであるならば、この記録は新しい情報は与えないが、より新しくより長いEPICAコアの記録に一致する。


参考 National Geographic news:https://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/16/b/062900198/


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