要約:
米国科学アカデミー紀要である PNAS に最近発表された研究では、米国西部の山岳地帯の氷河が大幅に縮小していることが示されています。研究者らは米国西部の6州にわたる1,000以上の氷河の体系的な評価を実施し、20世紀半ば以降、氷河の約27％が完全に消失し、氷河の総面積と総体積はいずれも約3分の1に減少していることが判明した。この変化は、山岳地帯の気候や水文条件の長期的な変化を反映しているだけでなく、暑い季節や乾季に氷河が川や生態系に水を供給する能力も低下する可能性がある。
この研究は「米国本土における氷河の大規模消失」と題され、2026 年 10 月 12 日に「全米科学アカデミー紀要」に掲載されました。研究チームは、ポートランド州立大学の地質学者アンドリュー・フォンテーン、米国地質調査所の研究者ブライス・グレン、ノーザン・ブリティッシュ・コロンビア大学の研究者クリストファー・マクニール、ブライアン・メノウナスで構成されています。
この研究は、カスケード山脈、ロッキー山脈、シエラネバダ山脈を含む米国西部の主要な山脈を対象とし、ワシントン、オレゴン、カリフォルニア、モンタナ、ワイオミング、コロラドも含まれました。ここの氷河は、さまざまな標高や気候環境に分布しています。太平洋の湿潤な気候の影響を受けた北西部には氷河があり、内陸の乾燥した山岳地帯には比較的小さな氷河があります。
研究者らは、氷河は米国西部の山岳地帯の水文系で重要な役割を果たしているものの、米国西部全体にわたる氷河の面積と体積変化に関するこれまでの包括的な定量的評価は不十分だったと指摘しました。これまでの研究は特定の山脈や特定の地域に焦点を当てる傾向があり、西部山岳地帯全体の氷河の変化を包括的に示すことが困難でした。
このギャップを埋めるために、研究チームは、20 世紀半ばの歴史的な氷河の目録と、近年の航空写真や衛星画像によって確立された氷河の目録を比較し、地形データを組み合わせて氷河の厚さ、体積、変化を推定しました。
過去のデータは主に、米国地質調査所によって作成された 1:24,000 縮尺の地形図から得られます。関連地図は同年に完成したわけではなく、1950年代初頭から1980年代半ばにかけて次々と描かれた。最新のデータは主に、2014 年から 2020 年頃に取得された航空、衛星、ライダーによる測定に基づいています。さまざまな地域でのデータ収集時間が一貫していないため、研究者らは、すべての氷河の変化を単純に正確な年に帰すのではなく、比較のために対応する時間範囲を使用しました。
研究結果によると、歴史的な目録では、米国西部には 1,453 個の氷河があり、その総面積は約 561.8 平方キロメートルに及びます。 2015年頃の最新の目録の時点で、氷河の数は1,331で、総面積は約366.5平方キロメートルです。
面積の観点から見ると、氷河の面積は約 195.3 平方キロメートル、約 35% 減少しました。研究で使用された歴史的および現代のデータ期間に基づいて計算すると、氷河面積は年間平均約 1.1 平方キロメートル減少しており、これは 10 年ごとに約 8% 減少することに相当します。
氷河の数から判断すると、歴史的な目録にある 1,453 個の氷河のうち、現代の目録では 398 個が消失しており、元の数の約 27% を占めています。この結果は、氷河の後退は元の氷体の薄化と縮小によって特徴付けられるだけでなく、いくつかの小さな氷河が完全に消滅したことも意味することを示しています。
ただし、氷河の数の変化だけでは、氷の消失の全範囲を反映しているわけではありません。一部の氷河は後退の過程で複数の独立した氷体に分裂し、統計上の氷河の数が増加することがあります。たとえば、ワシントン州北部のカスケード山脈では、一部の氷河が後退してさまざまな支流、つまり舌状に分かれており、そのため現代の目録には過去のデータよりも多くの氷河が記録されています。氷河の数だけを比較すると、全体的な氷河の後退の程度が過小評価される可能性があります。
そこで研究者らは、氷河の面積、厚さ、体積の変化を同時に分析しました。結果は、氷河の面積が減少する一方で、氷体の厚さも一般的に減少することを示しています。氷河で覆われたすべての地域の面積加重計算を行った結果、平均厚さは約 11.6 メートル減少し、平均変化率は年間約 0.26 メートルでした。
地域によって氷河の後退速度には明らかな違いがあります。全体として、ワシントン州以外の地域では氷河のサイズが大幅に減少しています。研究者らは、ワシントン州外の氷河は平均約52％減少し、ワシントン州内の氷河は平均約29％減少していると推定している。ただし、異なる地域における歴史的な地図作成の年と現代の画像作成の年は同じではないため、これらの数値は各地域の対応する観測期間の累積変化を反映しており、まったく同じ期間を直接比較するものではありません。
後退は、小さな氷河で特に顕著です。この研究では、歴史的面積が0.032～0.10平方キロメートルの小さな氷河の面積が平均して約67％減少していることが判明した。一方、歴史的な面積が 3.16 ～ 10 平方キロメートルのより大きな氷河の面積は、平均して約 15% 減少しました。
この違いは、小さな氷河が周囲の環境の変化により敏感であることを示しています。一般に、大きな氷河は氷塊が厚く、貯水量が多いため、短期的な気候変動をある程度緩衝することができます。小さな氷河は、比較的短期間で氷塊のかなりの部分を失う可能性があり、蓄積された氷の量が融解を補うのに不十分になると、完全に消滅する可能性が高くなります。
研究者らは、米国西部の氷河のサイズが全体的に小さいことが、この変化を理解する上で重要な要素であると考えています。多くの氷河は、大規模な高地地域での氷と雪が継続的に蓄積することに依存せず、局所的な地形、影、斜面の側面、および積雪の状態の影響を受けます。一部の氷河は、主に周囲の山々が太陽光を遮るか、雪が降り積もりやすい地形であるために存在し、局地的に好ましい氷河環境を形成しています。
この地域の地形への依存は、気温が上昇したり、降雪量が減少したり、雪が溶けるのが早まると、氷河が元の生存条件を急速に失う可能性があることを意味します。同じ山脈内であっても、標高、斜面の向き、周囲の地形の違いにより、氷河の後退速度が異なる場合があります。
この研究では、米国西部の氷河に覆われた地域の最も高い地域分布位置が約 50 メートル高い高度に移動したことも判明しました。これは、低標高地域での氷河の消失が比較的深刻であり、残った氷河が徐々に高地と寒冷地域に集中していることを示しています。
地域的な観点から見ると、太平洋岸北西部には米国西部のほとんどの氷河が含まれています。研究によると、ワシントン州やオレゴン州などの北西部地域には氷河の数の約 81%、氷河面積の約 89% が存在します。地元の気候は比較的湿度が高く、雪の状態は一般に米国の山岳奥地よりも良好であるため、氷河はより広範囲に分布しています。
対照的に、カリフォルニア、ワイオミング、コロラド、モンタナ南部の一部の山岳地帯の気候はより乾燥しています。氷河は通常、海抜 3,000 メートルを超える高山地帯にあり、全体の大きさは小さくなります。これらの地域では、氷河が降雪量の変化や気温の上昇に対してより脆弱になる傾向があります。
モンタナ州南部のビルトス山脈とアブサロカ山脈で、研究者らは氷河が大幅に薄くなっていることを発見した。この地域の 44 の氷河の平均厚さは、対応する観測期間中に約 16.2 メートル減少し、平均厚さは年間約 0.47 メートル減少しました。研究統計によれば、ここは少なくとも10の氷河がある山岳地帯の中で最も間伐率が高い地域の一つである。
対照的に、ワシントン州南部のカスケード山脈の氷河は比較的薄くなっておらず、厚さの平均減少は約 7.2 メートル、年間平均減少幅は約 0.15 メートルです。この地域の結果は主にレーニア山のような大きな氷河系の影響を受けます。
研究者らはまた、氷河の変化は気候要因によって完全に決まるわけではないことも強調しました。 1980 年にセント ヘレンズ山が噴火したとき、火山活動によりいくつかの小さな氷河が直接破壊され、同時に火口内に新しい氷河が形成されました。したがって研究チームは、火山活動の影響を長期的な気候変動と誤解することを避けるため、火山噴火によって直接影響を受けたこれらの氷河の変化を主要な気候変動分析から除外した。
この研究の最も注目すべき示唆の 1 つは、氷河の消失によってアメリカ西部の山岳地帯における水の供給方法が変わるということです。
氷河は、長期間にわたって水を蓄える自然の貯水池と考えることができます。冬に積もった雪や氷は一度に溶けず、長期間水分を保持し、暖かい季節になると徐々に放出されます。特に夏には、季節的に積雪が溶けて降水量が減少しても、氷河の溶けた水が山地の川に水を供給することができます。
この緩和効果はアメリカ西部にとって重要です。この地域の一部の河川や生態系は、夏の流れを維持するために山の雪解け水に依存しています。氷河の融解水は、暑くて乾燥した時期の水不足を緩和し、山の湖、小川、下流の生態系に冷たい水源を提供します。
冷水環境に依存する水生生物にとって、氷河の溶けた水は水を提供するだけでなく、より低い水温を維持するのにも役立ちます。氷河が縮小すると、夏には河川が氷河からの冷水供給の一部を失う可能性があり、水温が上昇し、低温環境に適応した魚やその他の水生生物に影響を与えるリスクが高まる。
氷河の後退により、山岳流域の干ばつに対処する能力も低下します。研究者らは、氷河が小さくなるほど、季節的な水の流れを調節する能力が弱くなることに注目している。雪が溶けるのが早くなり、夏の気温が上昇し、降水量が不足すると、以前のように氷河が川の流れを補充することが難しくなります。
これは、氷河からの融解水の減少が直ちに米国西部全域の水危機につながるという意味ではありません。水源の構造は地域によって大きく異なり、河川の流れも降雨、積雪、地下水、人工貯水池の運用、水需要などのさまざまな要因に影響されます。しかし、氷河の縮小が続いているため、一部の山岳流域が高温期と乾燥期に依存できる天然水の埋蔵量は確実に減少している。
研究者らはまた、米国西部の他の水資源も圧迫されていると指摘した。気候が温暖化すると、一部の地域では冬の降水量が雪ではなく雨となり、季節的な積雪量が減少します。同時に、人工貯水池は、流入量の減少、蒸発量の増加、水需要の増加などの要因からも影響を受けます。
これに関連して、自然の貯水池としての氷河の重要性がさらに顕著になります。季節による積雪量の減少によって生じる水の不足をある程度補うことはできますが、氷河が縮小するにつれて、この緩衝能力は低下し続けるでしょう。
氷河の融解により、短期的には川に流入する水の量が増加する可能性がありますが、これは水の供給量が永続的に増加することを意味するものではないことは注目に値します。氷河の後退中に蓄えられた氷水が放出されると、特定の期間に融解水の量が一時的に増加する可能性があります。氷の質量が減少し続けると、放出できる貯蔵水の量は最終的に減少します。氷河の融解水に依存している流域の場合、長期的な影響は、より多くの水へのアクセスが継続するよりも、夏の水源がより不安定になる可能性があります。
研究者らはまた、観測期間中にいくつかの氷河がわずかに拡大したことも発見した。研究統計によると、51の氷河の面積が増加し、現代の氷河の約4％を占め、合計約1.25平方キロメートルの増加となった。これらの局所的な増加は、この地域全体の大幅な氷河縮小の全体的な傾向を変えるものではありません。
これは、氷河の変化がすべての場所でまったく同じではないことも示しています。局地的な降雪、地形条件、風に吹かれた雪の蓄積、その他の環境要因により、個々の氷河が安定したままになったり、特定の時期に拡大したりすることがあります。しかし、米国西部全体の包括的なデータを見ると、氷河の面積と氷河量の減少が依然として主要な長期トレンドであることがわかります。
研究チームは、この結果が米国西部の高山水系の進行中の変化を理解するための重要な基準となると考えています。過去に研究者らはいくつかの山岳地帯で氷河の後退を記録したが、米国西部全体をカバーする統一された評価は不足していた。この研究では、歴史的地図、現代のリモートセンシングデータ、地形調査データを統合することにより、この地域で確認されたすべての氷河の面積、体積、氷の量の変化に関する初めての体系的な分析を実施しました。
この研究は、過去のデータのみに基づいて各氷河がいつ消滅するかを予測しようとするものではなく、すべての氷河が将来消滅するための統一されたスケジュールを提供するものでもありません。その主な貢献は、20 世紀半ばから 2015 年頃までに米国西部の氷河の数、面積、厚さに起こった変化を明確に記録し、これらの変化が山岳水文システムに与える影響を説明することです。
全体として、米国本土西部の氷河の縮小は、高山の景観の変化だけでなく、水資源システムが変化している兆候でもあります。氷河の約27％が消失し、総面積は約35％減少しました。これは、かつて長期間水を蓄えていた多くの天然の氷塊が縮小するか、存在しなくなったことを意味します。残りの氷河が縮小し続けると、川に冷水を涵養し、暑い季節と乾季の水量の変動を緩衝する氷河の能力もさらに低下する可能性がある。
米国西部では、今後の水資源管理では、降雨、積雪、人工貯水池に焦点を当てるだけでなく、氷河水の貯留能力が徐々に低下する長期的な影響も考慮する必要があります。氷河自体は小さいですが、特定の季節や特定の流域では重要な役割を果たすことがあります。この研究によって提供される包括的なデータは、科学者や水管理者が高山地域が直面する将来の干ばつリスクや生態系が受ける可能性のある圧力をより正確に評価するのに役立ちます。
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