海氷：極地の見張り役、気候変動の重要な指標

海氷ってなに？

海氷とは、主に北極圏と南極圏の極地海域で海面に形成される海の氷の層のこと。大陸に存在する氷河とは異なり、海氷は水面に浮かんでいます。

海氷の種類

海氷には大きく2種類あります。

パックアイス（またはパック）：浮いて漂流する海氷
ファストアイス：海岸に固定された海氷

海氷は、水が雪や氷といった固体の形で存在する地域全体を指す「雪氷圏（クリオスフィア）」の一部です。雪氷圏は地球表面積のおよそ10％を覆っています。

雪氷圏（クリオスフィア）には以下が含まれます。

南極とグリーンランドの氷床（これだけで地球表面の約3％を覆う）
世界中の大陸に分布する約20万の氷河
海氷
雪
永久凍土（北半球の陸地の約4分の1を覆う、永久に凍った地層）

海氷はどのように形成されるの？

海氷は、海水の温度が −1.8℃以下 になると、以下の段階で形成されます。

グリースアイス（Grease Ice)：水面に浮かぶ微細な氷の結晶
フラジルアイス（Frazil Ice) ：水中で結晶が集まった状態
はす葉氷（Pancake Ice）：直径最大3mの小さな氷板
板状軟氷（Young Ice）：厚さ10〜30cm
一年氷（First-year Ice）：厚さ30cm〜2m
多年氷（Multi-year Ice）：厚さ3m以上にもなる氷

驚きの事実：海氷は時間とともにやわらかくなる！

氷の形成は塩分を押し出す現象でもあります。海水の温度が −1.8℃ に達すると、水は凍りますが、塩の結晶の平均半分は取り込まれず、塩水として海底に沈みます。残りの半分は氷の中の小さなポケットに閉じ込められます。

冬の間、時間が経つにつれて、これらの塩分は重力によって海氷の底へ移動し、やがて海水に溶けて再び混ざっていきます。

常に動き続ける海氷

海氷は動的で、風や海流の影響を受けて移動します。氷塊は離れたりぶつかり合ったりすることで、圧縮氷稜が形成されます。

一方、沿岸付近のファストアイスは、潮汐や風の影響を受けることがあり、海岸に押し寄せて堆積することもあります。

極域の氷は季節ごとに変化するの？

氷河はあまり季節変動しませんが、海氷は季節によって大きく変化します。

冬：海氷は広がり、北極海のほぼ全域、約1,100万km²を覆います。
夏：海氷は後退し、北極では9月、南極では3月に最小面積となります。

夏の気温上昇により、まず氷の厚さが減少し、脆くなります。その後、風の影響で氷が割れます。この繰り返しを 「氷結」と「融解」 と呼びます。

温室効果による気温上昇は、氷結の期間を短くし、融解の期間を長くします。全体として気温があまり低くならないため、氷の形成が減り、融解期間が長くなるのです。

海氷は気候変動にどのような役割を果たすの？

1. アルベド効果：自然の熱反射鏡

白い色を持つ海氷は、太陽エネルギーの多くを大気中に反射します。このアルベド効果により、太陽放射の約90％が宇宙に反射されます。しかし、海氷が融解すると暗い海洋が現れ、太陽放射を吸収して地球温暖化を加速させます。

海氷の面積が年々減少することで、海氷は気候変動に対してますます脆弱になります。暗い海がその代わりとなり、より多くの熱を吸収するため、温暖化がさらに進みます。したがって、海氷の薄化は北極海の温暖化を加速させ、その結果として海氷の消失も早まると考えられます。

2. 海洋循環における役割

冬の間、海氷下の海水は塩分濃度が大きく上昇します。この冷たく塩分の多い水は密度が高くなり、深海へ沈みやすくなります。こうして、熱塩循環（サーモハライン循環）の深層流を支え、海洋の各海盆に熱を再分配する役割を果たします。
しかし、気温上昇による海氷や氷河の急速な融解は、淡水（密度の低い水）を海に供給し、この深層海流を乱す原因となります。

3. 海面上昇への直接的影響はなし

海氷は海水が凍ったものなので、融解しても海面は上昇しません（氷河や氷床とは異なります）。

4. 自然の防波堤

海氷は、波や嵐による沿岸の侵食から自然に海岸を守る役割を果たします。

ユニークで脆弱な極域の生態系

海氷は、極域の動物たちにとって生息地であり繁殖の場でもあります。例えばホッキョクグマは、主な食料であるアザラシを狩るために海氷に依存しています。アザラシやセイウチも、海氷を休息や繁殖、子どもを捕食者から守るためのプラットフォームとして利用します。さらに、多くの海鳥も海氷上に安全な営巣地や餌場を見つけています。

海氷は極域の食物連鎖の基盤でもあります。海氷の表面下や時には氷の内部には、驚くべき多様性を持つ植物プランクトンや海氷藻が育ちます。これらの微細な生物は太陽光からエネルギーを得ており、極寒の海での生命の一次生産者となります。

これらを食べるのがオキアミなどの小さな甲殻類で、極域の海に大量に存在します。オキアミはさらに魚類、クジラ、アザラシ、海鳥など、多くの生物にとって重要な食料となります。海氷の消失は、極域の生物多様性全体に深刻な影響を及ぼす可能性があります。

氷の融解と地球温暖化

なぜ「融解の加速」と言われるの？

過去40年間で、北極海の9月の最小海氷面積は10年ごとに約12.8％減少しています。こうした変化は少なくとも過去千年間には観測されていません（IPCC, 2019）。

2016〜2018年のような暖冬では、北極で気温が最大6℃上昇し、海氷の急速な融解と海氷面積の劇的な減少が確認されました。

このような季節ごとの減少が続くことで、年をまたいで残る海氷の割合は減少し、海氷の平均体積も毎年減少しています。

融解の影響はなに？

1. 大気汚染

産業や船舶の増加などの人間活動は、遠く離れた北極でも大気汚染を引き起こすことがあります。

大気中の微細な炭素粒子、いわゆる ブラックカーボン は海氷の表面に沈着します。小さな黒い点にすぎませんが、赤外線放射を集中させ、氷の内部まで熱が届くことで融解を加速させます。また、海氷の表面ではくぼみ部分が溶け「淡水のプール」ができることがあります。空色の水たまりで、アルベド（反射率）の低下を引き起こし、さらに融解を促進します。

2. 航行と海上ルート

北極の海氷融解により新たな航路が開かれる一方で、氷の不安定さにより航行リスクも増加します。極端な気象条件が頻発する環境では、より厳格な安全対策と慎重な航路計画が求められます。

2017年には、こうしたリスクを最小限に抑えるために極海コード（Polar Code) が施行され、新造船の設計や運用に多くの新たな規制が導入されました。この結果、建造コストは平均で約30％上昇しています。

3. 海流と気候への世界的影響

海水の塩分濃度の変化は熱塩循環（サーモハライン循環）に影響を与え、世界規模での気候変動にも潜在的な影響をもたらします。

海氷、氷河、氷床の違いは？

項目	海氷	氷河	氷床
定義	海水が凍ってできる氷	雪の蓄積と圧縮によって陸上に形成される氷の塊	大陸全体を覆う大規模な氷の層（インランドシスとも呼ばれる）、厚さは数kmに及ぶことも
形成方法	海水が −1.8℃ 以下で直接凍結	数世紀〜千年以上の雪の蓄積	数世紀〜千年以上の雪の蓄積
場所	極域の海洋（北極海・南極海）	山岳地帯、極地、寒冷地域	南極大陸、グリーンランド
支持体	水面に浮かぶ	陸上	大陸全体
季節変動	冬に拡大、夏に後退	変化は緩やかで季節変動は少ない	長期的にゆっくり変化
厚さ	数cm〜3m（多年氷は5m程度の場合も）	数十m〜数百m	数kmに達することも
海面への影響	融解しても海面上昇なし	海に流入（流氷・融解）すれば上昇	海面上昇に大きく寄与
関連する生物多様性	極域生態系の重要な生息地（ホッキョクグマ、アザラシ、海氷藻、オキアミ、海鳥など）	限定的だが特定の生物が生息	自身の生物多様性は少ないが、周囲の海流や海洋生態系に影響
気候に対しての役割	強いアルベド効果で太陽放射を反射、海流や海水温にも影響	淡水の貯蔵、河川や湖への緩やかな放出	海面調節、淡水の大規模貯蔵
例	北極海、ウェッデル海、ロス海	モンブラン氷河、ペリト・モレノ氷河、ヒマラヤの氷河	南極氷床、グリーンランド氷床

タラ極地ステーション：私たちの未来は北極で決まる

氷に耐えられるよう特別に設計された研究船タラ極地ステーションは、2046年まで北極海で複数回の漂流航海を行います。

世界中から科学者を乗せ、極域生態系の変化の動態を記録・解明し、科学データを検証するとともに、現地の生物多様性を調査します。また、周囲の環境への影響を最小限に抑えながら研究を行うことを目指します。