北極海の水温を音で測る新手法が成功

氷に覆われた海の課題

北極海の水温を知りたい。しかし海面は厚い氷で覆われています。衛星は役に立ちません。水中の温度は宇宙からは見えないのです。砕氷船を出す方法もありますが、広い海域を通年で追うのは現実的ではありませんでした。

スクリプス海洋研究所のMatthew Dzieciuch氏らが目をつけたのは音です。水温が高いほど音は速く伝わる。この性質を使えば、音の到達時間から海水温を逆算できます。

原理自体は何十年も前から知られていました。ただ北極海では氷が音を散乱させてしまう。長距離の伝播は無理だと考えられていたのです。

研究チームは2019〜2020年にCAATEXを立ち上げました。距離にして2,600km。アラスカ北方からスヴァールバル諸島北方まで6基の係留系を設置しています。発信間隔は3日おき。

結果は研究チームの予想を超えていました。信号は2,500km以上を伝播した。季節ごとの水温変化もはっきり読み取れています。

過去40年で海氷は劇的に薄くなり、表面の凹凸も減りました。散乱損失が十分に小さくなって音響伝播が可能になったか、確かめたかったのです。

— Matthew Dzieciuch（スクリプス海洋研究所物理海洋学者）

気候変動で北極の氷が薄くなったことが、皮肉にもこの手法を実用化させました。かつて氷が厚く荒かった時代には音が届かなかった。

ちなみにこの実験にはウッズホール海洋研究所やノルウェーのナンセンセンターも参加しています。北極海の観測は一国では完結しません。

筆者ひとこと： 「氷が薄くなったから音が通るようになった」という事実が頭に残っています。温暖化の結果が新しい観測手段を生むというのは皮肉ですが、研究者たちはその皮肉を成果に変えてしまった。

アラスカからスヴァールバルまでは東京からバンコクより遠い距離です。海中の音がそこまで届くという感覚が、正直まだつかめていません。