TED日本語 - リー・ホッズ:南極タイムマシンの秘密


TED Talks(英語 日本語字幕付き動画)

TED日本語 - リー・ホッズ:南極タイムマシンの秘密

TED Talks

Inside an Antarctic time machine
Lee Hotz


科学コラムニストのリー・ホッズが、WAIS Divide(西南極氷床分水嶺)における驚くべき研究プロジェクトについて語ります。そこでは酷寒に耐えながら、科学者のチームが、1万年前の氷にドリルで穴を穿ち、気候変動に関するデータを取り出しているのです。


Come with me to the bottom of the world, Antarctica, the highest, driest, windiest, and yes, coldest region on Earth -- more arid than the Sahara and, in parts, colder than Mars. The ice of Antarctica glows with a light so dazzling, it blinds the unprotected eye. Early explorers rubbed cocaine in their eyes to kill the pain of it. The weight of the ice is such that the entire continent sags below sea level, beneath its weight. Yet, the ice of Antarctica is a calendar of climate change. It records the annual rise and fall of greenhouse gases and temperatures going back before the onset of the last ice ages. Nowhere on Earth offers us such a perfect record. And here, scientists are drilling into the past of our planet to find clues to the future of climate change.

This past January, I traveled to a place called WAIS Divide, about 600 miles from the South Pole. It is the best place on the planet, many say, to study the history of climate change. There, about 45 scientists from the University of Wisconsin, the Desert Research Institute in Nevada and others have been working to answer a central question about global warming. What is the exact relationship between levels of greenhouse gases and planetary temperatures? It's urgent work. We know that temperatures are rising. This past May was the warmest worldwide on record. And we know that levels of greenhouse gases are rising too. What we don't know is the exact, precise, immediate impact of these changes on natural climate patterns -- winds, ocean currents, precipitation rates, cloud formation, things that bear on the health and well-being of billions of people.

Their entire camp, every item of gear, was ferried 885 miles from McMurdo Station, the main U.S. supply base on the coast of Antarctica. WAIS Divide itself though, is a circle of tents in the snow. In blizzard winds, the crew sling ropes between the tents so that people can feel their way safely to the nearest ice house and to the nearest outhouse. It snows so heavily there, the installation was almost immediately buried. Indeed, the researchers picked this site because ice and snow accumulates here 10 times faster than anywhere else in Antarctica. They have to dig themselves out every day. It makes for an exotic and chilly commute.


But under the surface is a hive of industrial activity centered around an eight-million-dollar drill assembly. Periodically, this drill, like a biopsy needle, plunges thousands of feet deep into the ice to extract a marrow of gases and isotopes for analysis. Ten times a day, they extract the 10-foot long cylinder of compressed ice crystals that contain the unsullied air and trace chemicals laid down by snow, season after season for thousands of years. It's really a time machine. At the peak of activity earlier this year, the researchers lowered the drill an extra hundred feet deeper into the ice every day and another 365 years deeper into the past. Periodically, they remove a cylinder of ice, like gamekeepers popping a spent shotgun shell from the barrel of a drill. They inspect it, they check it for cracks, for drill damage, for spalls, for chips.

More importantly, they prepare it for inspection and analysis by 27 independent laboratories in the United States and Europe, who will examine it for 40 different trace chemicals related to climate, some in parts per quadrillion. Yes, I said that with a Q, quadrillion. They cut the cylinders up into three-foot sections for easier handling and shipment back to these labs, some 8,000 miles from the drill site. Each cylinder is a parfait of time.

This ice formed as snow 15,800 years ago, when our ancestors were daubing themselves with paint and considering the radical new technology of the alphabet. Bathed in polarized light and cut in cross-section, this ancient ice reveals itself as a mosaic of colors, each one showing how conditions at depth in the ice have affected this material at depths where pressures can reach a ton per square inch. Every year, it begins with a snowflake, and by digging into fresh snow, we can see how this process is ongoing today. This wall of undisturbed snow, back-lit by sunlight, shows the striations of winter and summer snow, layer upon layer. Each storm scours the atmosphere, washing out dust, soot, trace chemicals, and depositing them on the snow pack year after year, millennia after millennia, creating a kind of periodic table of elements that at this point is more than 11,000 feet thick. From this, we can detect an extraordinary number of things. We can see the calcium from the world's deserts, soot from distant wildfires, methane as an indicator of the strength of a Pacific monsoon, all wafted on winds from warmer latitudes to this remote and very cold place.

Most importantly, these cylinders and this snow trap air. Each cylinder is about 10 percent ancient air, a pristine time capsule of greenhouse gases -- carbon dioxide, methane, nitrous oxide -- all unchanged from the day that snow formed and first fell. And this is the object of their scrutiny. But don't we already know what we need to know about greenhouse gases? Why do we need to study this anymore? Don't we already know how they affect temperatures? Don't we already know the consequences of a changing climate on our settled civilization? The truth is, we only know the outlines, and what we don't completely understand, we can't properly fix. Indeed, we run the risk of making things worse.

Consider, the single most successful international environmental effort of the 20th century, the Montreal Protocol, in which the nations of Earth banded together to protect the planet from the harmful effects of ozone-destroying chemicals used at that time in air conditioners, refrigerators and other cooling devices. We banned those chemicals, and we replaced them, unknowingly, with other substances that, molecule per molecule, are a hundred times more potent as heat-trapping, greenhouse gases than carbon dioxide.

This process requires extraordinary precautions. The scientists must insure that the ice is not contaminated. Moreover, in this 8, 000-mile journey, they have to insure this ice doesn't melt. Imagine juggling a snowball across the tropics. They have to, in fact, make sure this ice never gets warmer than about 20 degrees below zero, otherwise, the key gases inside it will dissipate. So, in the coldest place on Earth, they work inside a refrigerator. As they handle the ice, in fact, they keep an extra pair of gloves warming in an oven, so that, when their work gloves freeze and their fingers stiffen, they can don a fresh pair. They work against the clock and against the thermometer.

So far, they've packed up about 4,500 feet of ice cores for shipment back to the United States. This past season, they manhandled them across the ice to waiting aircraft. The 109th Air National Guard flew the most recent shipment of ice back to the coast of Antarctica, where it was boarded onto a freighter, shipped across the tropics to California, unloaded, put on a truck, driven across the desert to the National Ice Core Laboratory in Denver, Colorado, where, as we speak, scientists are now slicing this material up for samples, for analysis, to be distributed to the laboratories around the country and in Europe.

Antarctica was this planet's last empty quarter -- the blind spot in our expanding vision of the world. Early explorers sailed off the edge of the map, and they found a place where the normal rules of time and temperature seem suspended. Here, the ice seems a living presence. The wind that rubs against it gives it voice. It is a voice of experience. It is a voice we should heed.

Thank you.


さあ 地球の一番下にある 南極へ行きましょう 緯度の頂点 乾ききった 強風の地へ そして 地球一の酷寒の地へ そこはサハラ砂漠よりも乾き 場所によっては 火星よりも寒いのです 南極の氷は 太陽光をぎらぎらと反射し 保護眼鏡のない目を潰します 初期の探検家たちはコカインを目にすり込んで 痛みを和らげました 氷の重さはすさまじく 大陸全体を 海抜下に沈めています その氷は 気候変動の一覧表とも言えるもので 年ごとの温暖化ガスと気温の 変動を 最後の氷河期前から 記録しています これほど完璧な記録は 地上の他の部分にはありません そしてここで 科学者達は 地球の過去に穴を穿ち 気候変動の未来を知る 手がかりを得ているのです

今年の1月 私は「ウェイスディバイド」を訪ねました 南極点から約1000kmのところです そこは気候変動の歴史を知るには 最適の場所だと言われます 45名の科学者が ウィスコンシン大学や ネバダの砂漠研究所などから集まり 地球温暖化に関する最重要の問題を 明らかにしようと研究しています 温暖化ガスと 地球の気温の正確な関係は どのようなものでしょうか? これは緊急の課題です 大気温は上昇しています 今年5月の気温は観測史上最高でした 温暖化ガスのレベルも上昇しています ですが 分からないのは 温暖化ガスの変化が 気候パターンに及ぼす 厳密で正確で直接的な影響です つまり 季節風 海流 降水量 雲の発生など 数十億の人々の 健康と 幸福に関わる事柄への影響です

観測隊と全ての備品は 1400kmかけて 南極海沿岸の 米国最大の補給基地 マクマード基地から 空輸されました ウェイスディバイドそれ自体は 雪原の中の幕営地です 嵐になると テント同士をロープでつなぎ 隊員はロープをたどって 居住用のテントや トイレに行くのです 積雪が激しく 建物は瞬く間に雪に埋もれます 実はこの地を選んだのは 南極の他の場所と比べて 10倍の速度で雪と氷が積もるからです 隊員は毎日雪を掘って這い出てきます 一風変わった 凍える通勤です


しかし 雪原の下は 8百万ドルのドリルマシンを中心にした 工場のような活動基地です ドリルは氷層の深さ数kmまで 繰り返し挿入され 生検の針のように ガスやアイソトープを含んだ 氷床コアを分析用に取り出します 一日に10回 3メートルの長さの 圧縮された円柱状の氷晶を取り出します 氷の中には 何千年にも渡って 毎年毎年 雪が閉じこめてきた 当時のままの 大気と 微量化学物質が封入されています これはまさにタイムマシンです 活動のピークだった今年のはじめには 研究者達は毎日 30メートルずつ氷を掘り進みました それは 過去へと 365年づつ 進んだことになるのです 彼等は 繰り返し 氷柱を取り出します ちょうど猟師が撃ち終わった散弾銃の薬莢を 銃身の中から取り出すように 次に氷柱を精査し 亀裂がないか ドリルによる損傷 ヒビや欠けがないか調べます

さらに重要なのは 検査と分析のために 米国と欧州にある27の独立した研究所に 氷柱を送る準備をすることです それらの研究所では温暖化に関わる 40種の微量化学物質について分析します 10の15乗分の1の濃度の物質もあります そう Qのつく クアデリリオンです 約13万kmも離れた場所の 研究所に届ける際に 扱いやすく運搬しやすいように 円柱を1メートルの長さに切りそろえます 円柱は 時間のパフェと言えるでしょう

この氷は約1万5千年前に 降った雪から形成されました その頃 人類の祖先は体を彩色し 当時の画期的な技術である アルファベットを作り出していました 偏光照明によって この太古の氷の 断面を観察すると モザイク状の色を呈します それぞれの色は氷のその場所が どのような状況にあったかを反映します その深度では1平方インチあたり 1トンの圧力がかかるのです 氷は最初は毎年の新雪でした 新雪を掘って行くと 今も続いている 氷の形成過程が見られます 降り積もったままの雪の壁は 背後から陽光に照らされ 一つ一つの層が 冬と夏の入れ替わりを示しています 嵐は大気をかき回し 塵や煤を巻き上げ 微量化学物質を巻き上げ 数百万年もの間 一年また一年 降雪の中に それらを閉じこめて 元素の周期律表のようなものを作り上げます 現時点で 3300メートル以上の厚みがあります 実に様々なものが検出されます カルシウムが 世界中の砂漠から 煤が はるか遠くの山火事から メタン が太平洋のモンスーンから これらの物質は温暖な地方から 遠く寒冷な地に漂ってきました

この円柱状の雪で もっとも重要なのは 空気を閉じ込めていることです この円柱の10%は太古の空気です この汚れのないタイムカプセルは 温暖化ガスを捉えています 二酸化炭素や メタンや 窒素酸化物です 雪片が形成され 降ったその日のままに 保存されています これを科学者達が研究しているのです でも 私たちはすでに温室効果ガスについて 知るべきことは全て知っているのではないでしょうか? なぜこれ以上の研究が必要なのでしょうか? 温室効果ガスの気温への影響はすでに分かっているのでは? 気候変動が文明に与える 影響もすでに知っているのでは? 実は 大まかにしか分かっておらず 理解が不完全なので 影響についても 確信が持てないのです 私たちは事態を悪化させているのかもしれません

20世紀の国際的な環境保全の努力で もっとも成功裏に終わった モントリオール議定書を思い出してください 世界の国々は 当時の エアコンや冷蔵庫や冷却装置に 使われていた物質によるオゾン層の破壊から 地球を守るために一致団結したのです 私たちはこれらの化学物質を禁止しましたが その影響を知らずに 代替物質を使い始めたのです その代替物質は一つ一つの分子が 二酸化炭素の百倍以上の 熱を蓄える 温室効果ガスだったのです

氷柱を切り出す過程は 細心の注意が必要です 科学者達は 不純物が混ざらないことを 保証しなければなりません さらに 1万kmを運搬するにあたって 氷が溶けないことを保証しなければなりません 赤道をこえて雪玉をやりとりするようなものです 実際 科学者達は 氷が氷点下30度C以上にならないことを 保証しなければなりません 大事なガスを逃がさないためです それで 彼等は 地球のもっとも寒い場所で 冷凍庫の中で作業しているのです 氷を扱っている傍らで 科学者達はオーブンでもう一組の手袋を暖めます そして 作業手袋が凍りついて 指が動かなくなると 新しい手袋をはめるのです 作業は時間や温度との戦いです

これまでのところ 彼等は およそ1500メートルの長さの氷床コアを 米国に送るために梱包しました 今シーズンは 人力で氷原を 飛行機まで運びました 出荷された氷はただちに 第109米国航空警備隊が 沿岸地域まで空輸し そこから貨物輸送機に積み替えて 赤道を越え カリフォルニアへ そこでトラックに載せ替え 砂漠をひた走り コロラド州デンバーの 国立氷床コア研究所に送られました そこでは こうしている間にも 科学者達が氷を薄片のサンプルに スライスし 米国各地の研究所や ヨーロッパの研究所に 送って分析するのです

南極は地球を理解しようとする 我々にとって 最後の空白地帯でした 盲点といっても良いでしょう 初期の探検家達は 海図に載らない地域を航海して 時間や気温の常識が あてはまらないような 場所を見つけました この地では 氷は生きているのです 氷原に吹く風が 氷に声を与えます 歴史を語る声です その声に私たちも耳を傾けねばなりません



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