南極底層水のもとができるのは、南極の沿岸の浅い大陸棚の上の、薄氷域（ポリニヤ）です。海氷ができるときに塩分の濃い重い水が生まれ、それが沖合の水と混ざり合いながら海底の斜面を下っていき、南極底層水が生まれます。そのため、「どこでどのくらい重い水ができるか」「その水の性質がどう変わるか」ということが、南極底層水のできる量に大きく関係してきます。南極沿岸はとても広く、それぞれに条件が違うので、どこでも同じようにポリニヤや重い水ができるわけではありません。

近年、国立極地研究所と私たち北大低温科学研究所を中心とした日本のグループの研究により、南極の東半球部にある地域（東南極）にポリニヤが多く存在していることが明らかになってきました。

深度4000メートルを越す深海底の水温や塩分が毎年のように変わっていくことは、驚くべきことです。

南極大陸は大部分を氷（南極氷床）に覆われています。その量は、地球上にある氷の約90%。地球の気候に大きな影響を与える存在です。底層水の変化の原因については、さまざまなメカニズムが提唱されていますが、私は「南極氷床の融解が進んだことによって沿岸の水が淡水化して軽くなり、冷たい底層水が以前ほど作られなくなった可能性がある」と考えています。

これが正しいかどうか、まだ確かなことは言えませんし、原因は一つとも限りません。私たちはオーストラリアをはじめとする世界中の科学者と協同して、こうした点について研究しています。

南極の氷床は重力によってゆっくりと動き、凍った大河となって海に流れ込んでいます。氷床とは、雪が降り積もり、押し固められた氷の塊です。雪が降り積もる量より流れ出る量が少なければ、氷床は太って海の水位が下がります。逆に多ければ、氷床は痩せて水位が上がります。

氷床の流れ出し方は、氷の下にある基盤地形によって異なります。南極の西半球部にある地域（西南極）では基盤地形が低く、ちょっとした変化で氷床の流出が加速する可能性が指摘されてきました。そして近年、人工衛星の観測により、実際に西南極で氷床の流出が加速しているが確認されています。これには海から来る熱が増えつつあることが関係しているかもしれません。氷床の変化と海洋の変化は、互いに密接に関わりあっているのです。

氷床の流出は海の水位に影響を与えます。また、沿岸の海水の重さとその構造をかえることで、先ほど登場した南極底層水のでき方に関わってくると、私は考えています。そうであれば、世界を巡る深層循環が弱まってしまう可能性も、大いにある。地球の気候変動への影響が懸念されます。

西南極の氷床は大きな注目を集めており、韓国などが中心となって、精力的に観測網を整備しつつあります。一方で、私たちが観測を続けている東南極にも同じような基盤地形の場所があり、暖かい水が氷床を洗っている可能性が明らかになってきました。この地域での研究を推進してきた日本が、 これまで以上に海洋観測を充実させる必要に迫られています。

日本の南極観測でも、2016年からはこうした技術を積極的に使い、低温研の研究者たちが中心になって南極沿岸の海と氷の謎に挑もうと計画しています。氷河の底や南極の海底など、これまで見たことがない世界を目にすることで、研究に新たな展望が開けると期待しています。