今回は北極だけではありません！中国の科学者が北極到達の夢を実現！

もし誰かが北極に旅行してチェックインしたら、私は間違いなく羨望の眼差しで見つめるでしょう。確かに、私たちの印象では、北極という言葉を聞くと、いつも手の届かないところにあるという印象を受けます。しかし、最近の科学探検では、我が国の科学者たちは北極に到達しただけでなく、北極の「奥深く」まで進み、北極点に到達したのです。

2023年9月5日北京時間13時55分、中国の第13次北極海科学探検隊は極地調査砕氷船「雪龍2号」に乗って北緯90度・北極点地域に到着し、中国の船舶が北極点への到達に成功したのはこれが初めてとなった。

北極探検における中国の砕氷船の航路

画像提供：中国南極測量地図研究センター、武漢大学

中国は砕氷船で北極点に到達した世界で8番目、アジアで最初の国となり、中国の極地科学研究分野に新たなマイルストーンを打ち立てた。

中国が自ら建造した砕氷船「雪龍2号」

（写真提供：武漢大学中国南極測量地図研究センター）

1. 北極点に到達することと北極点に到達することの違いは何ですか?

北極点に到達することと北極点に到達することの間には大きな違いがあります。

北極は地球の3つの極のうちの1つです。そこは氷と雪に覆われた銀世界。北極圏に入ると北極点に到達したとみなされます。

北極は北緯90度、北極海に位置し、北極の氷の世界の中心です。

北極に立つと、周囲が南で囲まれた地球の頂点にいることに気がつくでしょう。一度回転するだけで、360度の経度を簡単に越えることができます。

北極では、極夜と極昼が年に一度交互に訪れ、人々はまるで別の惑星にいるかのような気分になります。容赦なく寒さがすべてを支配し、視界の果てまで氷と雪が広がっています。

2.極地研究砕氷船はどのようにして「氷を砕く」のでしょうか?

海氷の厚さに応じて、砕氷船の砕氷方法は一般的に次のように分けられます。

▲連続砕氷：海氷の厚さが砕氷船の設計上の砕氷能力範囲内にある場合、船は氷域内を5ノット未満の速度で航行します。生成される運動エネルギーは氷の表面を破壊し、船のスムーズで継続的な進行を保証するのに十分です。この砕氷方法は連続砕氷と呼ばれます。

海氷の厚さが砕氷船の連続砕氷能力を超える場合、砕氷船の砕氷方式は回転砕氷と衝撃砕氷の2種類に分けられます。

▲旋回砕氷方式：砕氷船が氷を砕き始めると、船体が一定の角度で氷域に入ります。船体の1/4が氷域に入ると舵とともに旋回を開始し、氷の状況に応じて舵角を調整して船体が氷域に入る距離を制御します。各旋回後、船首の方向と氷端の角度が適切に調整され、砕氷プロセス全体を通じて船が螺旋状に動くようにします。この砕氷方法の利点は、船が一定の角度で氷域に入るため、船体構造への損傷が少なくなることです。氷域に出入りする旋回方式は、浮氷に引っ掛かりにくく、一定の速度を維持して連続的に氷を砕くことができます。しかし、有効前進距離が短く、作戦に必要な開水域が広くなるという欠点がある。

▲衝突砕氷：砕氷船は一定の速度で氷の表面に衝突して「乗り」、船体の重力と運動エネルギーを利用して船体の下の海氷を砕き、その後海氷に乗って氷を砕き、波打つようにゆっくりと氷を砕きます。船が再び遭遇する海氷の抵抗が前進運動エネルギーよりも大きくなると、船は停止するまで減速し、その後後進を始めます。一定距離後退した後、前方へ加速し2度目の衝撃を開始します。衝突砕氷の過程では、船が両側の浮氷に圧迫されて動けなくなる可能性があるため、砕氷過程で水路を広げる必要があります。この砕氷モードは「徒歩砕氷」とも呼ばれます。

3.北極海の海氷が大量に溶けていますが、砕氷船の「砕氷」にはどのような影響があるのでしょうか？

かつて、北極海中央部の海氷の厚さは3～4メートルに達することもあり、これほど強力な砕氷能力を持つのは原子力砕氷船だけだった。北極海の海氷が大量に溶けたことにより、海氷の厚さが薄くなり、極地の海氷面積が減少し、砕氷や航行が容易になった。

武漢大学中国南極測量地図研究センターが独自に開発した「双龍極探査」時空情報プラットフォームによると、今年の北極の海氷の融解は非常に深刻で、北極の海氷の厚さは1メートル未満となっている。雪龍2号の砕氷能力は約1.5メートルの厚さがあり、これにより雪龍2号は北極に到達できる。

もちろん、海氷の融解は北極の生態系にも影響を及ぼすでしょう。海洋生物の生息地や回遊パターンが変化する可能性があります。海氷が溶けると海水に溶ける二酸化炭素が増え、海水の酸性化を引き起こし、特定の海洋生物の生存に適さなくなります。一部の種の移動や絶滅を引き起こしたり、海洋生態系や環境の安全性に問題を引き起こしたりする可能性があります。

4.科学調査を終えた後、砕氷船は同じルートを通って戻ってきますか?このまま北へ向かうと出発点に戻るのでしょうか？

砕氷船は指定された科学研究ミッションを完了した後、通常は同じルートで戻るのではなく、ミッションの性質と科学研究計画に基づいて適切なルートを選択します。

このまま北へ向かい続けると、砕氷船は最終的に北極点に到達し、出発点に戻ることができなくなります。

砕氷船が広大な氷の海を「単独で」航行するのだから、乗船している科学研究者たちは寂しいのではないか、と考える人もいるかもしれない。実際、極地探検の際には、異なる国の砕氷船が氷の海で出会うこともあります。

例えば、2023年8月20日、雪龍2号は調査計画を実行するために北極海の中央海嶺に向かう途中、北極星を通過しました。 9月6日、雪龍2号は北極から撤退し、東経100度に沿って南に向かい、北極星から20海里以内の距離まで到達した。雪龍2号が北極から撤退した後、ドイツのポラリス号も9月7日に北極に急行した。雪龍2号の北極探検中、韓国、米国、ロシア、カナダなどの砕氷船も北極海で海洋調査を行った。

極地での適切な活動期間は限られているため、さまざまな国の砕氷船が同じ時間帯に科学調査活動を実施することが多く、さまざまな国の探検隊が南極と北極で「遭遇」するのも不思議ではありません。

実際、北極海と南極大陸の面積はどちらも数千万平方キロメートルに達します。たとえ世界中の砕氷船が同時に極地に入っても、狭い道で出会って行き場がなくなるといった事態は起こりません。

2023年9月14日北京時間午前5時33分、極地調査砕氷船「雪龍2号」は北極圏を南に抜け、北極地域を離れた。最終的に、雪龍2号は9月27日に上海の国内基地ターミナルに戻り、全航海を終えた。（写真提供：武漢大学中国南極測量地図研究センター）

5. 北極の科学研究：寒さのため難しいが、寒さゆえに魅力的でもある

北極と北極は非常に寒いですが、その引力は寒さによって遮られることはありません。数え切れないほどの探検家や科学者が、自然の謎を解き明かし、人類の限界を克服するという夢を追い求めて、極寒と孤独に挑みながら北へと向かってきました。

1951年の夏、武漢大学（旧武漢測量地図研究所）の高世柳教授が地磁気測定を行うために地球の磁北極に到着し、北極圏に入った最初の中国の科学技術者となった。

1999年、中国政府は北極への初の大規模総合科学探検を組織した。極地調査船「雪龍」は124名の乗組員を乗せて71日間に渡り14,000海里以上を航海し、北極海の包括的な調査と研究を行った。

しかし、雪龍号の主な任務は北極圏の海洋学、気象学、生物学、地質学などの分野における総合的な調査であり、砕氷能力にも限界があるため、高緯度への到達を何度か試みたにもかかわらず、北極点に到達したことは一度もない。しかし、中国の第4次北極探検の際には北緯88度25分に到達した。

地球温暖化の影響で北極の海氷は薄くなっています。我が国の総合力が増すにつれ、我が国はより強力な砕氷能力を備えた極地科学調査砕氷船「雪龍2号」を自主的に建造しました。このような背景の中、中国の極地科学探検隊はついに地理的な北極の聖地を征服しました！

著者

武漢大学中国南極測量地図研究センター教授アイ・ソンタオ氏

武漢大学中国南極測量地図研究センター博士課程学生、チュー・シンデ