海氷の形成

ウィキペディア小見出し辞書

海氷の形成

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/07/16 10:18 UTC 版)

「海氷」の記事における「海氷の形成」の解説

海氷は、海表面のごく表層が氷点下まで冷却され、冷却によって上層から深度100-150 mにある密度躍層（密度が急増する層）まで対流が起こることで形成される。 凪いだ海面の表層で形成される最初の氷（晶氷）は、直径が2-3 mm以下の微小な円盤状の形で、ばらばらの結晶がスープのように表層を漂っている。それぞれの円い板状の粒子はC軸（結晶の主軸）が垂直で水平方向に成長する。ある時点までこの円盤状の形は不安定で、それぞれの結晶は六角形の星型で脆弱な枝を伸ばして成長する（針状結晶）。これらの結晶もC軸が垂直である。樹状の枝は非常にもろくて壊れやすく、円盤状と樹状の結晶の混合した状態となる。水面のわずかな乱れで、これらの破片は不定形な形の微細な結晶に破壊され、密度を増しながら表層水を浮遊する。これはグリースアイスと呼ばれる。 静穏な状態では結晶はすぐに凍結して集合し、連続した薄い氷の膜となる。この初期の段階はまだ氷は透明であり、ニラスと呼ばれる。数cmの厚さまでは透明であるが（暗いニラス）、成長して厚くなるにつれてニラスは灰色に、更に白くなってゆく（明るいニラス）。一度ニラスが形成されると、成長パターンは全く異なったものになり、水分子の凍結が氷の層の下部にまで進んでゆく。これが凍結成長と呼ばれるプロセスで、一年氷が形成され、ひと冬で1.5-2 mまで成長する（板状軟氷）。 荒れた海では、海洋が冷却され熱が大気に奪われることで新しい海氷が形成される。海洋の最表層が氷点よりやや低い温度まで過冷却されると晶氷が形成される。晶氷が増えるにつれて氷は海表面の粘度を増し、グリースアイスになる。晶氷の形成は過冷却ではなく降雪で始まることもある。 これらの氷の粒子は波と風によって大きな板状に密集し、直径数mのはす葉氷を形成する。これらは海洋表層を漂ううちに互いに衝突し縁がめくれ上がっている。そしてはす葉氷の板は圧縮されて一つの氷の塊になり凍結密氷域を形成する。 海氷は、氷の形成や集合時に海水に含まれる塩分が排出されるので、それ自体ほぼ淡水である。その結果形成される高塩分で高密度の水（ブライン）が海洋の大循環に重要な影響を与えている。