岩に覆われた氷河は、なぜ重力計で測れたのか

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アメリカ・ユタ州のティンパノゴス山のふもとに、岩に覆われて見えない氷が約155万立方メートル埋まっている。ユタ大学の研究チームが2026年8月26日付で「Journal of Geophysical Research: Earth Surface」に発表した論文の結論です。155万立方メートルというのは、エジプトのギザの大ピラミッドとほぼ同じ体積で、オリンピックの競泳プールなら600杯分にあたります。

ただ、この研究で注目したいのは数字そのものより、その測り方です。この氷は、氷河を測るふだんの道具がまるで通用しない場所にあって、長いあいだ「あるのは分かっているが、どれだけあるかは分からない」ままでした。それをどう測ったのか、順に見ていきます。

岩の山に見える氷河

舞台になった地形は「岩石氷河（ロックグレイシャー）」と呼ばれるものです。名前に氷河とついていますが、遠くから見ても、その上を歩いても、目に入るのはごろごろした岩の山だけ。氷はその下に隠れています。中身は氷と岩が混ざったかたまりで、ふつうの氷河と同じように、目には見えない速さでゆっくり斜面を下っています。

世界には5万か所を超える岩石氷河が記録されていて、そのうち1万か所以上がアメリカにあります。ユタ州だけでも、衛星画像から836か所が数えられています。ティンパノゴス山の岩石氷河はその中でも大きなもので、地元では長く「ティンパノゴス氷河」と呼ばれてきましたが、実際にはずっと岩石氷河だった、というのが研究チームの見立てです。

研究を率いた一人、氷河学者のレイフ・アンダーソン氏は、高い山でがれきの上を歩いているとき、足の下に120フィート（約37メートル）の氷があるとは誰も思わない、と話しています。

岩の覆いは、氷にとっては都合のいい存在です。日差しと熱をさえぎる断熱材になって、氷が解けるのを遅らせます。ふつうの氷河が消えてしまうような場所でも岩石氷河が残っているのは、この覆いのおかげです。ところが、調べる側にとっては、この同じ覆いが壁になります。

レーダーが通用しない地形

ふつうの氷河の厚さを測るときは、地中レーダーを使います。電波を地面に打ち込み、氷の底で跳ね返ってくるまでの時間から、氷の厚さを読み取る方法です。氷は電波をよく通すので、この方法がよく効きます。

岩石氷河ではそれが崩れます。氷の中に大小の岩が混ざっているため、電波が岩に当たるたびに四方八方に散らばり、底からの反射がノイズに埋もれて読めなくなるのです。航空機から重力を測る方法もありますが、岩石氷河はふつうの氷河に比べて小さすぎて、上空からでは細かい違いを拾えません。

その結果、面積は衛星写真から分かるのに、深さと中身が分からない、という状態が続いていました。面積だけでは体積は出ません。世界に5万か所あると分かっていても、そこにどれだけの氷が眠っているかは、ごく大まかな見積もりしかなかったわけです。

石と氷の重さの違いを読む

ユタ大学のチームが持ち込んだのは、重力計でした。地球の重力は場所によってごくわずかに違い、足元に重いものが埋まっていれば少し強く、軽いものが埋まっていれば少し弱くなります。その差を精密に測る装置です。

ここで、レーダーの邪魔をしていた「岩と氷が混ざっている」という事実が、逆に手がかりになります。岩の密度は1立方センチあたり2.7グラム前後、氷は0.9グラム前後。3倍近い差があります。共著者で地球物理学者のマイケル・ソーン氏は、ティンパノゴス山を作る岩と、そのわきにある岩石氷河の氷とでは密度の差が大きく、氷が厚い場所の上で測ると重力の値がはっきり小さく出る、と説明しています。

測定を担ったのは、当時大学院生だった論文の筆頭著者ブロンソン・シビヤノビッチ氏です。2024年の秋、精密な重力計を背負って、登山口から片道約8キロ、標高差1,000メートル余りの道を6回往復し、岩石氷河の上に25メートル間隔で組んだ格子の232地点で重力を測りました。

測ったままの値はそのまま使えません。重力は太陽と月の引力で一日のうちにも変わり、周りの地形や緯度、標高でも変わります。それらを一つずつ差し引いたあとに残る、ごくわずかな凸凹が、地下の氷の分布を映しています。チームはこの凸凹から、ベイズ統計という手法を使って地下の三次元の姿を組み上げる方法を新しく作りました。ベイズ統計は、手持ちの観測データに最もよく合う地下構造を、確からしさの幅ごと推定する考え方です。計算には数か月かかったといいます。

出てきた答えは、岩石氷河の中身が体積で83パーセントが氷、17パーセントが岩、というものでした。氷の厚さは平均18.8メートル、最も厚いところで約45メートル。底は放物線のようになだらかにくぼんでいて、下流の末端付近が一段深くなっています。氷の総量は155万立方メートル、誤差はプラスマイナス3万立方メートル。重さに直すと約140万トンです（氷は水より少し軽いので、体積の数字より小さくなります）。

つまり、レーダーにとっては雑音のもとだった岩と氷の違いを、そのまま「測る対象」に置き換えたわけです。物差しを持ち替えたことで、見えなかったものの体積が出てきました。

一か所の実測から世界の見積もりへ

ここまでで分かったのは、ティンパノゴスの岩石氷河一か所の中身です。チームはこの結果を、過去に別の方法で内部が調べられた岩石氷河のデータと合わせて、「表面の面積からおおよその氷の体積を出す関係式」を作りました。面積は衛星画像から分かるので、この式があれば、一つずつ登って測らなくても大まかな総量が見積もれます。

その式で計算すると、ユタ州の836か所の岩石氷河には合わせて約10億トンの氷があることになります。10億トンは1ギガトンで、水にすると1立方キロメートル。日本の黒部ダムの総貯水容量がおよそ2億立方メートルなので、その5つ分です。アメリカ西部全体では約120億トン、世界の岩石氷河をすべて足すと約480億トンという見積もりになりました。480億トンの水は、琵琶湖の水量（約275億立方メートル）の1.7倍ほどにあたります。

ただし、この数字は一か所での実測をもとにした外挿です。氷と岩の割合は地域や気候で変わるはずなので、桁を押さえるための見積もりと考えたほうがよさそうです。ティンパノゴスのように氷の割合が高い岩石氷河ばかりとは限りません。

今も氷を足している岩石氷河

同じチームは2026年4月、この岩石氷河がどうやってできたかを説明する別の論文を「Geophysical Research Letters」に発表しています。こちらの結論は、ユタの岩石氷河の氷は最終氷期（約2万年前にピーク）の残りものではなく、氷河が解けたあとの数千年のあいだに、崖から崩れ落ちた岩が雪を埋めることで少しずつ積み上がったものだ、というものでした。雪が多い年、夏が涼しい年、大きな崩落があった年に氷が増えます。ティンパノゴスの谷では、岩に埋もれて9月まで残る雪の塊が70か所以上見つかっており、この岩石氷河は今も氷を足し続けているとチームはみています。

ここが、氷の量を知ることの意味につながります。ユタ州は乾燥した土地で、山の雪は貴重な水源です。岩の覆いに守られた氷は、ふつうの氷河より温暖化に耐えやすく、水の貯蔵庫として当てにできるかもしれない。一方で、温暖化が進んで岩石氷河が不安定になれば、崩れて下流の道路や集落に被害を及ぼすおそれもあります。水として期待するにも、災害として備えるにも、まず「中にどれだけ氷があるか」が分からなければ話が始まりません。今回の方法は、その最初の一歩を、岩の上に立って測れる形にしたものです。

分かっていないことも残っています。ユタ州の836か所のうち、今も氷を足しているのはどれで、すでに解けきってただの岩の山になっているのはどれか。研究が入っている数十か所を除けば、まだ答えはありません。世界の480億トンという数字も、こうした一か所ごとの測定が積み重なるにつれて、動いていくはずです。

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出典

Cvijanovich, B. et al. (2026). The Internal Ice Content of Timpanogos Rock Glacier, Utah, USA From 3-D Bayesian Inversion of Gravity Data. Journal of Geophysical Research: Earth Surface.
https://doi.org/10.1029/2026JF009214

ユタ大学プレスリリース：Utah ranges may store a billion tons of hidden ice（2026年8月26日）
https://attheu.utah.edu/research/utah-ranges-may-store-a-billion-tons-of-hidden-ice/

ScienceAlert：A Billion Tons of Ice Are Hiding Under Utah, Study Finds（2026年9月4日）
https://www.sciencealert.com/a-billion-tons-of-ice-are-hiding-under-utah-study-finds