グリーンランド氷床に広く分布する小さな水たまりと微生物の関係を解明~氷上の生命のホットスポットが氷床の融解を左右する~

2025-12-09 千葉大学

千葉大学・山梨大学・東京科学大学の研究グループは、グリーンランド氷床表面に形成される小さな水たまり「クリオコナイトホール」を調査し、その物理的形態、とくに深さが、内部の微生物群集構造と炭素蓄積量を決定づける主要因であることを明らかにした。クリオコナイトホールは、暗色の沈殿物が太陽光を吸収して氷を融かす“生命のホットスポット”であり、氷床融解を加速させる重要要素ともなる。本研究では、ホールの形態と氷床表面の地形ダイナミクス(例:クレバス形成)と微生物生態系が密接に結びつくことが示され、氷床上の微生物活動が炭素循環や氷床融解速度に与える影響を理解するうえで、形態—生態—物質循環の統合的視点が不可欠であることが示された。成果は、極域における炭素循環モデルや氷床融解予測の高度化に直接貢献するものであり、Communications Earth & Environment に掲載された。

グリーンランド氷床に広く分布する小さな水たまりと微生物の関係を解明~氷上の生命のホットスポットが氷床の融解を左右する~

図1: 調査を行ったグリーンランド氷床の中西部
(a)衛星写真(Sentinel-2, Copernicus Sentinel Data, 2017)
(b)クレバスの発達した氷河の辺縁部
(c)クレバスのない平らな氷河中央部

<関連情報>

グリーンランドの出口氷河のクリオコナイトの穴における形態が微生物生態系と炭素循環を形作る Morphology shapes microbial ecosystems and carbon cycling within cryoconite holes on a Greenland outlet glacier

Nozomu Takeuchi,Takumi Murakami,Koki Ishiwatari,Akane Watanabe & Takahiro Segawa
Nature Earth & Environment  Published:01 December 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s43247-025-03045-y An unedited version

Abstract

Cryoconite holes, small water-filled cylindrical pits on glacier surfaces, are crucial microbial habitats and play a pivotal role in darkening the Greenland Ice Sheet, potentially accelerating ice melt. To understand how their morphology influences microbial ecosystems and biogeochemical functions, we investigated cryoconite hole dimensions, microbial communities, and cryoconite characteristics across Issunguata Sermia (Glacier), southwest Greenland. Our findings reveal distinct morphological gradients: cryoconite holes were shallower in the rough crevasse zone near the glacier margin and significantly deeper in the flat ice zone at the glacier’s midline. These morphological differences were strongly linked to disparities in phototrophic community composition and relative abundance, including filamentous cyanobacteria and glacier algae, between the deeper and shallower holes. Furthermore, cryoconite from deeper holes exhibited significantly higher organic content and enriched carbon stable isotope signatures, suggesting enhanced in-situ microbial productivity, despite consistent meltwater geochemistry and mineral compositions across all sites. Our results unequivocally demonstrate that glacier surface topography primarily drives cryoconite hole development, critically shaping localized microbial communities, carbon cycling, and albedo feedbacks. This study highlights the complex physical-biological interplay in glaciers, offering crucial insights into ice sheet melt and carbon dynamics in a changing polar region.

1702地球物理及び地球化学
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