アイスパックまたは海氷は、地球の極海洋領域に海水を凍結することによって形成されたフローティング氷床のセットです。地球の極海は季節ごとに（冬の間のみ）、または年間を通じて海氷に覆われます。彼らは地球上で最も寒い環境です。
極地海洋における温度と太陽照射のサイクルは、高い変動性を示します。温度は-40から-60°Cの間で変動する可能性があり、日光のサイクルは夏の24時間の日光と冬の完全な暗闇の間で振動します。
図1.氷パックのトレース。出典：LBM1948、Wikimedia Commons
海氷またはアイスパックは、惑星の表面の7％と陸の海全体の約12％をカバーしています。それらのほとんどは極冠にあります：北に北極海の北極極ヘルメット、南に南極極ヘルメット。
海氷は、その表面積とその生命と生態系構造が依存する自然のプロセスの減少と再構築の年次サイクルを受けます。
地球の極氷床の厚さも非常に変動します。1メートル（溶解時間）と5メートル（安定時間）の間で変化します。場所によっては、最大20メートルの厚さの海氷のシートが形成されることがあります。
風、海流の変動、および気温と海温の変動の複合作用により、海氷は非常に動的なシステムです。
場所と特徴
南極の流氷
南極の氷床は南極大陸の南極にあります。
毎年、地球の南半球の夏の気温の上昇により、12月に氷が溶けるか、溶けます。その延長は260万km 2です。
冬になると気温が下がると再び形成され、大陸と同じ面積の1880万km 2に達します。
北極の流氷
北極の氷のパックでは、大陸地域に最も近い部分だけが毎年溶けます。北の冬には1500万km 2の面積に達し、夏にはわずか650万km 2の面積に達します。
図2.アイスパックを横切るボート。出典：LBM1948、Wikimedia Commons
海氷の物理
海氷塊の浮遊
氷は水より密度が低く、海面に浮かんでいます。
水が液体から固体状態に移行するとき、形成される結晶構造には空の空きスペースがあり、質量/体積比（密度）は液体状態の水のそれよりも低くなります。
チャネルと内部細孔
純水が氷に固まると、気泡のみの内包物であるもろい固体になります。対照的に、海水が凍結すると、結果として生じる氷は半固体のマトリックスになり、海水塩水で満たされたチャネルと細孔ができます。
塩分
塩やガスを含む溶解した物質は結晶構造に入らず、細孔内に沈殿するか、チャネルを循環します。
これらの細孔とチャネルの形態、それらが占める氷の総量、および含まれる海洋溶液の塩分は、温度と氷形成の年齢に依存します。
重力による海洋溶液の排水があり、海氷の全塩分が徐々に減少します。
この塩分の損失は、夏に浮氷塊の表層が溶けて浸透するときに増加します。これは、細孔とチャネルの構造を破壊し、それらに含まれる海洋溶液が流出します。
温度
浮遊海氷塊の上面の温度（約-10°C）は、気温（-40°Cに達する可能性があります）と積雪の断熱能力によって決まります。
対照的に、浮遊氷塊の下側の温度は、それが載っている海水の氷点（-1.8°C）に等しくなります。
これにより、海氷塊に温度、塩分、つまり溶質とガスの勾配、および細孔とチャネルの体積の勾配が生じます。
このように、秋冬の期間中、海氷は冷たく、塩分が高くなります。
海氷に生息する生物
流氷は生産性の高い地域であり、これらの地域で多数の哺乳類や鳥が狩猟や餌をしていることからも明らかです。これらの種の多くは、非常に長い距離を移動して海氷のこれらの領域に餌を与えることが知られています。
ホッキョクグマとセイウチは北極のアイスパックに、ペンギンとアホウドリは南極のアイスパックにたくさんいます。海氷の両方の領域にアザラシとクジラの存在があります。
海氷では、光合成を行う植物プランクトン、微細藻類、および栄養連鎖の主要な生産者の季節的な発達がかなり見られます。
この生産は動物プランクトン、魚、深海生物を支え、その上に前述の哺乳類や鳥が餌を与えます。
海氷の生物の多様性は熱帯および温帯のそれよりも少ないですが、流氷には膨大な数の種もあります。
図3.ノルウェーのスバールバル諸島スピッツベルゲン島から飛び降りるホッキョクグマ。出典：https://es.m.wikipedia.org/wiki/Archivo:Polar_Bear_AdF.jpg
海氷の中の空間の生命形態
海氷の中に生命が存在するための重要なパラメータは、氷のマトリックス内に十分な空間が存在することです。この空間は、移動、栄養素の取り込み、ガスや他の物質の交換も可能にします。
海氷のマトリックス内の細孔とチャネルは、さまざまな生物の生息地として機能します。たとえば、細菌、藻類の珪藻のさまざまな種、原生動物、泥炭地、鞭毛虫、カイアシ類は、チャネルや細孔に生息できます。
ワムシと泥炭地だけが水路を横断し、海氷の水平線を横切って移動できることが示されています。
細菌、鞭毛虫、珪藻、小さな原生動物などの残りの生物は、200μm未満の細孔に生息し、それらを避難所として使用して、低い捕食圧力の恩恵を受けます。
海氷中の細菌、古細菌、シアノバクテリア、微細藻類
アイスパックの主な種は、好冷性微生物、つまり、極低温に耐える極限環境微生物です。
従属栄養細菌は、好冷性および耐塩性である海氷に生息する原核生物内の主要なグループを構成します。
古細菌は、北極と南極の両方の氷床でも報告されています。
いくつかの種のシアノバクテリアが北極海の氷に生息していますが、南極では発見されていません。
珪藻類は海氷で最も研究されている真核生物のグループですが、とりわけ渦鞭毛藻類、繊毛虫類、有孔虫および葉緑体も存在します。
気候変動は特に極地の流氷に影響を与えており、それらの種の多くはこの理由で絶滅の危機に瀕しています。
参考文献
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