（１）海が凍るメカニズム

　　塩分を含む水は結氷温度が０℃以下に下がる。これを氷点降下と呼んでいるが、下がり方は塩分の多いほど大きい。海の水は塩分量がほぼ３．３％（１０００ｇの海水中に３３ｇの塩分がとけている）で、その結氷温度は−１．８℃である。

海が凍るときは、池の氷のように一枚の氷が初めからできるのではない。まず初 めに、小さい氷の結晶が海の表面近くにたくさんできる。この氷、つまり「氷晶」 は、降ってくる雪の結晶と同じ形で、六角花、針状、角板状などである。

波がなければこれらの氷晶は静かに成長し、互いにからまり合って薄い氷板をつくる。 波の動きがあると、それにゆられているうちに、氷晶の集まりは波の波長のほぼ半分の大きさに分割されていく。

揺れ動く間に互いにぶつかりあって、ふちが少しまくれた丸い形になる。この氷を「蓮葉氷」という。これは氷といっても小さい氷晶の集合体なので、やわらかく、指で押すとすぐに穴があくほどである。蓮葉氷の大きさは直径５０cmにもなることがある。 波の方は、この蓮葉氷のため静められる。蓮葉氷と蓮葉氷との間にも氷ができ、やがて固い厚い氷板へと成長する。

（２）海氷とブライン 

海水が凍るときには、海水のなかの真水の部分だけが凍る。残った塩分はそのために濃縮され、鉛直に細長い管状または細胞状になって海氷の中に閉じこめられ、取り残される。これをブライン細胞（濃縮塩細胞）と呼んでいる。

できたばかりの海氷では、ブラインの体積は、海氷全体の３０％にも達する。このときのブラインの温度は、海水の結氷温度−１．８℃である。ブライン内の塩分濃度も海水と同じ３．３％である。ということは、海水の真水部分がまず凍り、その中に海水がそのまま閉じこめられてしまうということである。さらに温度が下がり海氷が厚くなっていくと、ブライン内の温度も下がり、ブラインの中から新しい氷が折出される。

それによってさらにブライン内の塩分が濃縮される。はじめ３０％の体積を占めていたブラインは、−２℃になると２４％に、−５℃で１０％、−１０℃で５％というように、温度が低くなるにつれブラインは縮小し塩分は濃縮されていく。

高い塩分濃度のために、ブラインが完全に固化するのは−５４℃である。こんな低い温度になることは自然界にはないので、海氷・流 　氷の中には、多少とも液体のブラインが入っていると考えてよい。

（３）オホーツクの流氷を調べる

日本では北海道のオホーツク海岸だけで、北の方から流氷が押し寄せてくる。オホーツク海で冬の最初に凍るのは、北緯５５度線上の西の端にあるシャンタル諸島周辺、およびそこから北東にのびる海岸沿いで、１１月には結氷する。１２月初めには拡大してサハリン島の北東海岸に及ぶ。

また北部の海岸線に沿って、最北端のペンジンスキー湾も凍りはじめる。その後流氷域はサハリン島東岸に沿って南に伸びるとともに、オホーツク海中央部に拡張する。１月初めには、サハリン島南 　端に達し、北海道沿岸への接近の機会をうかがう。

北海道沿岸への流氷の襲来は、ほぼ１月の中旬である。２月の初めには流氷は千島列島の南端に達して、その一部は太平洋に流出を始める。３月の初めか中旬には、流氷域が最大となって、オホーツク海の８０％を覆ってしまう。４月中旬には流氷は、オホーツク沿岸から去っていき、５月下旬にはオホーツク海から完全に氷がなくなる。 氷の厚さは、計算上、北海道沿岸では４０〜５０cm、サハリン島北部で１００〜１２０cm、オホーツク海北部で１５０cmほどの厚さである。

ちなみに、地球上の最極寒地アラスカ北部では２００cmの厚さになる。 以上は静かに凍った場合であるが、風や海流によって流される流氷の場合には、内部応力のため亀裂が入り、氷板群となる。これらが互いにぶつかり合い、重なり合うため、高さ２ｍ以上の氷丘ができることもある。 

オホーツク海の面積は１５３×１０の４乗平方キロメートルであるから、８０％が厚さ７０〜８０cmの海水に覆われるとなると、その量は、９×１０の１１乗立方メートルもの大量になる。毎冬これだけの氷を融かすのに必要な熱量は、日本の原油輸入量の２５年分にも相当する。

（４）流氷の動き

流氷の状況の変化は早い。特に春の解氷期に著しい。１日のうちに見渡す限りの流氷原が流れ去ってしまったり、逆に青海原が１日のうちに流氷で覆い隠されてしまうことはめずらしくない。流氷の中では波がない。

したがって流氷が動くときは上下に揺れることはない。流氷の動きは速くても１時間に１kmか２kmくらいである（風速の２〜３％で動くと言われている）。

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