南極の氷から推測される気候周期

 南極の氷から推測される気候周期に関する研究(Yan et al., 2019)が公表されました。過去80万年にわたって、氷期–間氷期サイクルの振動周期は10万年でした(10万年周期の世界)。氷床コアと海洋堆積物のデータは、10万年周期の世界では、大気中の二酸化炭素濃度・南極の気温・深海の水温・全球の氷体積が互いに強く相関していた、と示しています。約280万〜120万年前には、氷期サイクルの振幅がより小さく、持続期間はより短かった、と推測されています(4万年周期の世界)。深海の堆積物から得られる代理指標データは、4万年周期の世界では、大気中二酸化炭素濃度の変動も10万年周期の世界より小さかったことを示唆していますが、この期間の大気中の温室効果ガス濃度を示す直接的な観測結果はありません。

 本論文は、東南極のアランヒルズにあるブルーアイス地域から、層位が不連続な200万年以上前の氷を回収した、と報告しています。200万年以上前の氷床コア試料の二酸化炭素濃度とメタン濃度は呼吸により変化してきましたが、より若い試料には元のままのものもありました。この研究で回収された氷床コアにより、大気中の二酸化炭素濃度・メタン濃度・南極の気温(局地的な気温の代理指標である重水素と水素の同位体比に基づきます)の直接観測結果が、4万年周期の世界まで拡張されました。

 80万年前以前の気候特性は全て、10万年周期の世界を特徴付ける南極深部の氷床コアの観測結果の範囲内に収まっていました。しかし、4万年周期の世界の二酸化炭素濃度・メタン濃度・南極の気温の最も低い測定値は、過去80万年の氷期の値を大きく上回っていました。これらの知見は、大気中の温室効果ガス濃度と南極の気候の氷期–間氷期変動の振幅は4万年周期の世界では小さかったことと、4万年周期の世界から10万年周期の世界への移行は氷期極大期における二酸化炭素の最小濃度の低下を伴っていたことを裏づけています。人類進化の観点からも注目される研究だと思います。以下は『ネイチャー』の日本語サイトからの引用です。


気候科学:南極の氷から得られた200万年前の大気中の気体のスナップショット

気候科学:200万年前の氷における振幅の小さい気候サイクル

 気候システムは、約100万年前に4万年周期の氷期サイクルから10万周期の氷期サイクルへ移行した。いくつかの間接的な古気候学的証拠は、この移行にはより寒冷な氷期状態が伴っていて、大気中のCO2濃度とCH4の濃度が低いことも特徴としていたと示唆している。しかし、過去80万年間の南極深部の氷床コアに存在するような、直接証拠はない。今回Y Yanたちは、東南極のアランヒルズ浅部の「ブルーアイス」を用いて、約200万年前のCO2濃度、CH4濃度、局地的な気温の記録を復元している。こうした3つの記録は全て、過去80万年間の記録の範囲に収まっていた。しかし、著者たちは、「4万年周期の世界」における氷期最盛期の状況ではCO2濃度、CH4濃度、気温が10万年周期の世界より高かったことを見いだしており、以前の間接的な結果が裏付けられた。今回の記録は不連続で、移行の機構に関する確かな知見は得られなかったが、今回の知見は、200万年前のいくつかの重要な大気状態について確実な制約条件を課している。



参考文献:
Yan Y. et al.(2019): Two-million-year-old snapshots of atmospheric gases from Antarctic ice. Nature, 574, 7780, 663–666.
https://doi.org/10.1038/s41586-019-1692-3

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