研究者らは、地球が 300 万年前に、温室効果ガスのレベルがわずかに低下したにもかかわらず、大幅な寒冷化を受けたことを突き止めました。この発見は、南極大陸から採取された氷のサンプルを詳細に分析した後に起こりました。新しいデータは、海洋堆積物のみに基づいた以前のモデルと矛盾します。この研究は、地球大気の化学組成を直接測定した記録としては最古のものであり、気候科学の新たな先例となった。
詳細な結果は、ネイチャー誌に掲載された 2 つの科学論文の一部です。この研究には、オレゴン州立大学と連携した取り組みである最古の氷探査センターの専門家が参加しました。サンプルは、東南極氷床の端に位置するアラン ヒルズとして知られる地域で収集されました。この物質により、科学者たちは地球の気温が現在よりもかなり高かった地質時代を観察することができました。
保存された気泡が古代の大気の組成を明らかにする
アランヒルズの氷床の力学により、凍った構造に物理的な歪みが生じます。この絶え間ない動きにより、さまざまな地質時代のブロックが地表に近づき、従来の直線的な蓄積の順序が崩れます。凍結プロセス中に、小さな気泡がこれらの構造内に閉じ込められます。この素材はそのままのタイムカプセルとして機能します。
オレゴン州立大学の研究者ジュリア・マークス・ピーターソンが科学調査の最初の部分を主導した。第 2 段階は、ウッズホール海洋研究所の教授であるサラ・シャクルトンによって調整されました。チームは高度な抽出技術を使用して、元のサンプルを汚染することなく閉じ込められたガスにアクセスしました。
この調査が発表されるまで、温室効果ガスの直接記録は最大 80 万年に達しました。研究センター所長のエド・ブルック氏は、新しい方法論により過去の気候を観察する能力が劇的に拡大すると説明した。米国国立科学財団からの資金提供により、南極領域への遠征が可能になりました。
期間中の海洋冷却は最大2.5度に達した
海洋温度を測定するには、古代の泡に含まれる希ガスの分析が必要でした。指標は、気候変動中に地球の水が摂氏 2 度から 2.5 度の間で冷却されたことを示しています。熱低下は分析期間の開始時に突然発生しました。この現象は、北半球における最初の大きな極氷冠の形成と正確に一致します。
地表水は約 100 万年前まで緩やかな冷却速度を維持していました。海洋学者は、深層海流と地表の間の熱交換の変化がこの連続的なパターンに影響を与えたと考えています。これまでの研究方法では、孤立した海域しか評価できませんでした。新しいアプローチは、海洋の挙動に関する統一された世界的な全体像を提供します。
この地球規模の気温の広範囲にわたる低下の前に、この惑星は鮮新世を経験していました。化石証拠は、アラスカやグリーンランドなど、現在雪に覆われている地域に密林が存在することを裏付けています。海面も当時の記録よりもはるかに高い水準で推移していた。北米東海岸で確認された古代の海岸線は、当時の海洋に大量の液体の水があったことを証明しています。
温室効果ガスのレベルは以前の推定値と矛盾する
二酸化炭素は、調査された範囲のほとんどで 300 ppm のマークを下回ったままでした。この指標は 270 万年前に約 250 ppm に達しましたが、その後の 100 万年間でわずか 20 ppm の減少に見舞われました。メタンは 500 ppb の範囲で継続的な安定性を示しました。現在の数字は、まったく異なる大気の現実を浮き彫りにしています。米国海洋大気局は昨年、CO2 の平均値が 425 ppm、メタンの平均値が 1,935 ppb であることを記録しました。
氷から直接測定された結果、海洋堆積物に基づく古い推定値の欠陥が明らかになりました。以前のモデルでは、鮮新世の大気中の炭素濃度がはるかに高いことが示唆されていました。技術的な矛盾により、気候予測システムを調整するために直接の物理的記録を探す必要性が強化されています。
- 気泡は、外部の干渉を受けることなく、大気の正確な化学組成を提供します。
- 希ガスの濃度は、海水の正確な温度計として機能します。
- 地球の寒冷化は、二酸化炭素の急激な減少とは無関係に起こりました。
- 氷河データと化石記録を相互参照することで、鮮新世に関する発見が検証されます。
地球の気候の変化を説明する追加の要因
炭素の減少と地球規模の寒冷化との間に直接の相関関係がないことが判明し、調査の焦点が変更されました。地球表面の反射率は、温度変化において決定的な役割を果たしました。氷で覆われた地域の拡大により、宇宙に反射される太陽放射の量が増加しました。大陸植生の分布の変化も熱吸収に変化をもたらしました。
海洋循環の力学は、表面の変化と連動して作用しました。科学者たちは、温室効果ガスは地球の複雑な気候メカニズムの一部にすぎないと強調しています。これらの古代の相互作用をマッピングすることは、さまざまな天然成分が熱ストレス下でどのように反応するかを理解するのに役立ちます。
新たな探検隊が600万年前のサンプルを探す
アランヒルズでの掘削の成功により、新たな探査ミッションの計画が促進されました。氷河学者らは、深い岩石コアの基部に閉じ込められた古い氷層の可能性を特定した。技術チームは、この新たに発見された物質の予備分析をすでに開始しています。抽出装置の改良により、以前は到達不可能と考えられていた層へのアクセスが可能になりました。
米国南極計画は、極端な気象条件でのフィールドワークに必要なすべての物流インフラを提供します。収集された物質は、厳重な冷凍下でコロラド州デンバー市にあるアイスコア施設に運ばれます。物理的なコレクションは、何十年にもわたってサンプルの完全性を保証するために専門的な管理下に置かれています。次の科学キャンペーンの中心的な目的には、最大で 600 万年前までの氷を見つけて抽出することが含まれます。
