科学者たちは、両極が地球規模の寒冷化の影響を受けているにもかかわらず、なぜ南極が北極よりずっと前に氷に覆われた大陸になったのかを説明する数百万年前の謎を解明した。この研究は、気温の低下のみが地球の両端での永久氷の形成の原因であり、重大な地質学的要因をもたらしたという考えに異議を唱えています。
科学誌サイエンスに掲載された最近の分析では、地球のマントルの深部の動きが数千年にわたって東南極の一部の隆起を引き起こしたことが証明されている。この地形の隆起により、雪が降り積もり、年間を通じて持続するのに理想的な標高条件が生まれ、大規模な凍結プロセスが引き起こされました。
陸上基地と永久氷の形成
研究の中心点は、永久凍土として知られる連続した氷の存在が温度だけによって決まるわけではないということだ。寒い場所に氷が形成されると考えるのは論理的ですが、地形はこのプロセスにおいて基本的であり、過小評価されがちな役割を果たしています。
雪が堆積して圧縮されて永久凍土の層が形成されるためには、適切な緩和が必要です。標高が高くなると自然に気温が低くなり、夏の間は雪が溶けにくくなり、時間の経過とともに雪が濃くなり、持続する可能性があります。
永久凍土とは、2年以上継続的に凍結したままの地下層のことです。北半球の陸地面積の約 25% を占め、数十億トンの炭素と太古の微生物の広大な宝庫です。
東南極の場合、この標高の高い地形にはガンブルツェフ山脈があり、その山脈は現在何マイルもの氷の下に埋もれています。凍結が始まる前、この山の起伏は最初の氷河の発達に不可欠な基盤として機能しました。
研究によると、南極の地形のかなりの部分が約1億年かけて徐々に隆起してきたことがわかっています。このゆっくりとした動きの結果、地球の気候が現在より温暖だった時代でも雪を保持できる高原、断崖、山々が形成されました。
地球のマントルの深部の波の動きを理解する
いわゆるマントル波は、海の波のような表面現象ではありません。それらは、地殻の下にある地球の内層で起こるゆっくりとした深い動きを表しています。これらの変位は、大陸プレートの重量と安定性に影響を与える可能性があります。
これらの波のプロセスは、古代超大陸ゴンドワナの分裂中に南極とアフリカが離れ始めたときに活性化されました。時間の経過とともに、大陸の下にあった密集した部分が除去され、その結果、地表が「軽く」なり、その結果、地表が隆起しました。
サウサンプトン大学の地球科学者トーマス・ガーノンは、この現象を国際報道機関に向けて次のように要約した。「南極の地表は、氷が永久的な基盤を獲得できる地点まで徐々に隆起した」。
北極がその後凍結した理由
南極とは異なり、北極は北極海の中心に位置しており、広大な隆起した大陸塊の上にはありません。実際には、この地域は主に広大な浮氷が広がっており、安定して持続的に氷を蓄積できる広い地表がなかったことを意味します。
これは地球規模の寒冷化の重要性を減じるものではありません。大気中の二酸化炭素の減少は、地球全体の気温低下の重要な要因でした。しかし、この CO₂ の減少だけでは、地球の極南で起こったような氷の形成には寄与しませんでした。
「CO₂ レベルの低下が単独で作用した場合、両極はより対称的な方法で反応すると予想されます」とガーノン氏は説明しました。南極大陸は、その地質がすでに地面を準備しており、氷が蓄積するのに好ましい条件を作り出していたため、早期に凍結を経験しました。
その過程における水没山の役割
科学者によって開発されたシミュレーションは、約 4,500 万年前に東南極の重要な地域がすでに臨界高度を超えていたことを示しています。この限界は 2 キロメートル近くで、山岳氷河の形成と成長を促すのに十分な高さでした。
時間が経つにつれて、これらの初期の氷河は拡大して結合し、現在東南極を覆う広大な氷床の形成に決定的に寄与しました。現在、この層は地球上で最も大きな凍結淡水の埋蔵量の 1 つです。
国際報道機関は、南極大陸が約3,400万年前に凍結し始めたと指摘している。一方、北極では大規模な永久氷が発達するまでに約 2,500 万年長くかかりました。
氷が自らの冷却を加速するしくみ
氷の形成プロセスが安定し始めると、大陸自体の冷却が強化され始めました。氷や雪などの白い表面には、アルベド効果として知られるメカニズムにより、より多くの太陽光を宇宙に反射する能力があります。
さらに、空気が冷たいと、保持される水蒸気が少なくなる傾向があります。蒸気は温室効果ガスとしても作用するため、大気の乾燥により、地域の熱を保持する自然の「ブランケット」が減少し、寒冷化がさらに促進されました。
