氷河期の終結を決定づける最も重要な軌道パラメータは、地球の自転軸の傾き(斜角)の変化である――。ピサ大学の地質学者たちが、オーストラリア・メルボルンの研究機関およびヴェネツィアのカ・フォスカリ大学の研究者たちと共同で行った国際研究チームによる調査で、この結論に至った。研究成果は、米科学誌『Science』に発表された。
この画期的な結果は、イタリア・トスカーナ州に位置するアプアン・アルプスのコルキア洞窟(Grotta del Corchia)で実施された分析によってもたらされた。過去の気候変動の研究において、この洞窟は世界的にも類を見ない貴重な場所なのである。
20年におよぶ研究の集大成
「私たちは20年間、コルキア洞窟を研究してきました」――ピサ大学地球科学部のジョバンニ・ザンケッタ(Giovanni Zanchetta)教授はこう語る。「鍾乳石や石筍といった洞窟生成物は、きわめて明瞭な気候シグナルを示し、ウラン・鉛法による年代測定に適した世界屈指の素材です。そのおかげで、地球の軌道パラメータと気候システム変動の関係について、数十年にわたり議論されてきた疑問に答えることができました」。
氷河期を終わらせる三つの軌道パラメータ
氷河期の終結の原因とされ、科学的な論争の的となってきた要素は、実際には三つある。第一に、地球の公転軌道の離心率。第二に、地球の自転運動に伴い季節が緩やかにずれていく歳差運動。そして第三が、地球の自転軸の傾きの変化である。
「これまで最も有力とされていた理論では、少なくとも過去数十万年に関しては、離心率と結びついた歳差運動が最重要パラメータと考えられていました。軌道が真円に近づくほど、地球の太陽への接近度が高まるというわけです」――ザンケッタ教授は続ける。「ところが今回、最も重要な変動要因は、実は地球の自転軸の傾きの変化であることが判明したのです。この現象は約4万年周期で発生し、極地方への日射量を増大させ、氷床の融解を引き起こします」。
洞窟と海洋、二つの気候アーカイブをつなぐ
『Science』に掲載された本研究では、とりわけ約96万年前と約87万5000年前に終わった二つの氷河期に焦点が当てられた。研究チームは、コルキア洞窟の石筍のデータと、ポルトガル沖で掘削採取された海底堆積物のデータを比較した。技術的な観点から見ると、この二つの気候アーカイブは互いに比較可能な地球化学指標による気候シグナルを持っており、これにより洞窟と海洋のデータを初めて統合し、氷河期終結の信頼性の高い年代記を再構築することが可能になったのである。
過去を知ることが未来を照らす
「気候の仕組みとその変動については、まだ分からないことだらけです」――ジョバンニ・ザンケッタ教授はこう結ぶ。「過去に何が起きていたのかを理解することは、より信頼性の高い予測モデルの開発につながり、私たちを待ち受ける未来をより深く理解することに役立つのです」。