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第９回　氷河期襲来

配付プリント等

• DVD『地球大紀行第８集：氷河期襲来　北米・巨大氷床』（約50分）。
  『氷河期という言葉はよく聞かされる。しかし、氷河期とは何か。そしてどうして氷河期が起きたのか…。氷河期の謎をニューヨークなどに取材。』
• 同『映像特典：｢気候安定装置の危機｣』（約10分）。
  『地球の気候を温暖に保ってきたのは、海流をコントロールする深層水循環だった。その巨大な循環システムを検証。』
• プリント�G２枚。出席票。
  【1枚目表】（氷河時代、氷期と間氷期、最終氷期の分布、酸素同位体比変動曲線、地球軌道要素の変動と太陽放射量の変化）
  図4-1、図5-2、図5-4…『さまよえる大陸と海の系譜』（57,76,80p）
  第1図、第5図、第7図…『第四紀気候変動とそのメカニズム』（15,17,19p）
  【1枚目裏】（過去数十万年間の地球表面温度の変動）
  図1.2…『環境地質学からみた地球環境の諸問題』（7p）
  第6図…『第四紀気候変動とそのメカニズム』（18p）
  図4-5…『さまよえる大陸と海の系譜』（65p）
  図1、図3…『縞々学』（66,83p）
  【2枚目表】（ミランコビッチサイクル）
  図1、図3、図1、図2、図4…『縞々学』（16-17,73,79,80,86p）
  図20、図35…『リズミカルな地球の変動』（57,131p）
  【2枚目裏】（第四紀の古気候指標と年代決定法）
  表4.1、表4.2、『気候変動論』（106-107,110-111p）
• 補足説明：
  ※ミランコビッチが地球軌道要素の周期的変化から気候変動を予想したが、その後、海底堆積物〔その中の有孔虫（ゆうこうちゅう）（プランクトンの一種）の殻（CaCO3）〕に含まれる酸素（Oxygen）の同位体比（Isotope Ratio）から求められた海水温度の周期的変化と良く一致したため、このような周期的変化はミランコビッチサイクルと呼ばれるようになった。　
  �@中周期の変化：太陽輻射量変化によるミランコビッチサイクル
  　★Milankovitch,M.（1930）（セルビア）：地球軌道要素の周期的変化による気候変動を過去60万年前まで計算。
  　（１）地軸の傾きの周期変化（4.1万年）
  　（２）公転軌道の離心率の周期変化（10万年）
  　（３）地軸の歳差運動に基づく太陽と地球の位置関係の周期変化（2.3万年と1.9万年）
  �A酸素同位体比変動曲線：
  　★Emiliani,C.（1955）（イタリア→米国）：浮遊性有孔虫の酸素同位体比（δ¹⁸O）の変化曲線は表面海水温を示すことを提示。
  エミリアニーの酸素同位体ステージ
  　１：現代を含む温暖期⇒奇数（温暖期）
  　２：最終氷期⇒偶数（寒冷期）
  　３：
  　４：
  　：
  

  酸素同位体比（δ¹⁸O）の変化

  	氷期	間氷期
  海水中の18Oの割合（海水−水蒸気）	増加	減少	16Oは氷床へ：軽い同位体は水蒸気（→雲→雪→氷）へ、残った海水には重い同位体が増える。
  海水中に生息する有孔虫などの炭酸カルシウム殻中の18Oの割合（海水−殻）	増加	減少	低温では18Oは殻へ
  海洋堆積物（有孔虫の殻をつくるCaCO3）中のδ18Oは、間氷期よりも氷期に大きい値を示す。

  
  

  酸素同位体比（δ¹⁸O）

  同位体	質量	存在比 （原子百分率）	R＝[18O]／[16O] δ18O＝〔（R試料−R標準試料）／R標準試料〕×1000　（‰、パーミル） 　　　　　　　＝〔（R試料／RSMOW）−１〕×1000 　標準試料＝SMOW：標準平均海水（Standard Mean Ocean Water）≒2.005×10-3
  16O	15.9949146	99.762
  17O	16.999131	0.038
  18O	17.999160	0.200

  
  �Bその他：
  　氷期、氷河時代
  ※地表に氷床（ひょうしょう）（陸を覆う大規模な氷河）が存在する時期を氷河時代（氷河期という場合もある）と呼び、その中で氷床が拡大した時期を氷期（ひょうき）、縮小した時期を間氷期（かんぴょうき）と呼ぶ。現在は氷河時代の間氷期である。最後の氷期を最終氷期（ほぼ１万年前に終わった）とも呼んでいる。

補足説明

全般	地球科学用語については『地球科学用語集』ページを参照。 単位については『単位について』のページを参照。 地質年代については『地質年代表』のページを参照。

• 気候変動については『気候変動とは』のページを参照。『スノーボールアース（全球凍結）』も。
• 同位体比については『安定同位体地球化学』のページを参照。
• ※フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』で主な項目について調べることができます。
  ■Category:グリーンランド（Category:Greenland）／グリーンランド（デンマーク領）（Greenland）／
  ■Category:氷河（Category:Glaciers）／氷河（Glacier）／氷床（Ice sheet）／
  ■地球寒冷化（Global cooling）／Category:氷河期（Category:Ice ages）／氷河期（Ice age）／最終氷期（Last glacial period）〔最盛期（Last Glacial Maximum、LGM）は約2万年前〕／ミランコビッチ・サイクル（Milankovitch cycles）／ミルティン・ミランコビッチ（1879-1958）（Milutin Milankovic（cの頭に´））／ヤンガードリアス（Younger Dryas）〔1.2〜1.3万年前頃の亜氷期〕／完新世の気候最温暖期（Holocene climatic optimum）〔0.5〜0.7万年前頃〕／ネオグラシエーション（Neoglaciation）〔約0.5万年前の寒冷期〕／中世の温暖期（Medieval Warm Period）〔0.1万年前頃〕／小氷期（Little Ice Age）〔数100年前頃の寒冷期〕／スノーボールアース（Snowball Earth）／過去の気温変化（Temperature record）／
  ■地軸／歳差（Precession）／軌道要素（Orbital elements）／地球（Earth）／
  ■アルベド（Albedo）／
  ■Cesare Emiliani（1922-1995）／有孔虫（Foraminifera）／δ¹⁸O／

【地球軌道要素】

• The shape of Earth’s orbit becomes more or less oval (eccentricity), Earth wobbles as it spins (precession), and Earth's axis changes too (tilt). All these changes, over thousands of years, causes Earth's climate to change. 〔University Corporation for Atmospheric ResearchによるWindows to the Universeの中から〕 おもな地球軌道要素は、地軸の傾き（tilt）、公転軌道の離心率（eccentricity）、歳差運動（precession）。

【地球軌道要素の変化（ミランコビッチ・サイクル）】

• 〔NASAのearth obsertoryの『On the Shoulders of Giants（Milutin Milankovitch, 1879-1958）』の中から〕 地軸の傾き（obliquity）の周期変化は4.1万年、公転軌道の離心率の周期変化は10万年、地軸の歳差運動に基づく太陽と地球の位置関係の周期変化は2.3万年と1.9万年。

• 大鹿村中央構造線博物館（HP/2011/4）による『地球史の「現在」の始まりが、海洋と大気の環境を重視して見直されました』から

【南極氷床コアによる過去40数万年間の気温・二酸化炭素濃度・メタン濃度の変動】

• Long Term Climatic Changes The above diagram from Petite et al, 1999 shows the results of the 2623m ice core drilled above Lake Vostok by an international consortium. While not the first it is the most convincing demonstration of climatic changes in the last half million years. It shows four cold periods and that we are rapidly approaching the peak of a fifth interglacial. Atmospheric CO2 and CH3 closely parallel temperature but do not appear to precede it. We are approaching the peak of a global warming phase which may be expected to peak within a thousand years or so. Warming began 11,000 years ago which does not seem to altogether coincide with the northern hemisphere where the Wisconsin Ice age began at times variously given as 50,000 yrs to 125,000 yrs bp, reached a maximum at 21,000yr and began to recede rapidly at 12,000yr. 〔Bernie Gunn氏によるANTARCTICA　GEOLOGY, GLACIOLOGY AND WILDLIFEの『Glaciers of Antarctica』から〕 南極のLake Vostok上のコア試料（氷：2623m長）から求められた、過去40数万年間の気温（現在との差）・二酸化炭素濃度・メタン濃度の変動。

【グリーンランド氷床コアによる過去1万7000年間の気温と降雪速度の変動】

• Temperature changes in central Greenland over the Holocene. (modified from Committee on Abrupt Climate Change report, National Academy Press, 2002) 〔Lowell E. Waitee氏によるWelcome to Geocomplexity.comの中の『Climate Change: Lessons from Geology and Complexity Science』から〕 中央グリーンランドの氷床コアから得られたデータによる、過去1万7000年間の気温と降雪速度の変動。

【有孔虫】

• ※リンクはフリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』。
• 有孔虫（Foraminifera）は原生生物である。海底で生活する底生有孔虫とプランクトンとして生活する浮遊性有孔虫がいる。いずれも普通は１ミリメートル以下の微生物であるが、化石には数センチメートル程度のもの（例えば、フズリナ）も存在する。殻は石灰質であるから、石灰岩を構成する。形態は様々である。
• 国際海洋環境情報センターによる浮遊性有孔虫データベースから
  

  国際海洋環境情報センターによる浮遊性有孔虫データベースから 現在の浮遊性有孔虫の例（グロビゲリナ、Globigerina）。約0.1ミリメートル程度の大きさ。糸状の仮足は剥がれてしまっていて見えない。

  
  

参考

【4月のアルベド】

• 〔NASAによるVisible Earthの『Atmosphere』の中から〕 アルベド（反射率）〔太陽系の天体（惑星や衛星など）の、太陽からの入射光に対する反射光の強さの比〕。この図は、2002年4月7日〜22日の16日間にわたる、人工衛星TerraのModerate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS)により観測されたデータから作成されている。 因みに、地球の平均アルベドは約30％（＝0.3）である。

【１月と4月の平均太陽輻射】

• 〔NASAによるVisible Earthの『Atmosphere』の中から〕 1984〜1993年の10年間における１月と4月の平均太陽輻射。さまざまな地球観測衛星によるデータをInternational Satellite Cloud Climatology Project (ISCCP)がまとめたもの。 赤道付近が最も高く、高緯度ほど低くなっている。

【クロロフィル（葉緑素）aの濃度分布】

• 〔NASAによるVisible Earthの『Biosphere』の中から〕 クロロフィル（葉緑素）aの濃度分布。 気温だけでなく、栄養（陸から供給される量が多い）などの他の条件によっても変わる。

【5月の地表温度】

• 〔NASAによるVisible Earthの『Oceans』の中から〕 地表温度。2001年5月のデータ。

【6-7月の海氷の分布】

• 〔NASAによるVisible Earthの『Oceans』の中から〕 海氷の分布。人工衛星AquaのAdvanced Microwave Scanning Radiometer - EOS (AMSR-E)により、2002年6月2日〜7月22日に観測されたデータから。