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・レプリカ	２００８年 ９／１０（水） 　古生代石炭紀の，温暖化に伴って変化した熱帯雨林の化石が発見されました。 　アメリカ合衆国イリノイ州の炭鉱から，約3億年前（古生代石炭紀後期）の熱帯雨林の化石が発見されました。約100km2という広大な面積にわたって保存されています。この熱帯雨林の化石は，世界最古の熱帯雨林の化石です。 　当時地球では激しい温暖化が起こっていたと考えられています。イリノイ州で発見された化石の中には，温暖化以前に成長した森林の化石と，温暖化後に成長した森林の化石が含まれているそうです。温暖化に伴う森林の変化を連続的に調べることにより，温暖化により熱帯雨林の植生が劇的に変化したことがわかったそうです。温暖化以前は雑草のようにひょろひょろしたシダ植物が生えていたのが突然，非常に高いヒカゲノカズラに取って代わられたそうです。この温暖化に伴う森林の変化を調べることにより，現在の熱帯雨林が将来どのように変化していくかがわかるだろうと研究者は考えています。（9/8 PhysOrg.com ８／９（土） 　南極の気候が，約20万年間という短い期間に急激に寒冷化したらしいということがわかりました。 　氷河地質学，古生態学，火山灰を用いた年代測定，コンピュータモデリングなど，様々な手法を用いて，約1400万年前の南極の気候変動が調べられました。 　この結果，約1410万年前には氷河はあったものの所々ツンドラが広がる（相対的に）温暖な気候だったのが，約1390万年前には植物の全く育たない極寒の気候に変化していたらしいということがわかったそうです。約1410万年前には夏季には南極の湖の氷が完全に溶けていたと考えられています。約20万年間という短い期間に，夏季の平均気温は約8℃下がったと推測されています。現在から比べると，約1410万年前の南極の夏季の平均気温は17℃暖かかったそうです。 　この急激な慣例化の原因はまだわかっていませんが，大気中の二酸化炭素濃度や，大陸移動（とそれに伴う海流の変化）などが原因として考えられるそうです。（8/6 ScienceDaily，Proceedings of the National Academy of Sciences, 105(31)） ３／１０（月） 　約8000万年前，海水準は現在よりも170mも高かったらしいということがわかりました。 　中生代白亜紀（1億4600万年前〜6550万年前）の間，海底の広さと深さがどのように変化してきたかが，10年以上の年月をかけて調べられてきました。この結果，約8000万年前 （白亜紀後期）には海水準は現在よりも約170m高かったらしいということがわかりました。しかしこれは，温暖化によって氷が溶けたためではありません。 　この研究によると，海底を走る大洋中央海嶺によって作られる海洋地殻の供給と成長が，海水準変動の重要な要因となっているそうです。大洋中央海嶺で作られたばかりの海洋地殻は温度が高く，体積が大きく（水深が浅く）なっています。海嶺から押し出された海洋地殻が海嶺から離れて深海平原の一部となるにしたがって，温度が冷えて水深も深くなっていきます。現在，大洋中央海嶺は平均で水深2500m，深海平原は平均で水深6000mの深さにあります。海底における大洋中央海嶺と深海平原との割合が変わると，海水準も変化します。大洋中央海嶺の割合が高いと海水準は高く，逆に深海平原の割合が高いと海水準は低くなります。今回の研究によって，白亜紀後期の間，莫大な量の大洋中央海嶺が地球全体を覆っていたことがわかりました。このため，海底の平均の水深が現在よりもかなり浅かったと考えられています。特に，現在の太平洋の前身となるパンサラッサにあった大洋中央海嶺が，白亜紀後期から現在へと続く海水準変動の大きな要因となっていたと考えられています。現在，この大洋中央海嶺の大部分は消滅しています。この大洋中央海嶺の消失が，8000万年前から現在まで海水準が下がり続けてきた大きな原因だと考えられています。この研究によって導き出されたモデルから，これから先，大西洋は広がり続け，太平洋は太平洋中央海嶺の消失に伴って閉じていくということが示唆されています。このため海盆（深海底の凹地）の面積が広がり，海水準は長周期で下がっていくだろうと考えられています。（3/6 National Geographic News，Science, 319(5868), 1357 -1362） １／３０（水） 　恐竜絶滅を引き起こした隕石が，従来考えられていたよりも深海に落下したことがわかりました。 　約6550万年前，メキシコのユカタン半島に隕石が衝突しました。この隕石の衝突によって，白亜紀末の大量絶滅が起こったと考えられています。今回，この隕石によってできたチチュルブクレーターの地質構造が地震波を使って3次元的に調べられました。その結果，この隕石が従来考えられていたよりも深海に落ちたことがわかりました。この衝突によって約6.5倍もの水蒸気が大気中に放出されたと考えられています。 　また，隕石が衝突した地点には硫黄に富む蒸発岩が分布しています。この蒸発岩が水蒸気と反応し，硫酸のエアロゾルが発生したと考えられています。高層大気にある硫酸エアロゾルによって気候が寒冷化し，下層大気にある硫酸エアロゾルが雨とともに落下し，酸性雨を降らせたと考えられています。従来から，隕石衝突によってこの2つの現象が起こったと考えられてきましたが，規模は小さく見積もられていました。しかし大量の水蒸気が放出され，大量の硫酸のエアロゾルが発生したと考えられることから，この寒冷化と酸性雨が大量絶滅の一因になったと研究者は考えています。 　大量絶滅はたった1つの原因によって引き起こされたのではなく，異なる場所で，異なる時間スケールで起こる環境変化がいくつも影響して引き起こされたと研究者は述べています。（1/24 ScienceDaily，Nature Geoscience, Published online: 13 January 2008） ２００７年 １２／２７（木） 　5500万年前におきた温暖化がどのようにして進行したのかがわかりました。 　5500万年前，大気中の二酸化炭素濃度が急激に上昇し，温暖化が進んだという出来事がありました。この出来事は，暁新世‐始新世の温度最大期（Paleocene-Eocene thermal maximum: PETM）として知られています。 　ニュージャージー州に分布する，5500万年前の海成堆積物を用いて，PETMが起こったメカニズムが調べられました。この結果，温室効果ガスの大部分は，気候イベントの連鎖反応によって放出されたらしいということがわかりました。この研究では，次のような温暖化のシナリオが提唱されています。おそらく激しい火山活動によって二酸化炭素が大気中に放出されて大気中の二酸化炭素濃度が上昇し，地球の気温が上昇しました。この結果，海底に存在していたメタンハイドレートが溶解，大量のメタンが大気中に放出されました。この温暖化によって，6℃気温が上昇したと考えられています。 　この研究によって，温暖化が大量の温室効果ガスの大気中への放出を促進するということが確かめられました。（12/27 ScienceDaily，Nature, 450, 1218-1221） １１／５（月） 　約5億年前に大気中の酸素濃度が増加したという証拠が発見されました。 　約5億年前，それまで大気中に大量にあった二酸化炭素が減少し，酸素が増加して地球の気温が下がったということが，これまでの研究からわかっています。この気候変動の証拠を集めるため，世界中の岩石を採取してその化学組成を調べるという研究が行われてきました。そしてアメリカ合衆国中央部とオーストラリアで採取された岩石の分析結果から，Steptoean Positive Carbon Isotope Excursion（SPICE）と呼ばれるこのイベントの新たな証拠が発見されました。 　岩石中の炭素と硫黄の含有量から，約200万年の間に，地球の気候が急激に寒冷化したことがわかりました。このイベントの前は，大気中の二酸化炭素は現在の20倍もあり，地球は高温でした。しかしこのイベントの後，地球の気温が下がり，二酸化炭素は減少して酸素が増加し，気候と大気組成が現在と似たものになったそうです。 　このころから現在まで，大気組成は幾度となく変化してきましたが，カンブリア紀の変化は非常に急激でした。このSPICEの証拠は，ヨーロッパからも発見されているため，SPICEは世界中で起こったことがわかりました。 　約5億年前の気候変動のシナリオとして，次のようなものが考えられています。カンブリア紀の間，現在ある大陸のほとんどは海中に沈んでいるかゴンドワナ超大陸の一部でした。地殻変動により新しい岩石が海上に押し出されていましたが，当時の酸性雨によってすぐに溶かされてしまっていました。この化学風化により，二酸化炭素が大気中から取り除かれて地中に埋没し，酸素が放出されました。温室効果と逆の反応が起こっていたのです。 　これまでの研究から，SPICEが起こっている間に，二酸化炭素が取り除かれ酸素が放出されていたことはわかっていました。しかし，酸素が地中に埋没することなく大気中にとどまっていたかどうかについては確証がありませんでした。 　岩石中の炭素同位体比を調べた結果，当時どれくらいの量の酸素が大気中に放出されていたか，そして放出された酸素がどれくらいの期間大気中にとどまっていたかがわかりました。また，硫黄の同位体を調べることにより，大気中に放出された酸素が再び地中に戻ることはなかったということがわかりました。 　この結果を踏まえて，SPICEは以下のように説明されています。地殻変動により風化が促進されて二酸化炭素が大気中から取り除かれました。そして海洋が冷却され，生物が棲みやすい水温になるとプランクトンが繁栄し，その光合成によりより多くの酸素が作られたのです。（10/30 ScienceDaily） ２／６（火） 　約38億年前の地球の大気に二酸化炭素が大量に含まれていたという証拠が発見されました。 　初期の地球の大気には二酸化炭素が高濃度で含まれていたために，その温室効果によって気温が高められ，地球が火星のように完全に凍ることはなかったと長い間考えられてきました。今回，カナダのケベック州に分布する37億5000万年前の岩石が調べられ，これを裏付ける直接的な証拠が初めて発見されました。 　30億年以上前，太陽は現在よりも25％暗かったと考えられています。太陽光がこれほど弱かったにもかかわらず，当時の地球表面には液体の水が存在していたということがこれまでの研究からわかっています。今回の研究で，当時地球の気温が0℃を下回らなかったのは，二酸化炭素やメタンが大気中に高濃度で含まれ地球を暖めていたからであるということが示唆されています。 　ケベック州に分布する37億5000万年前の岩石には，当時の海で沈積したと考えられる炭酸鉄が含まれています。炭酸鉄は大気中の二酸化炭素濃度が現在の値よりもかなり高くなければ形成されないため，研究者は初期の地球の二酸化炭素濃度は現在とは比べ物にならないくらい非常に高かったと結論付けました。（2/6 ScienceDaily，Earth and Planetary Science Letters, 254(3-4), 358-376） ２００６年 １１／２０（月） 　氷河期の日本にもサンゴ礁が存在していたことがわかりました。 　サンゴ礁が氷河期の日本にも存在していたことを示す化石が，沖縄県伊良部島沖で発見されました。このサンゴ礁は当時，最も北に位置していたと考えられるそうです。 　伊良部島から10km南西の水深120mの海底を掘削したところ，厚さ5mのサンゴ礁の化石が発見されました。この化石の年代を測定したところ，地球が最も寒冷化した「最寒冷期」の直前にあたる3万年前から2万2000万年前の年代が得られたそうです。これは氷河期の後期に当たります。 　当時は黒潮が日本列島の東側を流れていたという仮説があり，氷河期でも海水温が高かった可能性はあると研究者は話しています。（11/18 msn.ニュース） ９／２８（木） 　恐竜時代の気候も現在と同じように急激に変化していたことがわかりました。 　太平洋の海底に堆積した地層を調べた結果，白亜紀前期（約1億2000万年前）の海水表面の温度が1万年の間に約6℃変化していたことがわかりました。人間が介入しないでこれほどの変化が起きていたということは，気候の変化がこれまで考えられていたよりも複雑なものであるということを示唆するものです。（9/25 topix.net，9/30 New Scientist，Geology, 34(10), 833-836）
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