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講義スライド
気候変動 氷河 年間を通して存在する氷・雪の塊 (100m-10,000km) 1.過去30億年間の気候変動 2.過去400万年間の気候変動 2 過去400万年間の気候変動 ・どのようにして過去の気候を調べるか? ・氷期ー間氷期の繰り返し ・何が氷期ー間氷期をもたらしているか? 氷河時代 氷床(大陸規模の氷河,例:南極,グリーンランド)が 存在する時期 氷期:氷床が大きく発達している時期 間氷期:氷床が縮小している時期 氷床が存在したことを示す証拠(1) 過去30 過去 30億年間の気候変動 億年間の気候変動 氷河地形 全球凍結 全球凍結 7.3~5.4億年前 30億年前 ~400万年前 10億年前 20億年前 ~23億年前 U字谷 フィヨルド (fjord) 現在 2~3億年前 氷室地球 (氷河時代) 温室地球 大陸規模の氷河が 存在する時代 U字谷 (モンタナ州,アメリカ) 氷床が存在したことを示す証拠(2) フィヨルド (アラスカ州,アメリカ) 立山室堂周辺の氷河擦痕 氷河堆積物 ・迷子石 (何かによって運ばれてきた大きな礫) ・氷河擦痕 1 北半球における氷床の分布 生物進化との関係 生物の陸上進出 現在 (間氷期) 最古の真核生物 2万年前(最終氷期最盛期) 温室効果ガス の減少 最古の多細胞生物 全球凍結 全球凍結 7.3~5.4億年前 ~23億年前 30億年前 20億年前 温室効果ガス の減少 ~400万年前 10億年前 現在 2~3億年前 酸素の増加 酸素の増加 光合成生物 カンブリア爆発 7.5億年前~2.6億年前 寒冷化の原因 低緯度に超大陸 火山活動の低下 全球凍結 全球凍結 7.3~5.4億年前 ~23億年前 ~400万年前 7.5億年前 (ロディニア) 30億年前 20億年前 10億年前 5.5億年前 5.3億年前 現在 2~3億年前 陸上植物の大繁栄 20億年前 光合成生物の出現 4.87億年前 4.22億年前 過去400 過去 400万年の寒冷化をもたらしているのは 万年の寒冷化をもたらしているのは 何か? 寒冷化の原因 低緯度に超大陸 火山活動の低下 全球凍結 ~23億年前 30億年前 20億年前 全球凍結 7.3~5.4億年前 10億年前 全球凍結 ~400万年前 現在 2~3億年前 光合成生物の出現 2.6億年前 (パンゲア) ~23億年前 30億年前 20億年前 ? 全球凍結 7.3~5.4億年前 10億年前 ~400万年前 現在 2~3億年前 陸上植物の大繁栄 20億年前 2 どのようにして過去の気候を調べるか? 過去2億年間の大陸分布の変化 2億年前 (1)気候指標となる堆積物・化石 ・氷河堆積物 ・生態のわかっている生物の化石 6500万年前 1.8億年前 (2)海棲生物化石中の酸素同位体比 ⇒ 生存時の海水の酸素同位体比を反映 1.35億年前 現在 海水の酸素同位体比 酸素: 16O 17O 18O 海洋底堆積物に過去の気候をさぐる 蒸発しやすさ 蒸発 降雪 中央海嶺 大陸 氷床 海 堆積速度: ~ 3 mm / 100 yr 氷床が発達 ⇒ 海水の18O/16O 大きくなる 気候を決める要因 過去50万年間の気候変動 (1)日射量 (2)二酸化炭素濃度 最近50万年間は ほぼ一定 現在 O O O O δ O O O 18 18 (3)海陸分布 18 16 16 18 16 Std 1000 Std 3 日射量の変動(北半球に着目) (1)自転軸の傾きの変化 (1)自転軸 の傾きの変化 日射量を決めているもの 冬 夏 傾き: 小 北半球の夏は? 近日点 遠日点 地球 太陽 傾き: 大 (1)自転軸の傾き (2)自転軸の傾きの方向 (3)地球と太陽との距離 どちらが季節変化が大きいか?(北半球) 冬 どちらが氷河が成長するか? 夏 傾き: 小 傾き: 小 傾き: 大 傾き: 大 日射量の変動(北半球に着目) (2)自転軸の傾きの方向の変化 (2)自転軸 の傾きの方向の変化 遠日点 傾きの方向の変動 (歳差運動) 近日点 氷床が成長 涼しい夏 暖かい冬 寒い冬 暑い夏 自転軸の変動 太陽引力の影響 周期:19000年 23000年 年 23.5º 傾きの変動 22.5-24.5º 木星引力の影響 周期:41000年 公転面 4 太陽と地球との距離の変動 ミランコビッチ・サイクル 離心率 e= (1)自転軸の歳差運動 (19000年,23000年) a-c b b a c 離心率の変動 (2)自転軸の傾きの変動 (41000年) 木星引力の影響 周期:10万年 (3)公転軌道の離心率の変動 (10万年) 過去50万年間の気候変動 理論計算による日射量の変動 現在 氷床:大 酸素同位体比 氷床:小 周期解析 日射量 北緯65º,7月 5