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