深層時間と急激な気候変動イベント

地質学的過去における極端な温暖期と寒冷期、および氷床や堆積物に残された記録が示す、気候がいかに急速に変化しうるかを示す突然の移行。

Definition

深層時間気候とは、地球の遠い地質学的過去における主要な温暖期と寒冷期を指し、急激な気候イベントとは、軌道周期よりもはるかに速く、数年から数世紀の間に発生する気候システムの大きな再編成を指します。

Scope

このトピックは、地質学的過去の深層時間における気候と、それを区切る急激なイベントを扱います。数百万年にわたる温暖な温室状態と寒冷な氷室状態の交代、暁新世-始新世温暖化極大期のような超温暖化イベント、そしてダンスガード・オシュガーイベントやヤンガードライアスを含む最終氷期における千年スケールの急激な移行、さらにそのような急速な変化を駆動すると考えられる海洋循環とフィードバックメカニズムについて論じます。

Core questions

• 地球が温室状態と氷室状態を交互に繰り返したのはなぜですか？
• PETMのような過去の超温暖化イベントは、どのくらいの速さで、どのくらいの規模で発生しましたか？
• 千年スケールの急激な移行を引き起こしたメカニズムは何ですか？
• これらのイベントは、閾値と転換点について何を意味しますか？

Key theories

深層時間気候の炭素循環制御

数百万年にわたり、テクトニクス、風化、火山活動が大気中の二酸化炭素を調整し、温暖な温室状態と寒冷な氷室状態の間の緩やかな移行を駆動します。

海洋循環の閾値と急激な変化

淡水流入によって引き起こされる大西洋子午面循環の急速な再編成は、数十年以内に地域気候を状態間で切り替えることができ、氷期における急激なイベントを説明します。

Mechanisms

最も長い時間スケールでは、火山からの炭素放出とケイ酸塩風化による除去のバランスが、大気中の二酸化炭素量を決定し、それによって地球が温暖状態にあるか氷河状態にあるかが決まります。その上に急激なイベントが重なります。大量の炭素の急速な注入は超温暖化を引き起こし、北大西洋への淡水の流入は、氷床や堆積物の記録が示すように、数年から数十年のうちに地域気候をモード間で切り替え、大西洋子午面循環を停止または再開させることができます。

Clinical relevance

超温暖化イベントは、急速な炭素放出の結果を示す自然のアナログとして機能し、急激な移行の記録は、気候システムが閾値を超え、緩やかな軌道周期よりもはるかに速く変化しうることを示しています。

History

1980年代から1990年代にかけてのグリーンランドの氷床コアは、最終氷期が急激なダンスガード・オシュガー温暖化によって中断されていたことを明らかにし、気候が徐々にしか変化しないという仮定を覆しました。一方、深海記録は、過去6500万年にわたる温室から氷室への長期的な傾向や、暁新世-始新世温暖化極大期のようなイベントをマッピングしました。

Debates

PETMにおける炭素の起源と速度

暁新世-始新世温暖化極大期を駆動した炭素の起源、総量、放出速度については議論されており、現在の排出量との比較において直接的な関連性があります。

Key figures

• Richard Alley
• Wallace Broecker
• James Zachos
• Thomas Stocker

Seminal works

• zachos2001
• alley2000

Frequently asked questions

気候は自然にどのくらい速く変化しうるのでしょうか？

氷床コアは、過去の急激なイベントにおいて、地域気候が数十年以内に数度変化したことを示しており、これは氷期の緩やかなペースよりもはるかに速いです。

暁新世-始新世温暖化極大期とは何でしたか？

それは約5600万年前に発生した急速な地球温暖化であり、大量の炭素放出によって引き起こされました。現在の排出量の自然のアナログとしてしばしば研究されています。