天体運動と気候サイクル ( その他自然科学 ) - EARTH, OCEAN, and LIFE

温暖化や寒冷化はなぜ繰り返すのか？（その１）

中生代以来の過去数億年という範囲で考えると、
人類が誕生した７００万年前から現在までは
最も厳しい寒冷化が進行している時代なのです。

　　　寒冷化が進んだ新生代の中で、特に過去40万年間に着目してみましょう。
　　　下のグラフは、南極の過去40万年間の気温を現在の気温と比較したものです。
　　　（これはアル・ゴアの「不都合な真実」でも使われた有名なグラフです。）

激しい変動を繰り返しながらも、「寒冷な時期（下）」と「温暖な時期（上）」、つまり
「氷河期」と「間氷期」がほぼ10万年サイクルで４回繰り返されていたことがわかります。

　　　　　　　　　　　　（Wikipediaより。横軸の単位は千年）

　　　　　　このグラフを見て考えさせられることは、人類は何十万年もの間、
　　　　　　私たちが経験した事もないような激変する気候に耐えながら、
　　　　　　原人→旧人→新人と進化を遂げ、他の人類はすべて絶滅する中、
　　　　　　結局ホモ・サピエンス１種類だけが、厳しい環境を克服して、
　　　　　　今日まで生き延びることができたということです。

　　　そして同時に気づく事は、１万年前から現在まで（グラフの右端の5mmぐらい）は
　　　気候が極めて安定して、好適な温暖・湿潤レベルが長く継続しているということです。
　　　過去40万年間を眺めてみると、この最近１万年間がかなり例外的だということが分かります。
　　　この１万年間は大規模な気候変動のないラッキーな時代だったと言えるかもしれません。
　　　（逆に言えば、常に寒冷化の危機にさらされているという見方もできます。）

このラッキーな１万年と、人類が「農耕革命」を皮切りに飛躍した１万年が、
まさに一致しているのは、偶然なのかでしょうか？必然なのでしょうか？
１万年も安定で温暖だったからこそ、現代文明までの発展が継続可能だったのかもしれません。

太陽と地球の位置関係

それにしても、なぜ寒冷化・温暖化に「サイクル」が存在するのでしょうか？
それは「太陽から地球への日射量の変動」でほぼ説明されます。
日射量は「地球の３つの軌道要素」によって変動します。

　　　軌道要素の１つは「歳差」です。歳差運動とは、地球の自転軸が
　　　“すりこぎ棒”のように、あるいはコマの軸のように揺らぐ運動です。
　　　ほぼ２万年の周期でコマの軸は一回りしています。
　　　コマの軸がどっちを向いているかで、
　　　１月から１２月までの間で、いつが夏でいつが冬なのかが（南半球は逆）が決まります。

　歳差運動（Wikipediaより）

軌道要素の２つ目は「地軸の傾き」です。
現在の地球は公転面に対して地軸が平均23．7度傾いていますが、
これがほぼ４万年の周期で約22度から24．5度の間を変動しています。
この変動は季節性を強調して、夏をより暑く、冬をより寒くする役割を果たします。

　地軸の傾き

　　　3つ目が「離心率」の変動です。地球が太陽のまわりを公転する軌道の形は
　　　真円と楕円の間を10万年周期で変動しています。
　　　公転軌道がより楕円に歪んだ時に、地球が最も太陽から離れた時が北半球の夏なら、
　　　北半球の夏は南半球の夏よりもより冷夏になり、
　　　北半球で夏に雪が溶けずに氷河がヨーロッパやカナダを覆うようになる
　　　ということも起こりえます。
　　　
　　　イメージ 5