後期オリゴセーンにおける短期的な南極氷床の動態

なぜ古代の氷が私たちの未来に重要なのか

科学者たちは、地球の大規模な氷床が温暖化した世界でどのように振る舞うかを示す自然の実験を求めています。本研究は約2600万年前、今世紀後半に予測されるのと同程度の二酸化炭素濃度だった時代を振り返り、南極の氷床がどう反応したかを調べます。古い海底の泥を掘削し、微小な化石の殻や化学的指紋を分析することで、著者らは南極の氷がこれまで考えられていたよりもはるかに劇的かつ頻繁に増減していたことを明らかにし、氷や海面が将来どれほど素早く変化し得るかについての手がかりを提供します。

未来に似た温暖な世界

約2620万〜2520万年前の後期オリゴセーンは、現在よりも温暖でしたが、すでに大きな氷床で南極は覆われていました。大気中の二酸化炭素は約500〜570ppmで推定され、今世紀末の見通しに近い値です。同時に大陸はわずかに異なる位置にあり、南極周辺の海洋通路も変動していて、強力な環状の南極周回流（Antarctic Circumpolar Current）が形成されつつありました。高い温室効果ガス、変化した海洋循環、大規模な南極氷床という組み合わせは、後期オリゴセーンを今後の気候の貴重な深時間アナログにしています。

微小な殻から読み取る気候史

研究チームは、南洋のモード岬（Maud Rise）に位置する海洋掘削計画（Ocean Drilling Program）サイト689に着目しました。そこでは堆積物が深海底にわたって安定的に積もっていました。これらの泥層から、底生有孔虫と呼ばれる単細胞生物の石灰質殻を選び出し、その殻に保存された古海水の化学組成と温度を解析しました。殻の酸素同位体比やマグネシウム対カルシウム比を測定することで、底層海水の温度変化と全球的な氷量変化を切り分けました。さらに、この氷量記録を、周囲の堆積物に閉じ込められたネオジムと鉛という二つの金属の同位体と比較しました。これらの金属同位体は、南極大陸で風化・侵食された岩石の種類や、その研磨・風化の激しさを示すバーコードのように働きます。

地球の揺らぎと同調した氷床の急増

酸素同位体に基づく記録は、この100万年のウィンドウにおける南極氷床が決して静的ではなかったことを示します。氷量は今日の南極氷と同等かそれ以上の状態から、はるかに小さな構成まで振幅しましたが、完全に消失することはありませんでした。これらの振動は、離心率サイクルと呼ばれる長期の軌道変化だけでなく、およそ4万1000年周期の傾斜（傾き）サイクルとも一致していました。つまり、地球の軸の傾き—高緯度南半球に届く日射量を制御する—が、高い二酸化炭素濃度下でも南極氷の増減を強く刻んでいたのです。ある区間では、復元された氷量変化は鮮新世や更新世の氷期で推定される変化に匹敵するほどでした。

岩石の指紋が示す侵食の変化

氷床が拡大・縮小するにつれて、異なる岩石群が削られ、その破片や溶解生成物が海に供給されました。これはサイト689のネオジムおよび鉛同位体署名の変化に記録されています。より寒冷で氷が発達した時期には、堆積物中に古い東南極の周縁付近の岩石が強く侵食されたことを示す同位体値のパルスが現れ、厚い氷が前進し、氷山が堆積物を輸送した可能性が示唆されます。温暖な相では、信号はウェッデル循環（Weddell Gyre）内を循環する物質が支配する“開放海洋”の背景へと戻ります。記録の大部分で、金属同位体の変動は氷量変化と連動しており、大陸での侵食と地域的な海洋循環が氷床の増減と直接結びついていることを示します。

長期存続した東南極の大氷床の証拠

最も示唆に富む結果の一つは、海水由来の被膜に含まれる鉛同位体が、固体の岩片に含まれる鉛同位体と持続的に異なっている点です。この持続的な不一致は、大規模氷床の下で岩石が粉砕されて生じる典型的な強い不均一な化学風化の様式を示しています。著者らは、この“非整合的”な風化信号が後期オリゴセーンまでにすでに明瞭に存在し、彼らが研究した100万年の間に安定していたことを示しています。これと大きいが不完全な氷量の振幅を合わせると、最暖期であっても完全に消失しない、かなり大規模で長期にわたる東南極氷床の存在を指し示します。現代に対する教訓としては、広大で主に陸上に基づく南極氷床は高い二酸化炭素下でも存続し得る一方で、数万年という時間スケールで大きく変動し得る――それは世界の海面を繰り返し大きく揺るがす変化に直結する、ということです。

引用: Creac’h, L., Brzelinski, S., Lippold, J. et al. Short-term Antarctic ice-sheet dynamics during the late Oligocene. Commun Earth Environ 7, 189 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03217-4

キーワード: 南極氷床, 古気候, オリゴセーン, 海面変動, 南洋