過去8回の氷期サイクルにわたるパタゴニア氷床変動の海洋強制力

遠く離れた氷が私たち全員にとって重要な理由

大都市から遠く離れたパタゴニアの氷河は人里離れて見えるかもしれませんが、地球の気候を形作る上で非常に大きな影響を持っています。本研究は、過去79万年にわたる古代パタゴニア氷床の拡大と縮小に注目し、近隣の海水の変化がその規模をいかに制御してきたかを示します。この氷床はまた、南大洋を肥沃にし大気中の二酸化炭素を引き下げる塵を供給していたため、その挙動を理解することは、海洋、風、氷、そして全球的な炭素サイクルが長期にわたりどのように協働して地球を冷却・加熱してきたかを明らかにします。

海底泥から読み取る過去

チリ南部の荒天にさらされる沿岸域で、研究者たちはかつてのパタゴニア氷床の西縁近く、U1542地点の海底から250メートルに及ぶ堆積コアを掘削しました。この泥は層ごとに、陸上と海域で起きていた事象を過去8回の氷期サイクルにわたって記録しています。研究チームは、流氷によってもたらされた粗鉱物粒子を数え、陸生植物や土壌細菌に由来する有機分子を測定しました。これらの断片は、氷床が大陸棚にまで進出した時期、後退した時期、河川や氷河が海へと流した陸由来物質の量を示す自然の記録簿として機能します。

氷の増減リズムをたどる

記録は、過去79万年の主要な氷期のいずれにおいても、パタゴニア氷床が拡大し、太平洋へ氷を送り出し、大陸斜面へ岩片や有機物を供給したことを示しています。今日のような温暖期には、そうした流氷の痕跡はほとんど消え、陸由来分子の沈着量は極めて低くなります。これは大部分の堆積物が沿岸の深いフィヨルドにトラップされるためです。海面が低下して氷が棚を越えて進むと、これらのフィヨルドという“貯留槽”が決壊し、蓄えられていた物質や新規の供給が海へと流出しました。これにより、チリ南部の沿岸域は氷がどれだけ太平洋側へ広がったかを敏感に示す指標となりました。

海洋が支配するサーモスタット

彼らは堆積記録を近傍の東南太平洋の海面水温、世界の海面高さ変動、南極の氷床コアデータと比較しました。その結果、海洋の温暖・冷却がパタゴニア氷の増減と密接に連動していることが明らかになりました。局所の表層水温が数度冷えた時期は、より強い氷期進展とコア中の流氷由来物質の増加と一致します。逆に、地域的な海洋の温暖化が起きた時期には、他の地域が比較的寒冷であっても氷床が後退することがしばしば見られました。天文的な軌道変動による季節の入射日射の変化に伴う太平洋温度の緩やかな変化が、数千年単位でパタゴニア氷の変化に先行する傾向が示唆されます。風や降雪も重要でしたが、この海洋性の環境では海が氷床の規模を決める主要な制御要因として働いていました。

塵、鉄、そして全球気候の連鎖

氷床がアンデス山脈や周辺の平原を削ると、大量の細かい塵状堆積物が生じました。多くの氷期の最盛期には、この物質が山東側の乾いた洗掘平原に露出し、強い西風に乗って南大洋や南極へと飛ばされました。他の研究は、この塵が鉄に富み、海洋の生産性を高め大気中の二酸化炭素を海へ取り込む能力を促進し得る重要な栄養源であることを示しています。パタゴニア太平洋側からの新しい記録は、南太平洋・南大西洋の堆積物や南極の氷床コアに見られる大規模な塵のパルスと一致しており、氷期においてパタゴニアの氷河が気候に影響を与える塵の主要な供給源であったという考えを補強します。

古代の氷床が未来について教えてくれること

簡潔に言えば、本研究は、近傍の海水温が比較的小さく変動するだけで、海に面した大規模な氷床（パタゴニアのような）が成長や後退に傾くことを示しています。数十万年にわたる繰り返しの氷床進出は、南アメリカ南部の地形を変えただけでなく、鉄に富む塵を南大洋に供給することで地球を冷却する役割も果たしました。現代の温室効果にともなう海域の海水温上昇は、かつて古代氷床を支配していた同じ水域を加熱しており、パタゴニアの残る氷河は既に急速に縮小しています。本研究は、海洋、風、氷が相互作用するとき、局所的な変化が全球気候系に波及し得ることを強調します。

引用: Rigalleau, V., Arz, H.W., Beech, N. et al. Oceanic forcing of patagonian ice sheet variability over the last eight glacial cycles. Commun Earth Environ 7, 302 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03387-1

キーワード: パタゴニア氷床, 南大洋の塵, 海面水温, 氷期サイクル, 鉄肥沃化