欧州と北米の大西洋沿岸を温暖に保つ海流は、1800年代以降著しく弱まっており、私と同僚が実施した新たな研究によると、1600年間で最も弱い状態にあります。私たちが『Nature』に掲載された新たな研究で示したとおり、この海洋循環システムの弱化は自然に始まった可能性があるものの、温室効果ガス排出に関連する気候変動によって継続している可能性が高いと考えられます。
この循環は地球の気候システムにおいて重要な役割を担っており、大規模または急激な減速は世界的な影響をもたらしかねません。米国東海岸の海面上昇を引き起こしたり、欧州の天候パターンや、より広範な降雨パターンを変化させたり、海洋生物に打撃を与えたりする可能性があります。
最後の大氷期の終わりに、循環の急激な変動が極端な気候変化を引き起こしたことが分かっています地球規模で。誇張された（しかし恐ろしい）例として、2004年の大ヒット映画『デイ・アフター・トゥモロー』でこのような突発的な現象が描かれました。
私たちが発見した最近の弱化は、北大西洋の温暖化と、降雨量の増加および氷の融解による淡水の流入によって引き起こされた可能性が高いと考えられます。この弱化は以前から何度も予測されてきましたが、これまで、既にどの程度の弱化が生じているのかは、大部分が謎のままでした。今回発見された変化の大きさは、私自身を含む多くの人々にとって驚きであり、今後も重大な変化が起こり得ることを示唆しています。
問題となっている循環システムは、「大西洋南北逆転循環（Atlantic Meridional Overturning Circulation）」（AMOC）として知られています。AMOCは、巨大なベルトコンベアのような水の流れです。温かく塩分の多い水を北大西洋へと運び、そこで非常に冷やされて沈み込みます。深海に達すると、水は南へ戻り、その後世界中の海洋を巡ります。このコンベアベルトは、気候システムにおける熱輸送の最も重要な経路の一つであり、西欧を温暖に保つことで知られるメキシコ湾流もその一部です。
気候モデルは、温室効果ガスによる温暖化と、それに伴う水循環の変化により、AMOCが減速することを一貫して予測してきました。こうした予測と、急激な気候変動の可能性を踏まえ、科学者たちは2004年以降2004年以降、大西洋の主要地点に設置された計測機器を用いてAMOCを監視してきました。しかし、モデルの予測を実際に検証し、気候変動がこのコンベアベルトにどのような影響を与えているかを明らかにするには、はるかに長期の記録が必要でした。
パターンの探索
これらの記録を作成するため、ユニバーシティ・カレッジ・ロンドンのデビッド・ソーンリー博士が率いる私たちの研究グループは、AMOCの変化が海洋に特有の影響パターンをもたらすという考え方を用いました。AMOCが弱まると、北東大西洋の海域は冷却され、西大西洋の一部は特定の量だけ温暖化します。このパターンを過去の海水温記録の中から探すことで、過去の循環の状態をたどることができます。
別の研究も同じ号の『Nature』に掲載されています。ドイツのポツダム大学の研究者らが主導したこの研究では、過去の気温観測データを用いてこの特徴的なパターンを検証しました。その結果、AMOCの強度は1950年以降におよそ15%低下しており、その主な原因は人為的な温室効果ガス排出にあると指摘しています。
私たちの論文は、「EU ATLASプロジェクト」の一部でもありますが、同じパターンを見出しました。ただし、過去の観測データを用いる代わりに、過去の気候研究における専門知識を活用し、はるかに古い時代までさかのぼりました。深海底の泥に含まれる微小な海洋生物の遺骸の既存記録を組み合わせることで、これを実施しました。水温は、異なる種の数量や、その骨格の化学組成を調べることで算出できます。
また、泥そのものを調べることで、過去の深層海流の速度を直接測定することもできました。泥の粒子が大きいほど海流は速く、粒子が小さいほど海流は弱かったことを意味します。両手法とも、1850年頃以降AMOCが弱まっていることを示しており、その割合は再びおよそ15%から20%です。重要なことに、現代の弱化は過去1600年間に見られたいかなるものとも大きく異なっており、自然要因と人為要因の複合によるものであることを示しています。
2つの研究におけるAMOCの弱化開始時期の違いについては、さらに科学的な検討が必要です。この違いにもかかわらず、両方の新たな研究は、気候モデルが海洋循環の歴史的変化を再現しているかどうか、また将来の予測を見直す必要があるかどうかについて、重要な疑問を提起しています。
ただし、長期記録が一つ追加されるごとに、モデルが気候システムのこの重要な要素をどの程度再現しているかを評価しやすくなります。実際、AMOCの極端な現象とその気候への影響を正確に予測しようとするならば、これらの長期記録に照らしてモデルを評価することが決定的に重要な段階となる可能性があります。
