ハワイのマウナロア観測所は最近、人類史上最高の二酸化炭素濃度を記録した。CO2濃度が100万分の400を最後に上回ったのは鮮新世で、当時は海面が50フィート（約15メートル）高く、小さな氷床が極地にかろうじてしがみついている状態だった。
「鮮新世は、人類とその祖先が一部となっていた世界ではありません」と、筆頭著者でアリゾナ大学地球科学准教授のジェシカ・ティアニー氏は述べる。「私たちは、その終わり頃になってようやく進化し始めたのです。」
エドゥアルト・リウによる木版画で、鮮新世の風景を描いたもの。この版画は1800年代後半に彫られたもので、当時のCO2濃度は約295ppmで推移していた。（写真提供：Welcome Library）
CO2濃度が100万分の415に達した今、ティアニー氏は、研究者が鮮新世を利用して、ごく近い将来の気候変動を理解できると考えている。これまでにも同様の試みはあったが、気候モデルと、地球史のその時代の化石データとの間に続いていた食い違いのせいで、得られる知見は曖昧なままだった。
新たな研究は、Geophysical Research Lettersに掲載されたもので、従来の研究とは異なる、より信頼性の高い種類の化石データを用いることで、化石データと気候モデルのシミュレーションとの食い違いを解消している。
奇妙な変化
産業革命以前、CO2濃度は約280ppmで推移していた。参考までに、CO2濃度が400ppmから産業革命以前の水準まで自然に減少するには、200万年以上かかった。人類はわずか150年余りで、その濃度を再び押し上げたのである。
鮮新世の海面水温に関する過去の代理指標の測定により、科学者らは、温暖な地球によって熱帯太平洋が、エルニーニョと呼ばれる赤道域の気象パターンに固定されたと結論づけた。
通常、貿易風が太平洋の温かい表層水を東から西へと吹き渡ると、温水は東太平洋に溜まり、太平洋西側を約7〜9华氏度（約华氏）冷やす。しかしエルニーニョの間は、東西の温度差がわずか2度弱にまで縮まり、アリゾナ南部を含め世界中の気象パターンに影響を及ぼす。ティアニー氏によれば、エルニーニョは通常3〜7年に一度程度発生するという。
問題は、CO2濃度が400ppmだった鮮新世の気候モデルでは、モデルの条件に奇妙で非現実的な変更を加えなければ、恒久的なエルニーニョを再現できなかったことだ。
「本論文は、恒久的なエルニーニョという概念を再検討し、データの再解析に照らしてそれが本当に成り立つかどうかを確かめるために設計されました」とティアニー氏は述べる。「結果として、成り立たないことが分かりました。」
鮮新世の気温を測る「脂肪の温度計」
約20年前、科学者らは、有孔虫と呼ばれるプランクトンの一種が残した化石化した殻の特定の種類を化学分析することで、過去の気温を推定できることを発見した。
「鮮新世まで遡れる温度計はないため、代わりに代理データを使わなければなりません」とティアニー氏は述べる。
その後、科学者らは海洋化学が有孔虫の測定値を歪める可能性があることを知った。そこでティアニー氏らのチームは、別の代理指標として、ココリス藻と呼ばれる別のプランクトンが生成する脂肪を用いた。環境が温暖な時、ココリス藻は寒冷な時とはわずかに異なる種類の脂肪を生成する。古気候学者は、海洋堆積物中に保存されたその脂肪の変化を読み取ることで、海面水温を推定できる。
「過去の気温を調べるのに非常によく使われる信頼性の高い方法なので、鮮新世についてこうした測定を行った人は多くいます。データは世界中から得られています」とティアニー氏は述べる。「今回は、問題がないと分かっているこの脂肪の温度計を用いたので、より明確な結果が得られると確信しています。」
「すべて確認できた」
研究者らは、太平洋の東側と西側の温度差が縮小していたことを確認したが、本格的な恒久的エルニーニョと見なせるほどの大きさではなかった。
「恒久的なエルニーニョはありませんでした。ですから、起きたことについてのやや極端な解釈でした。しかし、東西の差が縮小していることは、今もなお事実です。」
東太平洋は西太平洋よりも温暖になり、その結果、貿易風が弱まり、降水パターンが変化した。ペルーやアリゾナのような乾燥地域は、より湿潤だった可能性がある。鮮新世のこれらの結果は、CO2濃度が400ppmに達した結果として、将来の気候モデルが予測してきたものと一致している。
代理データが鮮新世の気候モデルと一致するようになったため、これは有望な結果である。「すべて確認できました」とティアニー氏は述べる。
しかし鮮新世は、地球史の中で気候がゆっくりと寒冷化していた時期にあたる。今日では、気候は非常に速いペースで温暖化している。私たちは本当に、これに類似した気候を想定できるのだろうか。
「今日の海面や氷床が鮮新世の気候とぴったり一致しないのは、氷床が融けるまでに時間がかかるからです」とティアニー氏は述べる。
「しかし、CO2に応じて大気中で起こる変化、すなわち貿易風や降雨パターンの変化は、人間の一生の範囲内で確実に起こり得るのです。」
