21. 気候・・・地球表面の流体の動向
南極大陸はパンゲア超大陸の南端にあったが、緑の植物に覆われていた。ところが、約3000万年前に南極は現在の位置にまで移動し、最後まで連絡していた南米と分離した。その結果、南極大陸のまわりを回る寒流が発生して、暖流を遠ざけるようになり、南極大陸が現在のように凍りついた。以後、南極大陸を特徴づける厚い氷床が発達した。氷床の発達と500万年前以降の地球環境の寒冷化は同時進行している。南極大陸を覆う氷床の厚さは4000mに達する。南極大陸に氷床ができたことで世界の海水面は約70m下降した。また、南極大陸の基盤は、氷床の重さで500mも沈んだ。南極大陸の巨大な氷床は冷熱源として地球環境に影響している。
百万年前から現在にかけて、氷期と間氷期が約十万年の周期で交替した。周期を解析するといくつかの周期が重なっている。気候変化の外因として、地球と太陽との距離（10万年周期）、地軸の傾きの変化（２万年周期と４万年周期）に伴う日射量の変化が考えられている。しかし気温や氷床の量などの変化はそれ以上に大きく、大気、海洋、地形などが増幅機能として働いていると考えられる。
南極大陸の氷床の調査より、過去15万年の気候変動が解析された。地球は約13万年前をピークとして最も温暖であり、その後寒冷化して約２万年前にもっとも寒冷になっている。2万年前の氷期は現代に比べて平均気温で6℃ほど低い。氷床は最も南下して北緯50度以北の陸地（カナダ、スカンジナビア半島、シベリア）は氷床に覆われ、グリーンランドと北米は氷床で繋がっていた。シベリアには北極海へ流れる大河があるが、氷河により堰き止められ、巨大な湖が出現した。
2万年前の氷床の体積は現在の南極およびグリーンランドにある氷床の3倍と見積もられている。水が氷として陸上にあった分、海面が低下した。アラスカとシベリアは陸続きであり、日本海も湖になった。
それ以降、地球の気候は温暖化した。約9000年前から6000年前にかけては、北半球は今よりも温暖で，北アフリカからインド、東アジアにかけての地域が湿潤化した。とりわけ今のサハラ砂漠は極端に湿潤化し、その内部に大きく植生が広がっていた。
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地球の気候を左右する原因は大きく3つに分けられます。まず、太陽エネルギー、地軸の傾き、地球の自転等の安定した周期的な変化があります。周期のサイクル時間が違うために、波が重なると、大きな気候変動になります。次は太陽からのエネルギーに影響を受けている二次的な要素です。雨などの水の循環、大気や海洋の流れ、それらに影響される人間活動を含む動植物の活動、大気の組成、影響を与える大陸地形などがあります。これらの影響は流動的で互いに関係しています。最後は、地球内部のエネルギーと物質の噴出、地球外からの巨大隕石の飛来といった突発的な要素があります。
大雑把に言って、太陽は赤道を真上から、北極南極を真横から照らします。そのため、赤道付近は暖かく、極地方は冷たくなります。温度差があると大気は対流します。一番簡単なモデルですと、赤道で熱せられた大気は上昇し、北極南極で熱エネルギーを放出して冷え、再び赤道に戻ってきます。北半球では常に北風が吹きます。しかし、実際の地球では地球の大気は大きく３つのパートに分かれて循環しています。
文章を簡単にするために北半球だけで説明します。赤道付近で発生した上昇気流は上空で北上し、北緯30°付近で下降します。そこから偏東風（北東貿易風）として赤道付近に戻ります。赤道付近は常に上昇気流が発生している低圧帯です。一方、北緯30°付近は常に下降気流が発生している高圧帯（亜熱帯高圧帯）です。この高圧帯（高気圧）がある大陸上には幅広い乾燥気候地帯（サハラ砂漠やオーストラリアなど）ができます。
北極の寒気がコリオリの力を強く受けて偏東風として南下するのが極循環です。北緯60度付近で上昇気流となり、また北極へ戻ります。北緯30度から60度の間は上空は北から南へ、地上は南から北へ風が吹きます。コリオリの力により、地上の風の向きは偏西風になります。以上の帯状に３つの大気の流れが発生します。木星や土星のようなガス惑星ではこれが表面の横縞模様となって観察されます。実際には偏西風は自転の影響も含め、蛇行します。また、時折、巨大な独立した渦の低気圧（台風など）が発生し、赤道の熱を大量に北に運ぶ役目を担います。
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偏西風や貿易風に押されるようにして海面に流れが生じます。これが海流です。北半球では太平洋や大西洋に大きな時計回りの海流が流れています。赤道付近では東風が、北緯30度から60度では西風が海面を押すためです。海流は大陸の東岸で流れが強まり、日本の太平洋側を北上する黒潮やアメリカ東海岸を北上するメキシコ湾流が有名です。北ヨーロッパが高緯度の割に暖かいのは、暖流であるメキシコ湾流の影響です。
逆に、大陸の西海岸は寒流が流れます。南アメリカの西海岸、チリ、ペルー沖では南極から流れてくる寒流が北上します。寒流は赤道に沿ってオーストラリアに流れていきます。この流れはかなり強く、深海底から流れが湧きあがってきます。ペルー沖では栄養分豊かな湧昇流により、豊かな漁場が広がっています。ペルー沖では水温が低く、オーストラリア東海岸では水温が高い。この温度勾配がゆるくなった現象をエルニーニョと呼びます。エルニーニョ現象のメカニズムはよく分かっていませんが、地球レベルでの異常気象の発生に符合します。
北西太平洋、カルフォルニア沖でも同じような現象が見られます。湧昇流、寒流と暖流がぶつかるのはモントレー半島沖であり、巨大な海草であるジャイアントケルプの森が育ちます。
海表面部の海流とは別に、地球の海の深層水はゆっくりと地球全体を立体的に循環します。流れは北大西洋で沈みこみ、大西洋の底を南下し、アフリカ沖、インド洋の南を抜けてニュージーランド沖から北上、フィリピン沖で沸きあがります。南極の周りでも沈み込みが起こっていて、この流れに合流します。流れは長時間にわたる大規模なものであり、地球の気候変動にも大きな影響を与えているようです。氷河期の終わりにカナダの氷河が融けて一度に北大西洋に流れ込み、深層海流を止めた事件がありました。塩分の低い（比重の小さい）水が北大西洋での沈み込みにストップをかけたのです。この影響で南からの暖流が停止し、ヨーロッパは第二の小氷期を迎えることになりました。
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地中海沿岸のギリシャやイタリアに栄えた文明というと、大理石によって作られた立像が目に浮かびます。実際に、地中海北岸の遺蹟には大理石の建築や彫刻がたくさんあり、この文明の特徴です。大理石は、加工しやすく、風化に比較的強く、建築や彫刻の素材としてすぐれています。
大理石は、石灰岩が熱による変成作用を受けてできた変成岩です。地中海地域の石灰岩や大理石は古代テチス海由来です。5000万年前からのアルプス・ヒマラヤ造山運動により、テチス海のかなりの部分が陸化しました。西側の部分は海が残っていて、地中海と黒海になりました。
今から600〜500万年前に、地中海が干上がったのではないかという研究結果が、最近、出されました。地中海と大西洋をつなぐジブラルタル海峡は、幅20km、深さ200〜400mの浅い海峡です。世界的な海水準の低下によって、ジブラルタル海峡が陸になり、イベリア半島とモロッコがつながり、地中海は湖になりました。そのあと、気候が乾燥したために海水が全て蒸発しました。蒸発岩といわれる、石膏や岩塩が地中海沿岸のスペイン、イタリア、ギリシャ、チュニジア等の国々で見つかっています。また、地中海の深海底を掘削した深海掘削計画の研究プロジェクトでも、同じように蒸発岩が確認されています。その後、地中海と大西洋は再び連絡して、海水が流れ込み、現在の地中海の姿になりました。海水の流れ込みはおそらくジブラルタル陸橋を削りながら短期間で起こったのではないか。地中海のように巨大な地形での出来事ですから、天変地異のような大洪水が何度か繰り返されたことでしょう。
海水面の上昇・下降は短期的には地球の気候、陸上の氷床の体積によって左右されます。氷床ができると、太陽光線を反射するアルベド効果により成長が促進されて安定化し、逆に氷床が消えるときは速やかになくなります。新生代に限ると、氷床ができる程度にまで地球の平均気温が下がったのは1500万年前からで、それ以前は地球上には氷床がありませんでした。
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黒海の水位が大きく低下したことがあります。黒海は地中海と狭いボスフォラス海峡によって連絡しています。音響測深技術で海底地形を調べると、地中海から黒海へと大量の水が流れたような峡谷が発見されました。また、海底の新しい地層の下に地表に露出していた場所があることも確かめられました。洪水が起こった時期を特定すると、その事件は紀元前5500年前でした。
このころは世界的に海面が高くなりました。関東平野の半分が水没したことが貝塚の分布から示されています。海水は、ボスフォラス海峡から窪地へ流れみました。その勢いはすさまじく、まるで洪水のようにすべてのものを押し流し、飲み込みました。当時、黒海の周辺には人々が農耕生活をしていたとすれば、人々は洪水から逃れて生きのびようと、家畜を連れて命からがら脱出していったのではないでしょうか。
この人々の記憶が古代の書物に書き残されました。ノアの大洪水、ギルガメッシュ叙事詩の大洪水はこのときの大事件がヒントになっているのではないでしょうか。少なくとも、この研究を行った研究者たちはそう信じています。また、浅いボスフォラス海峡がその後に何度か陸橋化したとしたら。海を断ち切るというモーゼの奇跡も実際に起こったのかもしれません。
つづく
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