ジョシュア・マレー
気候が歴史的範囲を超えて温暖化するにつれ、科学者は未来に関する情報を得るために、地球の過去のより深いところにある気候を研究する必要性が高まっています。研究対象の一つは、約1700万年から1500万年前の中新世気候最適期（MCO）として知られる温暖化イベントです。これは、米国北西部の広い地域を覆った玄武岩溶岩の洪水と同時期に発生し、「コロンビア川玄武岩」と呼ばれるものを形成しました。この時期は、火山性CO2 温暖化の原因でした。
これらの噴火は「大規模火成岩地域」の最新の例であり、地球の歴史を通じて繰り返し気候の激変と大量絶滅を引き起こしてきた現象である。中新世の噴火は比較的穏やかで、CO2 レベルと地球の気温が上昇し、生態系の変化と南極の氷の大幅な融解を引き起こしましたが、大量絶滅を引き起こすことはありませんでした。
カーネギー科学研究所のジェニファー・カスボームが率いる「地質学」誌に発表されたばかりの論文は、噴火が温暖化を引き起こしたという考えを覆しつつも、依然として噴火が地球温暖化の原因であると非難している。 ピーク 気候の温暖化。
この研究は、海洋堆積物の掘削によって得られた気候記録に高精度の放射年代測定法を世界で初めて適用することに成功した結果であり、過去の気候変動の測定精度向上への道を開くものである。さらに、この研究は、長い年月をかけて太陽系の周りを回る私たちの軌道の数学的モデルの妥当性を確認している。
過去の気候と現在のCO2 レベル
「今日、420ppm（CO2）我々は基本的に中新世の気候最適期に入っている」とカスボームの研究を査読したブレーメン大学のトーマス・ヴェスターホールドは述べた。我々のCO2 レベルが一致すると、地球の気温は産業革命前より最大8℃高いMCO気温にはまだ達していない。「私たちは地球システムを、いわゆる氷河期の世界から完全に逆の方向へと動かしている」とウェスターホールド氏は語った。
カスボーム氏が2015年に玄武岩とMCOの温暖化の関連性を調べ始めたとき、相関関係には大きな不確実性があることがわかった。そこで同氏は、ジルコン結晶内に閉じ込められたウランの放射性崩壊を利用して、高精度の放射年代測定法を適用し、玄武岩の年代を決定した。同氏は、新たな年代がもはやMCOの温暖化の範囲に含まれていないことを発見した。「これらの噴火はすべて、中新世の気候最適期のほんの一部に押し込められているのです」とカスボーム氏は述べた。
しかし、MCO の年代には大きな不確実性もあったため、不一致はそれらの不確実性によるものである可能性もあった。カスボーム氏は、MCO を記録している海洋堆積物に同じ高精度の年代測定法を適用しようと試みた。
古い問題に対する新しいアプローチ
「本当に面白いのは、この技術を海洋掘削コアの堆積物に適用したのは初めてだということだ」とカスボーム氏は語った。
通常、海底から掘削された海洋堆積物の年代は、化石の変化、磁場の逆転、天文学者が計算した軌道の揺れによる堆積層の配列パターンを組み合わせて決定されます。これらの方法にはそれぞれ不確実性があり、掘削プロセスによって堆積物に生じるギャップや物質の堆積の自然な休止によってさらに不確実性が増します。そのため、原因と結果を判断するために必要な精度で異なる記録を一致させることは困難です。
こうした不確実性により、MCO の実施時期は不明確となった。
ジェニファー・カスボーム
放射年代測定法はこうした不確実性を回避できる。しかし、約15年前までは、その年代測定には大きな誤差があったため、MCOの時期などの疑問を解決するには役に立たなかった。また、この技術では、十分な量のウランを含むジルコン結晶を見つけるのに通常数キログラムの試料が必要であるが、海洋掘削コアからは数グラムしか得られない。
しかし、科学者たちはこうした制限を大幅に減らした。「全体的に、人々は測定に含まれる不確実性のあらゆる側面を追跡し、定量化し、最小限に抑える努力をしてきました。そのおかげで、私はこれらの年代を非常に正確に報告できるのです」とカスボーム氏は語った。