EGU2019で出会った講演の紹介を続けます。
セッション「40k to 100 k: climate before and after the MPT」では、最古のアイスコアが研究ターゲットとするような、過去100万年をこえる時間スケールでの気候変動にかかわる要素について講演が展開されました。このセッションの目的は、将来複数の「最古のアイスコア」が掘削されてくる前に、この時代の気候変動についてあらかじめよく勉強し認識を深めておこうとするものです。
このセッションでの最初の招待講演が、Didier Paillard氏による
「On the astronomical forcing of the Mid-Pleistocene transition 」というものでした。

気候変動の大きな周期性は、約100万年まえに、それ以前の４万年周期の卓越から、その後の現在に至る１０万年周期に変化しています。このMPT遷移の変動は、しばしば大気中のCO2の減少と関連付けられがちです。まだアイスコアがカバーしていない時代（約８０万年以前）の大気中の温室効果ガス濃度はまだデータが少ない状況が続いています。Paillard氏は、海底堆積物のなかに含まれる炭素の同位体である13Cに着目し、その気候変動としての周期性を示しました。氏が示したのは、この13Cには、明瞭に40万年～50万年の周期性があり、40.5万年の周期が特に卓越していること。この振動の意味を理解することが、気候変動メカニズムのパズルを解く本質的な要素ではないかということが氏のメッセージです。これらのサイクルは、公転軌道の離心率（eccentricity）に何らかの関係がありそう。興味深いことは、40万年の離心率サイクルの最小値が、ちょうど100万年前の MPT前のタイミングにあたっていること。そして、さらに以前の最小値が、ちょうど300万年前のthe Plio-Pleistocene transitionに相当していること。さらにはこうした関連が、Oligocene や Mioceneの時代にも見えること。カーボンサイクルの長周期変動が天文学的なforcingをうけていることに特に注目すべきであるということがこの講演者の主張でした。これらのサイクルは、巨大氷床にかかわる位相という点で過去100万年に奇妙な特徴をもっている；４０万年周期のカーボンサイクルはMPTを境として反転している。こうした観測事実はMPTを境とした気候の周期性の変動メカニズムに対して何等かの束縛条件を与えるのではないか？
大気中のpCO2がMPT やthe Plio-Pleistocene transitionで変動することが、天文学的なforcingによるということが、講演者の提案でした。

講演者からのメッセージのひとつは、
We need conceptual model for pCO2 before it is actually measured.


講演要旨のPDFはこちら。
EGU2019-13905.pdf

なお、ここで根拠としたδ13C in marine sedimentsにかかる論文はこちら。
Cramer, BS et al. (2003): Orbital climate forcing of d13C excursions in the late Paleocene-early Eocene (chrons C24n–C25n). Paleoceanography, 18(4), 1097, https://doi.org/10.1029/2003PA000909

講演者がこの内容を主張している論文はこちら。
Paillard D. (2017) The Plio-Pleistocene climatic evolution as a consequence of orbital forcing on the carbon cycle. Clim. Past, vol. 13 pp. 1259-1267.

　4月8日に、Sea Level Change のセッションに参加しました。基調講演は、NASAのSea Level Change (SLC)チームに所属するSteven Nerem氏がおこないました。
人工衛星搭載の高度計に基づいて1993年以降続いている海面上昇の数値が示され、これまで70mmの上昇が平均値で観測されています。加速傾向にあり、その加速度は0.097mm/yr^2となっていました。同氏は昨年にPNAS誌に下記の論文を発表しています。

Climate-change–driven accelerated sea-level rise detected in the altimeter era
R. S. Nerem, B. D. Beckley, J. T. Fasullo, B. D. Hamlington, D. Masters, and G. T. Mitchum
PNAS February 27, 2018 115 (9) 2022-2025; first published February 12, 2018 https://doi.org/10.1073/pnas.1717312115

この段階では、加速度をもっと小さな値で示しています（0.084）。上方修正（更新）のようです。実際には、海面上昇には地域特性もあります。時系列変動としても、エルニーニョ・ラニーニャの出現に応じた短期的な海面上昇の停止やその後のリバウンドも観測されています。将来どうなるかの外挿は、多項式近似(Quadratic)や直線近似の大雑把な外挿で表現され、こうした現象の解析的な予測が困難な様子を示していました。

海水準上昇は、2100年までに、2005年と比べ約65cm程度と見積もられていますが、この数字が、氷床流域の融解によってどう増加しうるか、それが今後の世界にとり非常に重要な課題になります。

再度、３月末のアイスコア研究会から。
北大低温科学研究所の長谷川さん・飯塚さんらは、レーザーラマン分光装置を用いてアイスコア中の氷期と間氷期の塩微粒子の組成の研究をおこなっています。レーザーラマン分光装置のレーザー光源を更新し、ドームふじアイスコアに対する研究をすすめています。
　今回新たに報告されたこととしては、塩微粒子の組成の調査結果として
間氷期ではNa2SO4が大半であるが、氷期には、CaSO4やNaNO3が多く出現する。硝酸は、氷期の塩微粒子のmajorityを占めるということです。
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  この研究結果は、アイスコアの固体電気伝導度の解釈にも強く影響しそうです。イオンの存在状態によって、電気の伝導機構が影響を受けるからです。連続融解解析（CFA）がすすめば、イオンの分布状況に関してはいろいろ紐解けそうに思えました（藤田）

３月末のICC研究集会からもうひとつ話題提起です。
Solar Proton Eventによる10Be増大とNa+イオンが相関することが、名古屋大学の三宅芙紗さんらから報告されました。これらに、0.4程度の相関を見いだしたとの報告でした。
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　現在のホロシンの環境では、海塩起源のNaClと、海洋生物起源や火山起源の硫酸が積雪の表面付近で反応すると、硫酸塩を生成し、解離したCl-がフリーになり、塩酸として氷のなかに速い速度で拡散していくとの考えがあります。この場合、Naは、もともとNaClが存在していた場所にそのままNa2SO4などとして取り残されます。「10BeとNa+イオンの相関」はこうしたプロセスのどこかに関わるのか、あるいは無関係なのか？（藤田）

３月末のICC研究集会、そして、EGUで、極地研の大藪さん、川村さんらによるドームふじアイスコアのガス中のO2/N2比の解析結果の報告を拝見しました。
ガス中のO2/N2比は、ミランコビッチサイクルによって起こる南極への日射量と同期して変動することが過去の研究によってわかっており、深層アイスコアの年代決定を行う際の重要な情報です。
ミランコビッチサイクルに沿った大きなスケールの（数千年～数万年）抑揚のほかに、ノイズ状の抑揚が「気泡→ハイドレート」遷移直後に起こることが、大藪さん、川村さんらからこれまでも報告されてきました。
　今回の報告の新たな視点の一つは、イオンであるMg2+, Ca2+, F-と、このノイズ状の抑揚が一定の相関をもち、相関係数が0.28程度になるということです。
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「気泡→ハイドレート」遷移の際には、気泡中とハイドレート中のO2とN2の分別が起こることは約15年以上前からドームふじコアで見いだされてきました。「Mg2+, Ca2+, F-と、このノイズ状の抑揚が一定の相関をもつ」ことは、ハイドレート化の先行／後発の度合いと、不純物の存在（ダストや塩微粒子など）によるハイドレートの核生成に関係がありそうに思えます。ミランコビッチサイクルに沿った大きなスケールの抑揚が、ごく短期の不純物の分布によって攪乱されてしまうのです。一方、攪乱が時空間的にどのように緩和・解消していくかに着目すれば、O2やN2の氷のなかでの拡散について知見を得ることができるのかもしれません。（藤田）

　今年のEGUでは、Jacques Laskar氏がMilutin Milankovic Medalという賞を受賞されていました。フランスの天文学者の方で、太陽系の軌道計算や軌道の進化を研究されている方です。地球のミランコビッチサイクルにかかる各種計算結果は、アイスコアをはじめとした古環境研究で活用されています。

ウィキペディアでもその業績をみることができます。
https://en.wikipedia.org/wiki/Jacques_Laskar

この記念講演がこちら。
https://meetingorganizer.copernicus.org/EGU2019/EGU2019-18523.pdf

講演の概要は、上の要旨を読んでくださると一番いいのですが、ミランコビッチサイクルの信頼できる計算限界として、10M年、20M年、40M年といういくつかの限界を示されていました。解析的に計算できる時代、解析解は無理で数値計算に臨むことになる20M年以上の時期、そして、40M年以上の計算は、誤差が拡がり不可能とのこと。アイスコア研究の時間の範囲では、現時点で1M年前後までを研究対象にするので、十分に信頼できる範囲にはいってきます。40M年以上の古い時代においては、Geological recordを読むことで、逆に地球の軌道要素を推定していくことが、今後の研究の方向であることを述べられていました。