かつて生物種の大量絶滅を引き起こした「殺人者」、その「影」は今後地球上に再び現れるのだろうか？

トゥチョンクリエイティブ

近年の気候変動は、異常気象の頻発、氷河の急速な融解、生態環境の変化、一部の種の急速な絶滅など、誰もが身をもって体験しているのではないでしょうか。この異常気象の原因の多くは、異常に高い海水温に関係しています。その中で、科学者たちは、現在東部および中部太平洋の熱帯海域で発生している異常な海水温を「エルニーニョ」現象と呼んでいます。

では、エルニーニョ現象とは一体何であり、どのような特徴があるのでしょうか?簡単に言えば、エルニーニョは主に東部および中部赤道太平洋の海水温の異常な上昇によって現れる気候現象です。これは地球の気候システムの重要な構成要素であり、地球の気候に大きな影響を与えます。エルニーニョの主な特徴と影響は次のとおりです。

1. 異常な海水温: エルニーニョ現象の中心的な特徴は、東部および中部赤道太平洋の海水温が大幅に上昇することです。この上昇は通常、東風の弱まりや逆転によって引き起こされ、西太平洋から東太平洋へ暖かい水が流れます。

2. 大気循環の変化: 海水温の上昇は、大気循環パターン、特にウォーカー循環に影響を与えます。通常、太平洋東部の海水温の上昇により、その地域の空気が上昇し、世界中の風や降水パターンが変化します。

3. 地球規模の気候への影響: エルニーニョは世界中で異常気象を引き起こす可能性があります。例えば、南米の西海岸では異常な降雨量と洪水が発生する可能性があり、オーストラリアと東南アジアでは干ばつが発生する可能性があります。

4. 周期性: エルニーニョは通常 2 年から 7 年ごとに発生し、数か月から 1 年続きます。これはエルニーニョ南方振動（ENSO）の一部であり、異常に低い海水温であるラニーニャも含まれます。

5. 生態学的および経済的影響: エルニーニョは、漁獲量の減少、農業生産の減少、自然災害の増加など、生態系や経済活動に影響を及ぼす可能性があります。

エルニーニョ現象は地球の気候システムにとって重要な要素であり、自然環境と人間社会に多大な影響を及ぼします。

エルニーニョ現象がさらに激化し、気候が異常な状態になると、さらに多くの種の絶滅が加速し、大量絶滅を引き起こす可能性があります。一部の科学者は、現在の種の絶滅の速度に基づいて、地球が第6の大量絶滅イベントに突入していると懸念している。

地球上の生命の進化の歴史における最初の 5 回の大量絶滅を振り返ってみると、現在の「エルニーニョ」現象と同様に、赤道付近の特定の地域での異常な海水温の上昇と関係があるのでしょうか。関連する地質学的記録は見つかりますか?

地層の化石記録によると、確認されている 5 つの大量絶滅は次のとおりです。

1. 約 4 億 4500 万年前のオルドビス紀 - シルル紀の絶滅は、主に海洋生物に影響を与えました。

2. 約 3 億 7000 万年前の後期デボン紀絶滅は、複数の段階の絶滅を特徴とし、主に海洋生物に影響を与えました。

3. 約2億5200万年前のペルム紀-三畳紀の絶滅イベント。これは地球史上最も深刻な絶滅事象であり、海洋種の約96％と陸生種の約70％が絶滅した。

4. 約2億年前の三畳紀-ジュラ紀の絶滅イベント。主に陸上と海洋の生命に影響を及ぼします。

5. 約6600万年前の白亜紀-第三紀の絶滅イベント。これは鳥類を除く恐竜の大量絶滅につながったことは一般にもよく知られています。

上記の出来事のうち、ペルム紀末の絶滅出来事は、その規模の大きさだけでなく、複雑な陸と海の相互作用、地球温暖化、海洋の低酸素状態、赤道付近の局所的な海水温の上昇などを伴うことから、特に重要です。

この出来事は、火山活動（シベリアの溶岩噴火など）、温室効果ガスによる気候温暖化、関連する生態系の崩壊など、複数の大災害によって引き起こされたと一般的に考えられています。

しかし、これらの要因のうちどれが支配的なものであるかについては、科学界でもさまざまな意見があります。最近、中国の科学者らは「スーパーエルニーニョがペルム紀末の大量絶滅を引き起こした」と題する論文をサイエンス誌に発表した。もちろん、ここで言う「エルニーニョ」は、現在の太平洋とは何ら関係がなく、赤道付近の特定の地域で海水温が異常に高くなることで起こる異常気象の現象を指します。

この科学者チームは、堆積物の地球化学的指標と複雑な地球システム科学モデルシミュレーションを組み合わせて、海洋と大気の結合の観点からペルム紀末の大量絶滅の開始と発展のメカニズムを分析しました。さらに、この2年半前の「スーパーエルニーニョ」も火山の噴火と関係がありました。

大規模な火山活動により、二酸化炭素や硫黄化合物などの温室効果ガスが大量に放出され、地球温暖化や短期的な寒冷化につながる可能性があることはわかっています。このような気候変動は、エルニーニョ現象の頻度や強度など、地球規模の気象パターンに影響を及ぼす可能性があります。

この論文では、地層中の絶滅した海洋生物であるコノドントの酸素同位体古温度計を使用して、古テチス海の東西の緯度温度差を再構築します。また、複雑な地球システム科学モデルを用いたシミュレーションと堆積学的証拠との相互検証により、ペルム紀末期の海洋と大気の結合プロセスの新しいモデルを確立します。

結果によると、パンゲアのペルム紀末期には、大気中の二酸化炭素濃度が上昇し、赤道付近の特定の地域の海水温がどんどん高くなったようです。 2億5千万年前のペルム紀と三畳紀の変わり目に、大気中の二酸化炭素が増加し続けた結果、赤道付近のある地域で異常に高い海水温が発生し、赤道付近の大気圧の逆振動を引き起こし、気候異常を引き起こしました。その結果、まず陸上生物が絶滅し、次に海洋生物が絶滅しました。この2つの絶滅には約1万年から7万年の間隔があります。

将来の気候温暖化がエルニーニョ南方振動の強度と期間の持続的な増加につながるかどうかについては、まだ激しい議論が続いていますが、エルニーニョが森林の劣化、サンゴの白化、鳥や魚の大量死を引き起こすことが多いという事実は、すでに大きな実際的な問題となっています。

本論文では、過去を例に挙げて現在を説明することにより、地球温暖化の文脈における短期的な気候変動の環境影響が過小評価されてきたことを明らかにし、より変動の激しい現代の気候変動に人類がどのように対処するかを再考するための参考資料を提供しています。

この記事は科学普及中国創造育成プログラムの支援を受けた作品です。

著者: 中国地質大学教授 シャオ・ロン

査読者: 戴雲偉、中国気象局シニアエンジニア

制作：中国科学技術協会科学普及部

制作：中国科学技術出版有限公司、北京中科星河文化メディア有限公司