今の人類が大寒冷期とニアミスしていたことを知ってましたか? そして次の寒冷期の到来は?

(写真:ロイター/アフロ)

 地球が過去100万年ほどの間に、寒い「氷期」と暖かい「間氷期」を繰り返し経験したことをご存知の方は多いだろう(よく「氷河期」というが、地球の一部に氷河がある「氷河時代」の意味との混同を避けるため、ここでは「氷期」という。氷河時代は氷期と間氷期を含む)。

 氷期は原始人がマンモスを狩っていたイメージだろうか。そして間氷期が来て農耕が始まり、現在に至る。しかし、いつか次の氷期が訪れるはずである。

 一般の方と地球温暖化の話をしていると、「次の氷期が来れば温暖化でなく寒冷化するのではないですか」「氷期が来ると困るので温暖化させたほうがよいのではないですか」という声を聞くことがある。

 先日、講演でこの点を含めて解説した内容を弊研究所のニュースレターに採録し、SNSで発信したところ、予想以上に反応があった。これをきっかけに、気になっていた論文を読んで理解を深めたので、改めて解説を試みたい。

現在、氷期が来ていてもおかしくなかった

 ドイツのポツダム気候影響研究所のGanopolski博士らは、2016年にNatureに発表した論文で、地球が氷期に突入する条件をかなり明確に提示している。

 これによれば、タイミングからいうと、現在、氷期が始まっていてもおかしくなかった。しかし、大気中の二酸化炭素(CO2)濃度がわずか40ppmほど高かったおかげで、氷期の開始はぎりぎり回避されたということになる。

 そもそも、氷期・間氷期の開始のタイミングは、ミランコビッチサイクルとして知られる、天文学的現象がペースメーカーとなっている。地球が太陽の周りを回る公転軌道の形(真円に近づいたり、ほんの少し楕円形に伸びたりする)、自転軸の傾きとその向きが、木星などの重力の影響により、それぞれ数万年という周期で変動する。

 これによって、地球が受け取る日射量の大きさや分布が変化するが、特に、北半球高緯度の夏の日射量がポイントである。これが小さくなると、北半球に降り積もった雪が解け残って蓄積していき、氷河が拡大することで、間氷期から氷期への移行の引き金となりうる。逆に、この日射量が大きくなれば、氷河を縮小させて、氷期から間氷期への移行が起きうる。

 もう少し具体的にみてみよう。暦に詳しい人は、一年のうちで地球が太陽からもっとも遠ざかる「遠日点」が、7月の始めに訪れることをご存知かもしれない。つまり、現在は、北半球の夏に、地球は太陽から遠く、日射量が相対的に小さい。実は、これが氷期が始まるための重要な条件なのだ。逆に、現在の間氷期が始まった1万2000年ほど前には、北半球の夏は「近日点」に近く、日射量が相対的に大きかった。

北半球の夏に遠日点を通過する地球。この条件のとき北半球高緯度の夏の日射が相対的に小さくなり、氷期への移行が起こりうる
北半球の夏に遠日点を通過する地球。この条件のとき北半球高緯度の夏の日射が相対的に小さくなり、氷期への移行が起こりうる

 しかし、現在は、北半球高緯度の夏の日射量が極小になったにもかかわらず、公転軌道がそれほど楕円でなかったこと、自転軸がそれほど「立って」いなかったこと、そして、CO2濃度が少し高かったこと、といった幸運(?)が重なって、氷期が始まらなかったと考えられる。

 実際、現在と条件がよく似ている40万年ほど前には、地球の自転軸が現在と比べてほんの少し(1°弱)「立って」いただけで、氷期が始まった(自転軸が立っているほど、高緯度の夏の日射は弱まる)。また、同じく条件が似ている80万年ほど前には、現在より公転軌道がほんの少し楕円で、かつCO2濃度が40ppmほど低かっただけで、氷期に突入していたのだ。

氷期への突入を止めたのは人類か?

 もし日射量の条件が同じならば、大気中のCO2濃度が高いほど、その温室効果により、氷河の拡大が起きにくく、したがって、氷期への突入が起きにくい。産業革命前のCO2濃度は280ppm程度であったと考えられるが、Ganopolski博士らによれば、これがもしも少し低い240ppmであったら、氷期が始まっていたかもしれない。現在の人類は平均気温が今より5℃以上も寒い気候の中を生き延びねばならなかったのである。

 では、産業革命前にCO2濃度が少し高かったのは、人類の仕業かというと、どうもこれはよくわからない。産業革命前の人間活動によるCO2濃度への影響にはさまざまな見積もりがあるらしい。

 ある見積りによれば、人類が農耕を開始して、森林を切り開くことにより大気中にCO2を排出し、産業革命が起きるよりも前にCO2濃度を40ppm程度増加させていてもおかしくないそうだ。つまり、自然の状態ならば産業革命前のCO2濃度は240ppmだったものが、人間活動により280ppmに増加していたかもしれないというのである。

 もしもこれが正しかったとすると、我々の祖先が知らずに行った自然への介入が、その後の我々の生きる気候に天と地ほどの差をもたらしているということになる。我々は彼らに感謝すべきかもしれない。

次の氷期の到来は?

 ところで、近現代の人類も、もちろん、大規模な自然への介入(ここでは主として化石燃料の採掘と燃焼)を行い、大気中のCO2濃度を増加させ続けている。かつて280ppmだったCO2濃度は今や400ppmを超え、当分の間は氷期の始まりようがない状態といってよい。では、ずっと先はどうだろうか。

 実は、次に氷期が始まりうるタイミングが訪れるのは、およそ5万年後である。今の人類が大気に排出したCO2は、それまでに海や陸上生態系に吸収されていくが、ある程度の影響は残る。

 Ganopolski博士らによれば、人類がトータルで1兆トンの炭素(3.7兆トンのCO2)を大気に注入したとすると、大気に残ったCO2の温室効果により、5万年後の氷期は訪れない可能性が高くなる。人類はすでに0.5兆トン以上の炭素を大気に注入しており、パリ協定の目標が達成できたとして、トータルで排出される炭素は1兆トン弱になるだろう。

 今の人類は地球温暖化問題を起こしてしまったが、この問題をなんとか乗り越えて文明を存続させ続けたら、5万年後の氷期を止めたことによって、そのころの子孫たちには感謝されるかもしれない。もっとも、5万年後の人類は地球の気候などやすやすと制御できているかもしれないし、あるいは宇宙に出ていってしまっているかもしれないが。