氷期-間氷期のサイクルの原因は？
地球の軌道の変化により、季節ごとに地球が受ける太陽放射の量が変化します。 間氷期は、北半球の夏の日射量が多い時期に起こる傾向があります。 このような氷期と間氷期のサイクルは、第四紀（過去260万年）を通じて繰り返されてきました。 第四紀中期以降、氷期-間氷期のサイクルは、約10万年の周期で繰り返されている（Lisiecki and Raymo 2005）。 太陽放射の時系列では、このような長さの周期（「離心率」と呼ばれる）が存在しますが、約2万3千年続く周期（「赤道離脱」と呼ばれる）よりも弱いです。
間氷期は、北半球の夏の日射量がピークになる時期に発生する傾向があります。 しかし、完全な間氷期は歳差運動の周期の5番目のピークにしか発生しません。 この現象の全容はまだ解明されていない。
もう1つの興味深い事実は、南極大陸の気温の変化が高北緯の日射量の変化と同調していることです。 南極付近の高南緯度地域の日射量の変化は、気温の変化と位相がずれており、最近の氷河期の最も寒い時期は、その地域の日射量がピークに達していた頃であったことがわかっています。
なぜ氷期は突然終わるのか
南極大陸の気温記録（黒線）の非対称な形に注目してください（Kawamura et al. 氷河期末期の温暖化は、太陽日射量の増加よりも急激に起こる傾向がある。 これにはいくつかの正のフィードバックが関わっている。 1つは、氷-アルベドのフィードバック。 もうひとつは、大気中のCO2によるフィードバックです。 氷床の気泡に閉じ込められた過去のCO2を直接測定すると、氷期に大気中のCO2量が減少していることがわかる（Kawamura et al.2007; Siegenthaler et al.2005; Bereiter et al.2015）。 CO2濃度が低下すると、大気の温室効果が弱まり、気温が低く維持されるようになった。 氷河期末の温暖化により、海洋からCO2が放出され、大気の温室効果が強まり、さらなる温暖化につながったのです。
氷期/間氷期のサイクルに関連するいくつかの重要なデータセットです。
- Berger and Loutre (1991), 過去500万年間の入射日射量の計算結果
- Peltier (1994), 最終氷期の極大期以降の氷床の地形
- Lisiecki and Raymo (2005), 世界の氷の量の代理として使用される底生生物のδ18O記録
- Siegenthaler et al. (2005)、南極大陸のEPICAドームC氷床コアからの二酸化炭素
- Jouzel et al. (2007), Dome Fuji ice coreからの安定同位体と微量ガス
- Bereiter et al. (2015), AntarcticaのEPICA Dome C ice coreからの二酸化炭素