野ココ温暖化分野分科学の #04 氷床コアからわかることが知りたい地球温暖化過去数十万年に渡る南極の氷のサンプルを分析して得られたデータでは、気温上昇が先にあって、それに追随して二酸化炭素（ＣＯ２）などの温室効果ガス濃度が上昇していると聞きました。ＣＯ２が増えて温暖化するのではなかったのですか。分野地球環境研究センター大気・海洋モニタリング推進室長町田敏暢 IPCCの第５次評価報告書（注1）では、1951∼2010年の世界平均地上気温の観測された上昇の半分以上は、温室効果ガス濃度の人為的増加とその他の人為起源強制力の組み合せによって引き起こされた可能性が極めて高いとされています。つまり近年の温暖化は温室効果ガスの変動がきっかけになっていると言えますが、過去にはこれと逆に、気温の変動をきっかけとして大気中の温室効果ガス濃度が大きく変化していた自然現象があったのも事実です。更新情報平成26年3月3日内容を一部更新国立環境研究所地球環境研究センター過去に起こった氷期 - 間氷期サイクル大気中のＣＯ２濃度は人類が化石燃料を燃焼させること以外にも、自然のしくみ（陸上植物や海洋の働きなど）によって大きく変動スの影響を考慮に入れないと、氷期―間氷期の気温差を半分程度しか説明できません。すなわち、過去にも、大気中の温室効果ガスの変動が地球の気候を実際に変えていたことがわかってきたのです。しうるものです。たとえば、過去数十万年の間に起こった氷期−間氷期（かんぴょうき）サイクルと同期するようにＣＯ２などの温室効果ガスの濃度が大きく変化していたという証拠が、南極やグリーンランドの氷床を掘削した氷のサンプル（氷床コア）から得られています。例として図１に一番最近の氷期（最終氷期）から現在の間氷期に移行する間の南極の気温（の指標）とＣＯ２濃度およびメタン濃度の詳細な変動を示します（注2）。この図を見ると、最終氷期からの気温と温室効果ガスの上昇はほぼ同時か、気温の方がやや早いということがわかります。この現象は、まず気温上昇などの気候変動で温室効果ガスの濃度が変化し、温室効果ガスの変化がさらに気温変動を増幅させたものであると説明されています。この気温の変化と温室効果ガスの変化について、以下でもう少し詳しく説明していきます。変動のきっかけは日射量の変化およそ10万年の周期で起こった氷期−間氷期サイクルは北半球の高緯度地方に降り注ぐ日射量が変わったことがきっかけになっています。これは地球の自転軸や公転軌道の周期的な変化に対応しており、ミランコヴィッチサイクルと呼ばれています。図１の最終氷期の終わりを例にとると、この日射量変化をきっかけとして、北アメリカやヨーロッパを覆っていた氷床面積の減少、海水面の上昇とそれに伴う大気中の塵の減少、さらには陸上植物の分布が変化したことなどが現在の間氷期への移行に寄与したとされていますが、最近の研究によれば、これらの変動に加えてＣＯ２などの温室効果ガ図1 南極ドームCで掘削された氷床コアを解析して得られた22,000 年前から9,000年前にかけての、南極の気温の指標である氷を形成している水分子の水素同位体比（δD）、ＣＯ２濃度およびメタン濃度の変遷。（Monnin et al., Science, 291, 112-114, 2001）（ American Association for the Advancement of Scienceより許可を得て転載）自然現象として温室効果ガス濃度が変化するしくみが明らかにされつつある次に、過去に温室効果ガスの濃度が変化したメカニズムですが、そう簡単ではありませんし、未だに「定説」があるとはいい切れません。ごく大まかには、氷期−間氷期サイクルにおけるＣＯ２の変動には、南極周辺の海洋が重要な役割を担っていたと考えられています。一方、メタンは陸上の湿地が主たる放出源ですので、熱帯から北半球にかけての気温や降水量の変動に濃度が影響されます。図１では最終氷期から現在の間氷期にかけての気候変動が、IからIVの四つのステージに分けられています。ＣＯ２とメタンの変動がそれぞれのステージで違ったふるまいをしているのは、上記のような発生・吸収メカニズムの違いがあるからです。実はこのような気温上昇のタイミングや温室効果ガスの変動要因の解明は、今でもホットな研究分野で、次々と新しい事実が明らかになっているところです。日本が南極ドームふじ基地で掘削した氷床コアを極めて詳細に解析した結果、最終氷期のみならずそれ以前の氷期の終わりも気温の上昇が先であったことがわかり、ミランコヴィッチ説を強く支持したことは、これらの議論の中でも大きな貢献でした。過去の事実が語ること - 人類が与える大きなインパクト氷床コア解析のような過去の知見の蓄積は、将来の気候変動を予測する上で非常に貴重な情報となります。さらに別な視点からいうと、図１の急激に見えるＣＯ２の増加が１０００年で20ppm程度であるのに対して、現在ではたった１0年で同程度の濃度上昇が観測されているのですから、氷床コア解析のデータはわれわれ人類が大気に対していかに大きなインパクトを与えているかを考えさせられる貴重な情報であるともいえます。（本回答の作成にあたり、国立極地研究所の川村賢二博士に有用な助言をいただきました。）（注1）IPCC 第5次評価報告書第1作業部会報告書政策決定者向け要約 (気象庁訳 http://www.data.jma.go.jp/cpdinfo/ipcc/ar5/index.html) （注2）南極やグリーンランドの内陸に降り積もった雪は夏になっても融けないので、その重みで圧密されて氷へと変わる際に隙間の空気を気泡として閉じこめます。氷床コアからこの気泡中の空気を汚染することなく取り出すと、現代にいながら過去の空気を調べることが可能になります。図1のＣＯ２とメタンの濃度はこうして測ったものです。さらにくわしく知りたい人のために氷期の間氷期サイクルと炭素循環について知りたいなら：日本海洋学会編（2001）海と環境. 講談社. 氷期−間氷期の気候変動についてくわしく知りたいなら：ジョン・D・コックス（東郷えりか訳）（2006）異常気象の正体. 河出書房新社. 最も新しい情報： IPCC第5次評価報告書第１作業部会報告書第5章「古気候記録からの情報」 Masson-Delmotte, V., M. Schulz, A. Abe-Ouchi, J. Beer, A. Ganopolski, J.F. González Rouco, E. Jansen, K. Lambeck, J. Luterbacher, T. Naish, T. Osborn, B. Otto-Bliesner, T. Quinn, R. Ramesh, M. Rojas, X. Shao and A. Timmermann, 2013: Information from Paleoclimate Archives. In: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P.M. Midgley (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA. または http://www.climatechange2013.org/report/full-report/ のChapter5 （いずれも英語）