国際的な研究チームは、南極が現在よりも気温が5度高かった約3400万年前に巨大な氷床に覆われた一方で、北半球で大規模な氷床が形成されたのはわずか約500万年前であったメカニズムを解明しました。
学術誌『サイエンス』に掲載されたこの研究は、サウサンプトン大学のトーマス・ガーノン教授が率い、ダラム大学、ドイツ地球科学研究センター（GFZヘルムホルツ）、ポツダム大学、ユトレヒト大学、フィレンツェ大学の研究者らと共同で行ったもので、過去1億年にわたる東南極の地形進化に関するコンピューターモデルに基づいています。
そのデータによると、2億100万年前から1億4300万年前のジュラ紀に起きた南極とアフリカの分離が重要な役割を果たしました。このプロセスが「マントルの波」、すなわち大陸地殻の下での物質の緩やかな移動を引き起こし、東南極の地表を徐々に押し上げたのです。
その結果、4500万年前までにこの地域の大部分が海抜2キロメートル以上の高さまで隆起しました。この高度では、雪や氷が夏の間も解けずに一年中残り、徐々に蓄積されて、まず山岳氷河が形成され、その後、単一の氷床へと成長したのです。
研究チームは、クイーン・モード・ランドにある高さ約2キロメートルの沿岸断崖や広大な高原、そして氷の下に埋もれたガンブルツェフ山脈に特に注目しました。モデルの示すところによれば、氷河化が始まった時点で山脈のほぼ半分が海抜2キロメートルを超えており、氷が安定して蓄積されるために必要な条件が整っていました。
研究者たちは、大気中の二酸化炭素濃度の低下だけでは、もし二酸化炭素だけが要因であれば両極がほぼ同時に氷に覆われていたはずであるため、この非対称性を説明できないと指摘しています。地質学的な隆起こそが、南極に決定的な優位性をもたらしたのです。
氷床が拡大するにつれて、氷の白い表面がより多くの太陽光を反射して地域をさらに冷却するというアルベド効果が働きました。また、より冷たい空気は水蒸気の保持量が少ないため、温室効果が弱まり、さらなる気温低下を招きました。
当時の北極圏には同様の高原や山脈が存在しなかったため、地球全体が寒冷化した際にも、かなり後代になるまで大規模な氷床は形成されませんでした。
著者らは、地球内部のプロセスが地形を決定づけ、それによって大規模な気候変動が可能になったり、あるいは困難になったりすることを強調しています。この発見は、古代の氷河化だけでなく、現代の気候システムにおける潜在的なティッピングポイントをより深く理解することに役立ちます。
本研究は、地質学的な復元、地震データ、数値シミュレーションを組み合わせており、現在利用可能な手法の範囲内で結論に高い妥当性を持たせています。
