火星と海底が深く関連していました。
オーストラリアのシドニー大学（USYD）で行われた研究により、火星は240万年ものメガ周期で地球を引っ張ることで、海を揺り動かし、海底に大きな変化を与えていたことが示されました。
このメガ周期が5600万年前から始まっており、地球環境が火星の重力の影響を受けながら形成されていたことを示しています。
研究内容の詳細は2024年3月12日に『Nature Communications』にて公開されました。
目次
- 地球の海底は240万年周期で激しくかき乱されていた
- 火星の影響で地球は240万年周期で太陽に接近していた
地球の海底は240万年周期で激しくかき乱されていた
多くの大発見がそうであるように、今回の研究も始まりは別の目的を持っていました。
研究者たちは当初、温暖化よって海底流が激しくなるのか、それとも穏やかになるかを調べることを目指していました。
地球の気温と海流は深く結びついていることが以前から知られていましたが、海底を流れる海底流にかんしては観察が難しく、十分に理解されていませんでした。
飛行機が発明されるまで高高度のジェット気流が気付かれなかったように、深海に潜水したり掘削するアプローチ技術が進歩するまで、人類は海底にかんして無知だったのです。
調査に当たってはまず、世界各地の海底300カ所から採掘された深海コアのデータが収集され、過去7000万年間にわたる堆積物の蓄積パターンが調べられました。
河口付近の堆積物を調べることで、過去の川の流れがどのようなものだったかを調べられるように、海底深くの堆積物を調べることで、遥か過去の海底流がどんなものだったかを予測できます。
すると予想通り、暖かい海洋では表層部と深部がより活発に循環しており、海底の侵食や堆積物の局所的な吹き溜まりを形成していることが判明します。
熱帯地域の空気で激しい上昇流と下降流がみられるように、海が暖かい場所でも激しい流れの変化が起きていたのです。
また活発な循環が発生した場所では、堆積物の蓄積パターンに大きな変化が起きていることがわかりました。
ですが最も興味深い点は別にありました。
研究者たちが地球各地の堆積物の蓄積パターンを時系列にみたところ、地球規模でおよそ240万年ごとにパターンに大きな変化が起こり、海底流の流れも活発化していることが示されました。
さらに、この240万年ごとのメガ周期は地球で太陽放射が増加し、気候が温暖化していた時期と一致することが判明しました。
つまり240万年ごとに何かが起こり、地球が熱くなって海流の循環が増加し、そのたびに海底がかき乱されていたのです。
問題はその「何か」の正体です。
火星の影響で地球は240万年周期で太陽に接近していた
240万年ごとに地球の海底をかき乱していたのは何か？
謎を解明するため研究者たちは、同様の240万年の周期を持つ地質学的・天文学的な現象を調べました。
地球の公転軌道は太陽系の他の惑星（水星・金星・火星・木星・土星・天王星・海王星）の重力相互作用によって、常にわずかながら振動しています。
最も短い周期は、数万年～数十万年ごとに発生するものであり、ミラコビッチサイクルと呼ばれているものであり、自転軸の揺れや軌道の周期的変化が起こります。
よく見かける太陽系の図では、地球の軌道はずっと一定の円形であるように感じてしまいますが、実際には太陽系の様々な惑星の重力的影響により、地球が太陽を周る軌道は、一定の周期でその経路や軸を変化させています。
しかし近年の研究により、数百万年規模の非常に長期的な周期も存在していることが明らかになってきたのです。
そのうちの1つが、主に地球と火星の重力相互作用によって240万年ごとに発生する「グランドサイクル」です。
地球の軌道は火星の重力的影響によって離心率が変化していきます。これは非常に小さな変化ですが、イメージ的にはぐにゃぐにゃと歪む楕円のような感じです。その変化の中で、240万年周期で地球が通常より太陽に近い経路を取るようになるのです。
過去に行われた研究では、この240万年周期の太陽放射による変化が地質や化石群などの放射性同位体の比率変化などに刻まれていることも示されています。
そこで研究者たちは、この240万年ごとの天文学的周期と、今回の研究で発見された240万年ごとの堆積物蓄積パターンの周期を比較してみました。
すると、両者が見事に一致していることが判明。
そのため研究者たちは「火星と地球の重力相互作用が240万年ごとに、地球を太陽に近づけて加熱し、結果として海底流の速度を増して、最終的に堆積物の蓄積パターンが変化した」と結論しました。
地球と火星の距離は5500万～4億kmの間で変動しており、火星の重力の影響は本来はわずかです。
しかし周期の到来は地球全体を太陽に近づけるため、僅かな重力の作用でも地球全体が受け取る太陽放射は大きく変化し、海底流にも影響が及んだと考えられます。
研究者たちは火星の重力が地球に及ぼす影響をバタフライ効果にたとえており、天文学的な力の役割を解明することは、地球温暖化を理解するにあたり重要になると述べています。
（注意：研究で示された図からは、現在が5番目の周期に入っていてもおかしくないように思えますが、本研究は温室効果ガスによる地球温暖化を否定する意図でなされたものではありません）
惑星配列による僅かな重力変化でも多大な影響があることを考えると、地球環境は私たちが思っているよりもずっと繊細なものなのかもしれませんね。
参考文献
Mars attracts: how Earth’s planetary interactions drive deep-sea circulation
https://www.sydney.edu.au/news-opinion/news/2024/03/12/mars-attracts-earth-interaction-red-planet-drives-deep-sea-circulation.html
元論文
Deep-sea hiatus record reveals orbital pacing by 2.4 Myr eccentricity grand cycles
https://doi.org/10.1038/s41467-024-46171-5
ライター
川勝康弘: ナゾロジー副編集長。 大学で研究生活を送ること10年と少し。 小説家としての活動履歴あり。 専門は生物学ですが、量子力学・社会学・医学・薬学なども担当します。 日々の記事作成は可能な限り、一次資料たる論文を元にするよう心がけています。 夢は最新科学をまとめて小学生用に本にすること。
編集者
海沼 賢: ナゾロジーのディレクションを担当。大学では電気電子工学、大学院では知識科学を専攻。科学進歩と共に分断されがちな分野間交流の場、一般の人々が科学知識とふれあう場の創出を目指しています。
