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中期始新世気候極大期( MECO ) は中期始新世温暖極大期( METM ) とも呼ばれ、[1] は、約 4050 万年から 4000万年前のバルトニアン期に発生した非常に温暖な気候の期間です。[2]この時期は、中期始新世および後期始新世を特徴づける地球全体の寒冷化傾向の顕著な逆転を示しました。[1]
間隔
MECOの期間の長さについては議論があるが、約4050万年から4000万年続いたことがわかっている。場所と方法論に応じて、このイベントの期間は300、[3] 500、[2] 600、[4] 750千年と様々に推定されている。[5]
気候
MECOは世界的に同期しており、海洋と陸上の両方のシーケンスで観測されました。[6] MECO中の世界平均表面温度は約23.1℃でした。[1]テチス海の海面水温（SST）は32〜36℃と推定されています。[7]現在のリグーリア沖の水温は約4〜6℃上昇し、[8]バルカナリア諸島南西部の海水温は2〜5℃上昇しました。[9]北西大西洋では上層海洋温度が3℃上昇しました。[10]南西太平洋では、SSTが平均約22℃から28℃に上昇しました。[11] MECOのピーク時の深海温度は約9℃でした。[12]シーモア島周辺の浅い棚では、温度が約5℃上昇しました。[13]北米大陸の内陸部はより顕著に温暖化し、MECOのピーク時には23℃±3℃から32℃±3℃へと9℃上昇し、その後MECO後に11℃低下した。[14]
北アメリカ西部では、湖の塩分濃度が著しく低下した。[15]ピレネー山脈はより暑く乾燥するようになった。[16]当時バルカン半島の一部であったトルコ北中部は、湿潤で温暖であった。[17]大陸アジアはかつて MECO の間に激しい乾燥化を経験したと考えられていたが、最近の研究では、これは MECO 後、世界の平均気温が再び低下したときに起こったことがわかっている。[18]
大陸の風化は気温の上昇とともに進行した。[19]水循環の促進により海洋に供給される栄養素が増加し、海洋生物の生産性が急上昇した。 [20]テチス海、[21]北大西洋、[22]南大西洋、[23]南極海では広範囲にわたる富栄養化が記録されている。[24]
テチス海ではMECOの間に海水の酸素含有量が減少した。[25] [21] [7]イタリア北東部のアラーノ遺跡の地球化学的研究によると、テチス海の酸素欠乏状態は約40万～50万年前から続いている。[26]南極海の証拠は、この海域でも深海の脱酸素化が進行したことを示唆している。[27]これらの酸素の少ない海域では有機炭素の埋没率が急上昇し、これが負のフィードバックとして機能し、温暖化終了後に地球の気温をMECO以前の状態に戻すのに役立った可能性がある。[28]しかし、脱酸素化は世界的に遍在していたわけではなく、南大西洋掘削プログラム地点702などの南大西洋地点では、酸素欠乏状態への移行の証拠は見られない。[3] MECOのいくつかの調査されたセクションで緑海石の形成が促進されたのは、海洋酸素含有量の減少が鉄の移動性と緑海石の形成に取り込まれる能力を阻害しなかったためであると考えられています。[29]
MECO期間中に海洋酸性化が起こった証拠として、海底3キロメートル以上の深さの海域全体で炭酸塩の蓄積量が大幅に減少したことが挙げられます。 [2]酸性化は水柱全体に影響を及ぼし、深海域にまで広がりました。[30]
原因
MECOでは、大気中の二酸化炭素濃度が著しく上昇した。[2]ピーク時には、p CO 2値は4,000 ppmに達した可能性がある。[31] p CO 2が上昇した原因の1つとして、当時起こっていたインドとユーラシアの衝突とヒマラヤ山脈の形成が挙げられ、この際に変成作用によって大量の温室効果ガスが放出されたと考えられるが、変成作用による炭素放出の時期はよくわかっていない。オーストラリアと南極の間の地域周辺での海底拡大速度の上昇と変成作用による脱炭酸反応、さらにこの地域での火山活動の活発化も、大気中への炭素注入源であった可能性がある。[4]さらに別の仮説では、現在のアゼルバイジャンとイランにおける大陸弧火山活動の活発化が、大気中の温室効果ガス濃度の急上昇に関係しているという。[32]いくつかの分析では、大気中のp CO2の上昇は以前の研究が示唆していたよりも限定的であったことが判明しており、代わりに観測された温暖化は、地球の気候が今日と比較してp CO2の変化に対してはるかに敏感になったことによって引き起こされたと提案しています。[33]
MECO の始まりの頃には、ケイ酸塩風化の負のフィードバックが減少し、火山から放出された二酸化炭素が大気中に長く留まるようになった可能性がある。これは、非常に温暖な前期始新世と中期始新世初期に大陸の岩石が風化しにくくなった結果として起こった可能性がある。MECO の頃には、大量の二酸化炭素を吸収できるほどのケイ酸塩岩石の領域はほとんど残っていなかっただろう。[34] MECO の温暖さは、温暖化の始まりに続いて粘土形成が促進され、ケイ酸塩風化がさらに抑制されたことで維持された可能性がある。 [35]
ミランコビッチサイクルは、MECOの温暖化を引き起こす役割を果たしたと示唆されている。MECOは、約4020万年前に発生した240万年前の離心率サイクルの極小期と一致した。[36]この240万年前の離心率極小期は、40万年前の離心率サイクルの極小期と一致しており、これらの離心率極小期の同時発生が、MECOの持続的な地球温暖化を可能にする条件を助長した可能性が高い。[37]
生物的影響
プランクトン性有孔虫は大きな生物的入れ替わりを経験し、ダニ科の多様性は大きく減少し、モロゾベリッド類は絶滅した。[38]暖かい水によく適応した種であるプランクトン性有孔虫Orbulinoides beckmanniの分布は、MECOの間に高緯度まで拡大した。[5] [39]底生有孔虫は、浮遊性従属栄養生物の呼吸が強化され、海洋深部へ進む有機物の量が制限されたため減少した。[40] [41]しかし、大型の底生有孔虫は繁栄し、[42]これは温暖化イベント全体で観測されたプラットフォーム炭酸塩堆積の大幅な増加に貢献した。[43]珪酸が以前よりも大量に海洋に供給されたため、珪鞭毛藻類、珪藻類、放散虫が繁栄した。[44]海洋への鉄の輸送量が増加し、磁性細菌の個体数が増加した。[45] MECOは、中型から大型の捕食者ギルドにおけるサメ状軟骨魚類からメジロザメ科魚類への置き換えと一致した。 [46]
北アメリカでは、MECOは中期から後期始新世の哺乳類群集の最高点を示した。[47] MECOの温暖化は動物相の入れ替わりを促進し、大陸の陸上生態系においてクラウングループの肉食動物が目立つようになった。[48] [49]
バルカナトリアでは、低山帯の森林と温暖で湿潤な低地熱帯雨林が、現在の北アナトリアの黒海中部地域の主要なバイオームであった。[50]
パタゴニアの植物多様性はMECO期間中に40%増加したが、これは主に新熱帯植物が南方へと移動し、既存の温帯ゴンドワナ植物と混ざったためである。[51]現在熱帯地方のみに生息する新熱帯系統は、南アメリカの最南端まで到達した。[52]豊富な二酸化炭素と好ましい気温に養われたこの非常に多様性に富んだ植物は、温室効果ガスの排出が終了した後、MECO以前の生物多様性レベルに戻った。[51]
オーストラリア南東部の沿岸部は中温帯の熱帯雨林が広がっていたが、この植物がMECO以前にすでに存在していたかどうかは議論の余地がある。[53]
参照
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