中期中新世の混乱

中期中新世の気候遷移（MMCT）は、中新世の中頃、およそ1400万年前のランギアン期に起こった比較的安定した気候寒冷化の期間であり、[1] 世界的に氷床の体積が増加し、東南極氷床（EAIS）の氷が再び形成された。 [2] 中期中新世の混乱、あるいは 中期中^新世絶滅、^中期中新世絶滅ピークという用語は、この気候間隔中に起こった陸上生物と水生生物の絶滅の波を指す。この期間の前には、1800万年から1400万年前の比較的温暖な期間である中期中新世気候最適期（MMCO）があった。 ^[3]中期中新世の混乱につながった寒冷化は、主にCO2_が地球の大気から有機物によって引き抜かれ、モントレー層などのさまざまな場所に捕らえられたことに起因している。^{[4]これらは}大陸移動による海洋と大気の循環の変化によって増幅された可能性がある。^[1]さらに、軌道のペース要因も役割を果たした可能性がある。^[5]

この期間に起こった気候寒冷化の主な影響の1つは、EAISの成長であり、^{[6] [4]}東南極氷床拡大（EAIE）と呼ばれています。^{[7]湿潤氷河から}冷氷河への温度変化は、約1394万年前にトランスアンタークティック山脈で記録されており、年間平均気温が25～30℃低下したことを反映しています。^[8]南極大陸の氷の大部分は、中期中新世の崩壊の初めに成長を開始し、約1000万年前まで拡大し続けたと考えられています。^[9]この成長は、主に海洋および大気の流れの軌道ペースの変化によるものと考えられていますが、大気中の二酸化炭素（ppm）の大幅な低下によってさらに増幅された可能性もあります。大気中のCO _{2 は}、炭酸カルシウムのホウ素同位体レベルによって決定される海洋のpHレベルと大気中のCO ₂レベルとの関係から推定されるように、一時的に約300 ppmから140 ppmに低下しました。 ^[2]地球規模の氷床の著しい成長を示す主な指標の1つは、この期間に海洋堆積物コアから採取された底生有孔虫に含まれる^{18 Oの高濃度である。氷床の成長期間中、海水中のより軽い16} O同位体は降水として引き出され、氷床に固まる一方で、高濃度の¹⁸ Oが有孔虫が利用できるように残される。^[10] 1400万年から1380万年前頃の41000年黄道傾斜周期における180°を超える位相反転もEAIEのシグナルと解釈されている。^[7]

MMCT の間、ヨーロッパでは降水量の緯度勾配が減少したが、より広範な寒冷化傾向に重なった短期的な温暖化期間中は増加し、^[11]平均気温の季節性は増加した。^[12] MMCT 中の地球規模の寒冷化により、北アフリカと南アジアでは乾燥化が生じた。^[13]コロンビア川玄武岩層群(CRBG)では、カオリンを生成する土壌生成プロセスの停止が MMCT の開始時に発生し、MMCO 終了の代理マーカーとして使用されている。^[14]南西オーストラリアは中新世のどの期間よりも乾燥した状態を示し、北西オーストラリアも極度に乾燥していた。^[15]チャイダム盆地では、約 1260 万年前にケイ酸塩の風化が急激に減少し、大規模な乾燥化イベントが発生したことを示している。^[16]

MMCOによる寒冷化の主な原因は、大気中のCO2レベルの変化でした_。 [ ^{1]大気中の}_CO2濃度の低下は、カリフォルニア沿岸のモントレー層のような大陸縁辺に沿って堆積した有機物へのガスの引き込みと関連付けられており、これはモントレー仮説として知られています。^{[17]これらの}_CO2引き込み地点は、大気中の_CO2濃度を約300ppmから140ppmに低下させるのに十分な広さであったと考えられており、 EAISの拡大を助けた地球規模の寒冷化プロセスにつながりました。^[2]

当時の広範囲にわたる褐炭鉱床の形成によって証明されているように、陸上への有機炭素の埋没もp CO2_の減少に大きく貢献した。^[18]

もう一つの仮説は、隆起した ヒマラヤ山脈の珪酸塩風化の増加がMMCTを引き起こしたというものだが、これはインダス川システムの地質学的証拠と矛盾している。^[19]

温室効果ガス濃度の大幅な変化に加え、海洋循環の変化が気候と生物に大きな変化をもたらした。MMCT中に起こった海洋循環の変化は、南極底層水（AABW）の生産増加、インド洋から南極海への塩水供給の停止、北大西洋深層水（NADW）の追加生産によって特徴付けられる。^[10]暖かいインド洋から冷たい南極海への水輸送の減少が、AABW生産増加の原因であると考えられている。^[20]テチス海路はこの頃に閉鎖され、MMCTを引き起こした海洋循環パターンの混乱を悪化させたと考えられている。^[1]南極海の冷却はEAISの成長と連動していた。^[21]

中期中新世の崩壊のもう1つの原因として、太陽日射サイクルが、傾斜角が支配的だったものから離心率が支配的になったもの（ミランコビッチサイクルを参照）への移行が挙げられている。この変化は、南極大陸付近の氷河形成を可能にするほど重大なものであったと考えられる。^[5]

中期中新世の混乱は重大な絶滅イベントと考えられており、絶滅イベント間の周期性が存在する可能性の重要性の観点から分析されています。デビッド・ラウプとジャック・セプコスキの研究では、12の主要な絶滅イベントの平均周期性（Pが0.01未満）は約2600万年で統計的に有意であることがわかりました。この潜在的な周期性が何らかの反復サイクルによって引き起こされたのか、生物学的要因によって引き起こされたのかについては議論があります。^[22]

炭酸塩生成の急激な低下は、中新世炭酸塩崩壊（MCC）として知られ、寒冷化イベントの直後、トルトニアン初期に発生しました。このイベントは、中期中新世の混乱に起因する熱塩循環の変化によって引き起こされたと一般的に考えられています。^{[23]インド}モンスーンの強度と季節性の変化が、この海洋循環の変化をもたらしたと言われています。^[24]崩壊の別の仮説は、中央アメリカ海路の縮小と浅瀬化により、大西洋と太平洋の間の水塊交換が制限されたことです。^[25]このイベントの証拠は、インド洋、太平洋、大西洋、カリブ海、地中海で知られており、炭酸塩を生成する海洋生物の減少は世界的な現象であったことを示唆しています。^[23]

中期中新世の気候寒冷化によるその他の主な影響の 1 つは、陸上および海洋の生物に対する生物学的影響でした。これらの絶滅の主な例は、中新世気候最適期 (1800 万年から 1600 万年前) を通じて中央ヨーロッパ (古緯度 45-42°N) で観察された、ワニ科、カメレオン、コルディリダエ科、トミストミナエ科、アリゲーター科、巨大なカメの出現によって示されています。その後、1480 万年から 1410 万年前の中期中新世の混乱を特徴とする大規模かつ永続的な寒冷化段階が続きました。永久的な寒冷化段階の前に、これらの北半球の緯度にはGavialosuchus属とDiplocynodon属の 2 種のワニが生息していたことが記録されていますが、1400 万年から 1350 万年前に絶滅しました。^[26]絶滅につながるもう一つの指標は、1400万年前の夏季に南極地域の気温が少なくとも8℃低下したという控えめな推定値である^{。この南極の寒冷化は、}マデライン・ベーメの外温性脊椎動物に関する研究で示された中央ヨーロッパの気温勾配の大幅な変化と相まって、動植物が生き残るために移住や適応を必要としたという証拠となっている。^[27]

• Allmon, Warren D.; Bottjer, David J. (2001)。進化的古生態学：大進化的変化の生態学的背景。ニューヨーク：コロンビア大学出版局。ISBN 978-0-231-10994-9。

• 中期中新世の世界地図