第四紀科学

第四紀科学は、一般に氷河期として知られる第四紀を研究する地質学の分野です。第四紀は、約258万年前に始まり、現在まで続いている期間です。^{[1] [2]}この期間は、更新世と完新世の2つの時代に分かれています。第四紀科学の目的は、更新世と完新世の間に起こったすべてのことを理解し、地球の環境、生態系、気候変動などに関する基礎知識を獲得することです。第四紀科学は、19世紀にフランスの科学者ジョルジュ・キュヴィエによって初めて研究されました。ほとんどの第四紀科学者は、将来の気候の変化を予測するために第四紀の歴史を研究してきました。^[要出典]

第四紀科学は考古学において重要な役割を果たしており、考古学者が考古学的記録を解釈するのに役立つ正確な人類研究の枠組みを提供している。^[3]

第四紀科学は、第四紀の体系的な研究です。新しい研究技術、例えば新しい年代測定技術が開発されるなど、急速に変化している分野です。第四紀科学は、地理学、生物学、化学、物理学を含む研究分野です。^[4]その焦点は、約258万年前に始まり、現在まで続いている第四紀にあります。^[1]地球は、氷河期の時代である第四紀に起こった出来事の影響を受けています。第四紀科学の1つのトピックは、氷河期に何が起こったのかを理解することです。第四紀科学は、現在の生態系と気候変動の理解に重要な歴史的視点を加えます。^[4]

第四紀は、2つの時代に分けられる地質時代であり、一般的に約258万年前に始まったと定義される更新世（「最も最近の」）時代と、約11,700年前に始まった完新世（「完全に近代的な」）時代である。^{[5] [6]}

第四紀の科学の研究は、ヨーロッパで18世紀後半に始まりました。「第四紀」という用語は、イタリアのエンジニア、ジョヴァンニ・アルドゥイノが、最近の4つの地質時代を説明するために初めて使用しました。後に、メドウズとフィンチ（2016）が説明した「第四紀」という用語は、「非常に変動の激しい気候の段階であり、地球の気温が現在よりも大幅に低かった時期が顕著であり、その証拠はルイ・アガシーによって地質学的に最近の「大氷河期」の兆候であると解釈された」ことが明らかになりました。^{[4] [7]}

第四紀科学の研究は、19世紀初頭のフランスの科学者ジョルジュ・キュヴィエによって初めて実証されました。彼は、更新世に生息していた一部の動物が、何らかの環境「革命」（例えば、壊滅的な洪水）によって絶滅したと提唱しました。この洞察によって彼は有名になりました。^[4]

氷河期の原因に関する理論もこの時期に発展した。最初に発表された理論は、スコットランドの科学者ジェームズ・クロールによる、地球の軌道の変化が地球の気候にどのように影響するかという理論である。ジェームズ・クロールは、氷アルベドのフィードバックを含む気候システムにおける正のフィードバックの重要性を認識した最初の人物である。さらに、彼の理論は氷河期の原因を予測した最初の理論でもあった。^[8]

この考えがさらに発展したのは20世紀に入ってからである。セルビアの数学者で地球物理学者のミルティン・ミランコビッチは、地球の運動と長期的な気候変化との関係に関する理論で最もよく知られている。ミランコビッチの初期の計算の1つは、数百万年にわたる入射太陽放射の変化（季節の関数として）に関する情報を提供した。さらに、ベルギーの教授で気候学者のアンドレ・ベルガーも、再構築された日射量が平均よりも高かったり低かったりする特定の期間を特定した。彼の分析の多くは、5月から8月にかけて、第四紀後期の日射量変動において日射量の最大値（平均よりも高い）が前倒しされたことを示している。この特徴は「日射シグネチャー」として知られており、ベルガーが考えた気候の変化と関係がある可能性がある。^[9]

20 世紀には、古生態学、古生物学、古気候学など、第四紀科学の重要なサブ分野によって、第四紀における環境の変化と地球の歴史との関係が明らかにされました。

現在、第四紀科学に関する研究が数多く行われています。前述のように、第四紀科学は急速に変化する分野であるため、常に新しい研究が研究され、発表され、証拠が提供され、新しい技術が確立されています。最新の研究の1つは、「北アンデスの淡水パラモ生態系の後期更新世-完新世の環境と気候史」に関する研究で、研究者は池の古陸水学的再構築に基づいて南アメリカ北部の古気候史を研究しています。 ^[10]もう1つの最近の研究は、Conti、Bates、Preece、Penkman、Keely（2020）による「オークニー諸島ステネス湖の完新世の海面変動を追跡するためのツールとしての分子化石」の研究で、分子化石を過去の海面変動を研究するためのアプローチとしてどのように使用できるかを研究しています。^[11]現在、さらに多くの研究が行われています。結局のところ、第四紀科学は過去 258 万年にわたる人類の歴史を研究するものなので、まだ発見されていないことが数多く残っています。

第四紀科学は、別の科学分野である考古学でも重要な役割を果たしました。考古学は、物質的な遺物を用いて人類の過去を研究する科学分野です。この研究分野は多様な分野であるため、考古学には多くの種類があります。考古学者の中には、人間の遺物を研究する（生物考古学）、古代の植物を研究する（古民族植物学）、さらには石器を研究する人もいます。さらに、すべての考古学者が同じ分野を専門としているわけではなく、地図や遺跡の位置を特定するのに役立つ技術を専門とする考古学者もいれば、水中の人間の遺物を研究する専門家もいます。 ^[12]第四紀科学は、考古学の分野で考古学的記録のグローバルな解釈に役立つ、正確で包括的な枠組みを人類研究に提供してきました。例として、記録のグローバルな解釈に貢献した一般的な枠組みには、年代学、古環境背景、遺跡形成プロセスなどがあります。^[3]

考古学における第四紀科学の重要な焦点の 1 つは、地質年代学の研究です。地質年代学は、地球の物質 (岩石、化石など) と出来事の年代と日付に関する科学の研究です。^[13]この研究分野は、相対年代学に使用できる文化的マーカーが非常に少ないという事実により、オーストラリア先住民の考古学にとって非常に重要であると見なされました。考古学における相対年代学は通常、考古学的記録で簡単に識別でき、文化的生産物に大きな差別化がある場所で使用されます。地質年代学に焦点を当てることに加えて、考古学に対する第四紀科学の重要な役割は、考古学者が周囲の環境への影響、過去の人類の植民地化、文化的生産物、およびその移動性に関連するいくつかの主要な問題を解決するのを支援することです。第四紀科学は考古学者に、第四紀後期の人類の進化に関わった環境と景観をさらに理解するのに役立つ貴重なデータを提供します。^[3]

第四紀科学は、気候変動が動物や人間に与える影響、生物の適応、人類の進化などを研究し、幅広い影響を及ぼしています。種が新たな変化に適応することは、何かの影響を受けたことの兆候です。この場合、それは生物が気候変動にどのように反応するかということです。生き、発展し、繁殖し続けるために、すべての種は環境要因（気候、地質など）を含む生態学的要件に依存しています。ただし、変化が起こったときにすべての種が同じように反応するわけではありません。適応により、種は気候変動にかかわらず同じ場所に生息できるように進化することができます。一部の適応には遺伝子組み換えも含まれます。気候変動の影響により、種は生き残るためにゲノムを改変してきました。 ^[14]

研究は、先第四紀と第四紀が現代の種の豊富さに影響を与えているかどうかを調べるために行われました。種の豊富さとは、特定の場所または景観に存在するさまざまな種の数です。^[15]ここでの研究者の目的は、第四紀の気候変動と第四紀以前の遺産が、世界的な分布とヤシの多様性パターン（カエデ科）に影響を与える役割、および熱帯生態系におけるキーストーン種の多様なグループの生態学的重要性を分析することです。実験では、研究者はほぼすべての国際的な種のリストを収集し、第四紀の可能性のある気候、現代の環境要因（現在の気候、生息地、地域など）、重要な生物地理学的土地に関する関連または接続されたデータを集めて、ヤシの世界的分布と種の豊富さのパターンが第四紀の気候変動と第四紀以前の遺産の影響をどの程度反映しているかを測定しました。実験の結果、第四紀の気候変動がヤシ科植物の多様性に大きな影響を与えていることがわかった。さらに、ヤシ科植物の分布に対する世界的な制約は現在の気候の影響を受けており、第四紀の気候はわずかな制約しか与えていないこともわかった。^[16]

多くの研究から、第四紀の気候変動は、現在生息する多くの種の生命に影響を与えていることがわかっています。シルバ、アントネッリ、レンデル、モラエス、マンフリン（2018年）による米国南東部の研究では、第四紀初期の気候変動が南米のサボテン種の拡散と多様性に大きな影響を与えたことを示唆しています。 ^[17]さらに、第四紀の科学は植物種や動物種に影響を与えただけでなく、生態学的状態の変化も引き起こしました。^[18]

Barnosky、Lindsey、Villavicencio、他 (2016) が調査した論文は、第四紀後期の大型動物の絶滅が南北アメリカにおけるいくつかの生態学的状態の変化を引き起こすのに大きな影響を及ぼしたという調査結果を裏付ける証拠を示しています。大型動物種の絶滅は、一定期間にわたって生態学的変化を引き起こしてきました。この研究の目的は、氷河期の大型動物種の絶滅が、更新世から完新世への移行時に起こった生態学的状態の変化の現象を説明できるかどうかを調べることです。調査結果から、大型動物のような大型種が絶滅した場合、現在の生態系が消滅するリスクがあることがわかりました。その理由は、大型動物の場合、それらの種は効果的な生態系エンジニアであったに違いなく、大型動物の絶滅への対応として、生態系により多くの植物種を提供する可能性のあるイベントが発生し、それによって永続的な生態学的状態の変化が引き起こされたに違いないからです。^[18]

• ボレアス – 第四紀研究の国際ジャーナル
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