2015年11月19日

氷河時代の下総(2)

地域とともに活躍する川村学園女子大学





氷河時代の下総(2)−氷河とその痕跡−

1.氷河のでき方


 氷河が形成される仕組みは、一言でいうと水の循環が一時的に途絶えることです。つまり、大局的に水の循環は、海で蒸発した水蒸気が上昇気流で雲をつくり、雨や雪となって陸上に降り注がれます。こうした雨や雪による水は、一般に川や地下水として再び海に戻るといったサイクルを繰り返しています(図4A)。


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図4. 水の循環(左図:A)と氷河の形成(右図:B)




 これに対して、海から蒸発した水蒸気が雪となって降っても夏に溶けない場合があります。このような雪を「万年雪」といいますが、この万年雪が高いところから低い方へ向かって動くものが氷河です(図4B)。したがって、水の循環で水(雪・氷)が長期間にわたって陸上に留まるため、この水のサイクルが一時的にストップすることになるわけです。その結果として、氷河が発達すると、海水面の低下が起こります。なお、この万年雪が解けて水になるところを「雪線」、その標高を「雪線高度」といいます。したがって、氷河はこの雪線高度よりも標高が高いところに形成されることになります。当然ながら、この雪線高度は、緯度が高くなると雪線高度は低くなる特徴を示します。ちなみに、本学のある下総地域は、緯度が北緯36度ぐらいです。現在、この緯度で想定される雪線高度は4,300m程度であるとされていますので、氷河は形成されません(大きな山があれば、雪線高度はさらに低くなります)。



2.氷河とはどのようなものか 


氷河とは万年雪が氷の集合体に変化したものです。氷河の重さは一般に0.8g/cm3程度(氷は0.91g/cm3で無色透明)、また、重力の作用で流動(0.01~40m/日)しています。氷河の流れは、河の中心付近ほど速く、また、地形によっても大きく左右されます。その結果、氷河は帯状になって流れたり(図3,5)、また、クレバスが出来たりと川と異なり複雑な形状を示します。なお、氷河は雪が降ったときの大気(空気)を含むことから、一般には白い色を呈しています。また、氷河のクレバスをのぞいてみると、白色よりは青く見えることがあります。この青い氷河は、氷の中で可視光線の赤色の光(波長が長い)よりも青色の光(波長が短い)がより多く選択吸収されるためです。

 ところで、本学の北側には利根川(全長が約322km)が流れています。ここの最上流で降った雨は、川の速さを1m/sとした場合、4日もあれば海に流れ着く計算になります。これに対して、もし氷河であったとしたらどの位の時間がかかるのでしょうか。その速度を仮に0.01m/日(ヒマラヤで見られる氷河と同じぐらいの速度)で計算すると、おおよそ9,000年もの時間がかかって、氷河がやっと銚子の海にたどり着くことになります。こうした計算からも、氷河の流れは大変ゆっくりであることが分かります。


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図5.スイス、アルプス山脈のアレッチ氷河



 氷河の種類には、山地の谷などのへこんだ低いところに出来る「山岳氷河」と基盤の地形に係らず陸地の広域を覆う「大陸氷河」とがあります。この大陸氷河は「氷床」ともよばれ、現在、南極大陸とグリーンランドがこれに相当します。南極大陸では、氷河の厚さが平均1,600mにも達しており、古くは数十万年前できた氷も知られています(図6)。


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図6.南極大陸の氷床





 3.日本にも氷河がある


 最近まで日本には氷河はないといわれてきました。ところが、今から3年前の2012年に日本雪氷学会がその存在を認定しています。それは富山県にある立山(標高3,015m)の御前沢(ごぜんざわ)氷河と剱岳(標高2,999m)の三ノ窓(さんのまど)氷河と小窓(こまど)氷河の三ヶ所が山岳氷河として認められました(図7)。これらの氷河は長さがおおよそ700〜1,000m、幅が200m、氷の厚さが30mあります。
 これらは氷河ですので、当然ながら山の上から下に向かって流れています。その速度は、観測によれば17〜32cm/月という結果がでており、この速度は、おおよそヒマラヤ山脈で見られるものと同程度のものであることが報告されています。
 なお、氷河時代の氷期には、日本アルプスや北海道の日高山脈に氷河があったことが知られており、現在、その痕跡として、カール(Kar:圏谷ともいう)という氷河の浸食によってできた半円形の窪地はこれらの山脈の頂上付近に多数が残されています。


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図7.立山(写真左側)にある氷河 (御前沢氷河)




  4.全球凍結という大氷河時代


 氷河に関連して、2004年に放映された「デイ・アフター・トウモロー」は、ニューヨークが氷河によって閉ざされるというストリーの映画で、この映画を見た方も多いかと思います。ところが、この映画をはるかに凌ぐ地球全体が完全に凍ってしまうという大氷河時代「全球凍結:Snowball Earth」があったことが、最近、地球科学で大きな話題となっています。この考え方は、元々イギリスの地質学者、B. ハーランド(Brain Harland)が1964年に出した仮説が基になっています。その約40年後、この説はアメリカの科学者たち(例えば、J. カーシュヴィンク、1992やP. ホフマン、1998)による研究で、大きな反響がもたらされました。
 これらによると、地球表面は少なくとも−50℃となり、陸はもちろんのこと、海が深さ約1,000mまで氷によって覆われたと考えられています(図8)。しかも、これが地史的に原生代(先カンブリア時代の後半)のヒューロニアン氷期、スターティアン氷期、マリノアン氷期の3回も全球凍結があったというのです。こうした全球凍結を引き起こす大きな要因は、二酸化炭素の循環にあると考えられています。
当然のことですが、もしこの全球凍結が起これば、生物に多大な影響を及ぼすことが考えられ、恐らく、生物のほとんどが絶滅するに違いありません。


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図8.全球凍結の想像図 「地球は白かった」



 
余談ですが、1961年、世界で最初の宇宙飛行士、ユーリイ・ガガーリンは「地球は青かった」という有名な言葉を残しています。しかし、もし全球凍結になると「地球は白かった」ということになるのでしょう。




(3)につづく




教育学部 社会教育学科 教授 二上政夫




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2015年11月04日

氷河時代の下総

地域とともに活躍する川村学園女子大学





氷河時代の下総(1)−氷河時代とは−

 1.氷河時代のイメージとマンモス


氷河時代のイメージを本学の学生に聞いてみました。すると、そのイメージは、@寒い、Aマンモス、B氷、氷河といったイメージを持つことが分かりました。したがって、図1に示したように、陸地が氷河によって覆われており、マンモスが吹雪の中を闊歩するといった氷河時代の姿を思い浮かべるようです。本文を読んで頂いている皆さんも、恐らく、このようなイメージをお持ちではないでしょうか。


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図1 イメージに基づく氷河時代



 

そこで、簡単にマンモスについて触れてみたいと思います。マンモスは今からおおよそ500万年前(新生代新第三紀の鮮新世)に出現して、約1万年前(新生代第四紀の更新世末期)に絶滅したゾウの一群(分類学的にはマンモス属:Mammuthus )を指します。マンモスは頭が極端に高く短くて特に後頭部が上に突出していること(図1、2)や巨大な牙を持つことなどが特徴です(5m以上の長さの牙が発見されています)。

現在までに14種類が知られており、氷河時代には、南・北アメリカ大陸、ユーラシア大陸、アフリカ大陸など広い生息分布域を持っていました。

マンモスといえば、一般に巨大な動物というイメージを持ちます。例えば、北アメリカ大陸に生息していたインペリアマンモス(Mammuthus imperator)コロンビアマンモス(Mammuthus columbi)は体長が5m、体高が3〜5m、ヨーロッパで知られるステップマンモス(Mammuthus trogontherii)は体長が4.7~5.2m、体高が4〜5m、また、日本では有名なシベリアの永久凍土から出土するケナガマンモス(Mammuthus primigenius)で体長が4〜5m、体高が2.7〜4mと大きな動物です。その一方、大変小さなものも知られており、北極海沿岸で見つかったコビトマンモス(Mammuthus exilis)は体長が1.4〜2m、体高が1mぐらいしかありません。


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図2 ケナガマンモスの復元図




 
2.過去の氷河時代の記録

 広い意味で氷河時代とは、地球に氷河が存在する時代のことをいいます。今までに、氷河時代は少なくとも6回、確認されています。すなわち、24.5−22億年前(ヒューロニアン氷期)、7.6−7億年前(スターティアン氷期)、6.2−5.5億年前(マリノアン氷期)、4.5−4.2億年前(アンデス―サハラ氷期)、3.6−2.6億年前(カルー氷期)、そして60−1万年前の第四紀氷河がそれです。

現在、地球には極地域を中心として、氷河が存在することに私たちは何の変哲も感じません。しかし、例えば、中生代(おおよそ2億5千万年前〜6千5百万年前)、すなわち恐竜時代ですが、この時代の白亜紀には氷河が発達するどころか極地域の海水面の温度が20℃以上にも達したとする研究が報告され、氷河の存在はまったく確認されていません。

このように、実は、地球の歴史46億年の間で、氷河が発達した時代の方が極めて短く、私たちは地史学的に極めて稀な時代に生きているといっても過言ではありません。

3.氷期と間氷期

現在の氷河の発達は、おおよそ260万年前頃から始まったと考えられています。この頃から気温が低下し始め、その後に、極端に寒くなった時期と暖かくなった時期といった具合に寒暖の時代が交互に繰り返されたことが分かっています。

気温が極端に低下した時代を氷期といい、また、温暖化した時代を間氷期といいます。

これらは一般に、260−60万年前をドナウ寒冷期、60−55万年前をギュンツ氷期、55−45万年前をギュンツ・ミンデル間氷期、45−38万年前をミンデル氷期、38−24万年前をミンデル・リス間氷期、24−15万年前をリス氷期、15−7.2万年前をリス・ウルム間氷期、7.2−1万年前をウルム氷期とそれぞれよばれています。

したがって、最近の氷河時代(新生代第四紀氷期)は、4回の氷期と3回の間氷期からなっており、狭義には、今から60万年前から1万年前の時代を指します。なお、現在も氷河時代が続いていると考える研究者もいます。

このように、氷河時代とは、寒い時代だけではなく、暖かな時代(時には現在よりも暑い時代がありました)も併せて氷河時代と呼ばれています。


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図3. カナダ、ユーコン州の氷河





(2)につづく




教育学部 社会教育学科 教授 二上政夫





 
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