Madden–Julian oscillations and Calendar-band frequencies in the geological past
後期古第三紀および前期新第三紀のカリブ海における有孔虫の成長振動の解析は、月周期および大気のマデン・ジュリアン振動に対応する周期性を明らかにしており、これは当該の地質年代においてMJOが大陸障壁による著しい減衰を受けることなく地球規模で伝播していたことを示唆している。
原論文は CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) でライセンスされています。 これは以下の論文のAI生成解説です。著者が執筆または承認したものではありません。技術的な正確性については原論文を参照してください。 免責事項の全文を読む
海洋の陽光が届く層の奥深くでは、微小な生命が光と時間の繊細なバランスの上に繁栄しています。これらの小さな生物の中には、複雑でガラスのような殻を形成する単細胞生物である大型の有孔虫が含まれています。彼らの多くは藻類と共生しており、藻類が捉えた太陽光を利用して成長の糧としています。彼らの生存は光に大きく依存しているため、その成長パターンは無作為ではありません。それは空と海の律動に合わせて調整されています。植物が太陽の方を向くように、これらの生物は潮汐の変化、月の満ち欠け、さらには上空の大気の変動パターンに応じて、その殻を構築します。数十年にわたり、科学者たちは現生種におけるこれらのリズムを研究し、彼らの殻が地球の鼓動を記録していることを見出してきました。しかし、もしこれらのリズムが現代特有の現象ではなかったとしたらどうでしょうか？ もし古代の生物の殻が、人類が地球を歩むずっと前、数百万年前の気象システムについて教えてくれるとしたらどうでしょうか？
ウィーン大学とジオスフィア・オーストリアの研究チームは、カリブ海の岩層から発見された、これら特定の3種類の古代の有孔虫の化石化した殻に注目しました。後期始新世、後期漸新世、および初期中新世に生きていたこれらの生物は、レピドシクリニデス（lepidocyclinids）として知られるグループに属しています。現代の近縁種と同様に、彼らは「室（chamber）」と呼ばれる小さく繰り返される区画に分かれた、ガラスのような殻を持っていました。さらに、その区画はさらに小さな単位へと細分化されていました。研究者たちは、これらの化石の薄片を調べ、生物が成長するにつれて各々の小さな区画のサイズがどのように変化するかを測定しました。彼らはあるパターン、すなわち、生物が環境における規則的なサイクルに反応していることを示す、区画サイズの規則的な増減を探していました。
分析の結果、明確かつ一貫した物語が明らかになりました。古代の有孔虫が成長するにつれ、区画のサイズは滑らかに増加するのではなく、予測可能なリズムに従って加速と減速を繰り返す振動を示しました。研究者が現生の近縁種の成長率をガイドとして、細胞の数を「日数」に換算したところ、これらのリズムは特定の時間のサイクルと一致することが分かりました。最も顕著なパターンは、約7.8日、13.9日、および26.7日ごとに現れました。また、38.5日と58.6日付近には、より弱い長いリズムも見られました。これらの時間枠は恣意的なものではありません。13.9日と26.7日の周期は、それぞれ半月周期の大潮・小潮の潮汐、および月の月周期に対応しています。7.8日のリズムとして知られるサーカセプタン（circaseptan）周期は、特定の外部事象に結びつけるのが難しく、内部的な生物時計である可能性があります。
しかし、最も驚くべき発見は、より長い周期の中にあります。約50日周期で起こる振動は、「マデン・ジュリアン振動（MJO）」として知られる大規模な大気現象との関連性を示唆しています。これは赤道付近を東向きに移動する大規模な気象パターンであり、30日から90日の周期で激しい降雨と乾燥した状態を交互にもたらします。今日、この気象システムは、大西洋と太平洋を隔てる中央アメリカの陸橋によって、南北アメリカ大陸を横断することを主に阻まれています。しかし、カリブ海の化石の証拠は、後期古第三紀および前期新第三紀において、この障壁が現在と同じようには存在していなかったことを示唆しています。研究者たちは、当時、温暖な海水が大西洋と太平洋の間を自由に流れていたため、マデン・ジュリアン振動という大気の鼓動が赤道を越えて妨げられることなく伝わっていたのではないかと提唱しています。
この発見は、古代の気候に対する私たちの理解を再構築するものです。それは、これらの地質時代において、地球規模の気候を駆動する気象システムが、現在よりもはるかに繋がりが強く、強力であったことを示唆しています。有孔虫は、その殻に大気の信号を記録することで、赤道が連続した温かい海水と天候のベルトであった時代へのユニークな窓を提供しています。この研究は、古代の気候に関するすべての謎を解明したと主張するものではありませんが、過去を読み解くための新しい手法を提示しています。微小な殻の成長輪を「暦」として扱うことで、科学者たちは今や、潮汐や月だけでなく、大気の呼吸そのものをも検出し、インド洋の気象パターンがその勢いを失うことなくカリブ海まで波及していた世界を明らかにできるようになったのです。
自分の分野の論文に埋もれていませんか？
研究キーワードに一致する最新の論文のダイジェストを毎日受け取りましょう——技術要約付き、あなたの言語で。