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| ミランコヴィッチメニューへ戻る カルフォルニア大学サンディエゴ校 スクリプス海洋研究所技術報告書 タイトル: ミランコビッチ理論 - ヒットとミス パーマリンク: https://escholarship.org/uc/item/95m6h5b9 著者:ベルガー，Ｗ・Ｈ 掲載日:2012-01-16 概要 Milankovitch理論は、地質学の実践と思想において重要なツールとなっており、批判の対象として十分に目立っている。主な問題は、10万年付近の周期が顕著で、その起源がはっきりしていないことである。ほとんどの実務家は、おそらく、その周期と赤経の年差（つまり、季節性の周期的な変化）との密接な関係を受け入れ、他のものを犠牲にして100年周期の振幅を高めるシステムの力学的特性と一緒に。いずれにしても、ミランコビッチ理論は、関連する文献から容易に明らかなように、年齢の割り当てと気候変動と沈降の間の関係についての思考を刺激するための両方で、有用であることが証明されています。これに取って代わるのは難しいだろう。理論に関して指摘されている主な問題（100年周期の問題）は、必ずしも理論の一部ではなく、条件よりもむしろ変化に関係しているからです。100年サイクルは条件と結びついているのである。批評家によって提起された問題は、ミランコビッチ理論では扱われていない、変化の統合の時間スケールであるように思われる。Milankovitch Theoryで考慮されない付加的なプロセスおよびメカニズムのための必要性は除外することができない。 はじめに 「ミランコビッチ理論」は、ここ数十年で海洋史家の道具箱の一部となった（Shackleton, 2006; A. Berger, 2009; Hays, 2009）。実際、この理論は何十年にもわたる議論の末に教科書的な地位を獲得し、現在では深海底からの氷期の堆積物の年代測定や、北方氷河期以前の堆積物の沈降速度を決定する問題に適用する場合には、他に類を見ないツールとなっている。しかし、ミランコビッチ理論はこのような応用を超えて、気候学や地球科学全般に深い意味を持っている。自然哲学の革命的な力として、ミランコビッチ理論は地球表面の地質学的プロセスを決定する上で外的要因を強調しています。このように、この研究は、これまでの激しい議論と検討に値するものであることは間違いありません。最近出版された「氷河期と天文学的原因」という本の中で、MullerとMacDonald（それぞれ天体物理学と地球物理学の専門家）は、主に時系列解析を用いた議論に基づいて、この理論に対して重大な反論を行っている（Muller and MacDonald, 2000）。ここでは、ミランコビッチ理論がなぜ有用なのか、また、追加や改良の余地があるとはいえ、ここに留まるべきなのかを説明しようと思う。 この理論が気候・海洋史の実践、そして科学史全般にとって根本的に重要であることから、セルビアの技術者・数学者であるミルチン・ミランコビッチ（1879-1958）は、ドイツの気象学者アルフレッド・ローサー・ヴェゲナー（1880-1930）やアメリカの物理学者ルイス・アルバレス（1911-1988）と並んで、地質学の考え方を大きく変えた20世紀の偉大な先駆者の一人として、多くの科学者に認められています。回想されるように、ウェゲナー（1929年）は大陸漂流（現在の近代地質学の基礎となっているプレートテクトニクスの副産物）を提案し、アルバレスとその共同研究者たち（1980年）は、白亜紀末の恐竜の絶滅を説明するために、宇宙からのボリードの衝突を提案し、地球史の進化に関するすべての議論を変えました。ミランコビッチの提唱（1930年、1941年）と同様に、これらの理論は、地球表面とそこに生息する生物の歴史の主要な要因として、外部からの強制力（それぞれ地球のマントルと宇宙からの強制力）を挙げていたのである。このような地球科学の発展の結果、地表の観測可能なプロセスを支配する地球の地殻系や流体系は、外部からの強制力への応答という観点から見られるようになってきました。ミランコビッチは、第四紀後期の数千年に一度の気候変動の多くを外部からの強制力が支配していると認識していました。ミランコビッチによれば、これらの完全に周期的な現象が気候変動に変換されるのは、北半球の高緯度地域の夏の日射量の変化によるものであるとしています。この翻訳のメカニズムに関する洞察は大きな意味を持ち、古気候学や古海洋学（つまり気候・海洋史）にも反響を呼んでいます。ウェゲナーの仮説の場合と同様に、ミランコビッチの考えが広まるまでには何十年もの時間がかかりました。この遅れは、大部分が、ミランコビッチが論文を発表した時点では、彼の仮説を検証するための材料や道具が入手できなかったことに起因しています。ミランコビッチ理論を支持する重要な観測は、スウェーデンのアルバトロス探検隊（Pettersson, 1953; Olausson, 1996）によって最初に提起されたタイプの長いコアに記録されているように、深海底のさまざまなタイプの堆積物や化石の周期的な堆積に関連している。ミランコビッチの概念は、第二次世界大戦後、そのようなコアが入手可能になったときに、アレニウス（1952 年）とエミリアーニ（1955 年）の研究から始まり、ラモント地質観測所や CLIMAP プロジェクトの他のパートナーで継続された（Cline and Hays, 1976 の記事を参照）、テストの準備ができていた。ここでもウェゲナーの概念の発展との類似性は際立っています。ウェゲナーの考えは、古地磁気学が中心的な位置を占め、戦後の海洋学の台頭によって教科書的な問題となりました。古地磁気学はミランコビッチ理論の成功に決定的に重要であることを証明しました。 1982; Shackleton et al., 1990; Tauxe et al., 1992; Bassinot et al., 1994)と3つの古い堆積物(例えば、Hilgen, 1991, 1994; Shackleton et al., 1995, 2000)では、三畳紀にまで遡っている(Kent and Olsen, 1999; Olsen and Kent, 1999)。氷河期と天文学を結びつける概念は、19世紀にまでさかのぼり、例えばイギリスの地質学者James CrollやJames Geikieによって原理的に説明されています。クロールの天文学的強制力の扱いは、特に、気象学に関する独創的な論拠と優れた解説のおかげで、広く知られるようになり、引用されるようになりました(Croll, 1875)。しかし、氷期の気候変動に天文学的強制力を用いようとしたそれ以前の試みもそうであったように、クロールの見解は定着せず、重要な現代の地質学者たちからは、まだ文書化されていないことを説明しようとしているという理由で却下された（例えば、Penck and Brűckner, 1909）。必要とされる文書は、氷河期が実際に周期的に起こるということです。この事実は、20世紀に入っても知られていなかった。例えば、ペ ンクとシュックナーは、4つの主要な氷河期を認めており、それらはアルプス山脈を流れる河川にちなんで名付けられている。ペンクとブルックナーは、4つの氷河を認識しており、それらはアルプスを流れる河川にちなんで名付けられている。この方式は1960年代に入ってからも、気候史に関する主要な著作（Schwarzbach, 1961; Flint, 1957, Ericson and Wollin, 1964参照）で用いられている。 さらに、そのような周期が発見された場合、そのような周期は、天文学的な強制の正確な年表に適合しなければならない（例えば、Broecker, 1966）。正しい時間スケールを前提とするこの第二の条件は、古地磁気の研究からの情報、特にBrunhes-Matuyama境界の日付(Shackleton and Opdyke, 1973; Hays et al., 1976; Imbrie and Imbrie, 1979)がかなり関与して、20世紀末になって初めて出現した。  図1. Milankovitch理論の最新の応用（データはImbrie et al. 上段：SPECMAPテンプレートのプロット。酸素同位体の値を標準単位（平均値=1; stdev.=0.5）に変換したもので、Emilianiのステージを示す。下段。SPECMAP系列のピリオドグラム（自己相関のフーリエ走査）（実線）と推定される軌道強制（日射データ、A. Berger and Loutre, 1991）。SPECMAPの周期は数千年単位の周期で表示されており、軌道値は41.0, 23.7, 22.4, 18.9 kyrであり、SPECMAPのテンプレートで見られる周期と非常によく似ている。 古地磁気年代測定の改善の結果、第四紀の深海年表（Shackleton et al. (「更新世」は「第四紀」の「全新世」以前の部分であり、氷河期のある地質学的時代である)。ミランコビッチ理論の地質学的応用のための象徴的な表現は、アメリカの地質学者であり海洋史家でもあるジョン・インブリーが主導し、多くの科学者が参加したプロジェクトにちなんで名付けられた「SPECMAP」という時間スケールです。このプロジェクトでは、ピストンコアの深海記録のスペクトル分析（Pisias and Moore, 1981など、第四紀の研究において重要なツールとしてすぐに実用化されました）や、海洋の氷河期の状況のマッピング（Bassinot, 2009, and Hays, 2009のレビュー）に焦点を当てています（図1参照）。SPECMAPシリーズ（Milankovitchの入力に基づいているが、Shackleton and Opdyke, 1973の古地磁気指数にも多くの影響を受けている）で表される時間スケールは、65万年前（海洋同位体ステージ16またはMIS 16）まで遡ることが可能である。Imbrieら（1984）によって発表されて以来、広く利用されている。このスケールの作成に深海コアが関与していたという事実（テンプレートは5つの同位体系列を積み重ねたものです）は、全新世の多くがSPECMAPのテンプレートから欠落しているという状況を反映しています。おそらく、コアリングの過程で表層の堆積物が吹き飛ばされたのでしょう。  図2. Köppen and Wegener (1924)におけるミランコビッチの仮説を簡略化したもの。ミランコビッチ（右の写真）は、天文学者ストックウェルの軌道計算を用いて北緯65度の夏の放射量を再構成し、それを緯度移動の観点から提示しました。KöppenとWegenerの発表した版では、PenckとBrűckner(1909)が提案したアルプスの氷河列の年代測定のテンプレートとして提供されています。(出典: Milankovitch Symposium Belgrade 2004; 網掛けを追加) 時間スケールが進化するにつれて、ミランコヴィッチが、氷冠を作ることに焦点を当てた考え方よりも、北半球の高緯度地域の夏の日照（つまり融解）を重視していたことが支持されるようになったのである。ミランコビッチは1920年代にこの仮説を提唱した際に、当時の第一人者であった気候学者ウラジミール・ケッペン（Wladimir Köppen, 1846-1940）の道徳的な支持を得た。彼は、彼の義理の息子であるアルフレッド・ヴェゲナー（後者は伝統に固執する同僚の批判に耐えたと思われる）とともに、ミランコヴィッチの仮説をミランコヴィッチの日射量曲線と、当時の氷河の現在のスキームへの年齢の割り当て（図2）として初めて発表しました（Köppen and Wegener, 1924）。しかし、ミランコヴィッチの考えは非常に長い間論争の的となっていました。1961年の終わり頃、ドイツの地質学者で教科書の著者でもあるM. Schwarzbachは、第四紀堆積物の年代測定について議論する際に、ミランコビッチ理論を推測の領域に位置づけ、次のように結論づけています（p.230）。(訳：W.H.B.)しかし、歴史はそうではないと判断しました。ミランコビッチの仮説に対するケッペンの初期の肯定的な評価（Köppen, 1931, p. 41ff. それによると、氷齢の変動を説明する際に問題となるのは、暖かい世界でどうやって氷を作るかということではなく、異常に寒い世界でどうやって氷を取り除くかということであることが判明したのです。 例えば、Muller and MacDonald (1997, 2000)の仮説では、氷河期の100年周期を太陽をリズミカルに遮ることで説明しようとしていますし、地質学者が氷河期の到来という文脈の中で、寒くても空気が乾燥しているシベリアには氷河がないという事実を念頭に置きながら、水分の供給量を増やすことで氷ができると主張しています（W. Berger and Wefer, 1996の議論）。説明が必要なのは何であるかについての強調のシフトの影響は大きい。ここでは、ミランコビッチに倣って、北半球の夏が、冬に容易に供給される雪や氷を溶かすほど温暖であるかどうかに注目してみたい。 すぐに出てきた一つの大きな問題は（SPECMAPのスペクトル（図1）を見れば一目瞭然ですが）、第四紀後期は約10万年の周期に支配されているということです。ミランコビッチ理論ではこの現象を説明することはできません（「100年問題」）。この長いサイクルは、特にミランコビッチが研究した期間、つまり最後の60万年に顕著に見られます（この事実は、最初にvan Donk, 1976のデータで示唆され、後にBerger and Wefer, 1992、Mudelsee and Schulz, 1997によって改良された時間スケールを用いて精緻化されました）。このように（やや皮肉なことに）100年周期の存在は「ミランコビッチ年代」（図3）を定義するのに役立ち、第四紀の最後の3分の1、つまり海洋史家によって「MIS 16」と呼ばれた非常に大きな氷河期からの時間と考えることができます。100年周期を生み出すために、地球の軌道の変化する偏心を引き合いに出すこと（Imbrie et al. しかし、疑問が残っている(Muller and MacDonald, 1997, 2000; Maslin and Ridgwell, 2005)。  図3. Ontong Java Plateau (ODP Leg 130)の堆積物の同位体記録、δ18O指数の線形変換、およびフーリエ展開で見た主要なサイクル（40 kyr付近と100 kyr付近）の含有量。ミランコビッチ・クロノ」が第16期以降の氷河期の最後の3分の1に位置しており、100年周期が支配的であることに注目してください。対照的に、40年周期（グラフ中段）が記録の長さを占めています。790 kyr付近のBrunhes-Matuyama境界。MPR, 中新世(気候)革命, 920 kyr付近。W. Berger and Wefer (1992) の後、W. Berger et al. ミランコヴィッチ理論とその補説 ミランコヴィッチ理論は、近年、十分かつ批判的に検討されている（例えば、Imbrie and Imbrie, 1979; A. Berger, 1988, 2009; A. Berger et al. 1984; A. Berger et al. 1992; Imbrie et al. 1992, 1993; Muller and MacDonald, 2000の論文）ので、ここでは、理論の多くの技術的な側面について詳しく述べる必要はない。しかし、気候史の科学そのものが、19世紀半ばの氷河期の発見と密接に結びついていることを忘れてはならない。このことは、ミランコビッチ革命を気候学の重要な創立の偉業とし、気候変動における北極地域の中心的な役割を強調するものとしている。さらに、この革命は、太陽系の天文学的条件が、気候変動に関連した外部の地質学的プロセスを支配しているという新たな洞察を提供しています。同様に、このような条件は、海洋の循環パターンや生産性の変化を支配しており、海洋史の再構築や、大規模な気候変動に対する海洋ダイナミクスの感度を評価する上で重要な要素となっている。Milankovitch は、かなりの洞察力を持って（R. Spitaler や J.J.Murphy などの同時代の研究者の影響を受けている可能性もあるが、 これらの先駆者の考え方については、Brooks, 1949 を参照のこと）、日射量から図 3 に示すような日射量への変換が行われる北緯高地の夏の暑さの利用可能性の変化に焦点を当てた。オントンジャワ高原（ODP Leg 130）の堆積物の同位体記録、δ18O指数の線形変換、およびフーリエ展開で見たメジャーサイクル（40 kyr付近と100 kyr付近）の含有量。ミランコビッチ・クロノ」が第16期以降の氷河期の最後の3分の1に位置しており、100年周期が支配的であることに注目してください。対照的に、40年周期（グラフ中段）が記録の長さを占めています。790 kyr付近のBrunhes-Matuyama境界。MPR, 中新世(気候)革命, 920 kyr付近。W. Berger and Wefer (1992)以降、W. Berger et al. 7 の熱は、地上のアルベドの応答からの正のフィードバックに強く依存する。雪や氷は入射する太陽光の反射率が高いのに対し、暗い 地面や植生はそうではない（気候に関連したフィードバックについては、例えば、Hansen et al. このように、比較的小さな地表面の変化は、周囲温度の大きな変化に容易に変換され、その結果、氷の安定性にも影響を及ぼす。このように、ミランコビッチが季節と緯度（夏、北緯65度）を選択したことは容易に理解できる。軌道の強制力についても同様で、当然のことながら、太陽の円盤が大きいときは、太陽が小さく見えるときよりも多くの太陽光を受けることになります。太陽からの地球の距離の変化（軌道は太陽を中心にゆっくりと変化する楕円形である）と、軌道に沿った季節の移動（「後退」）により、太陽の円盤の大きさは季節ごとに千年単位の時間スケールで変化する。ミランコビッチによれば、北緯高緯度の夏に円盤が大きければ（つまり北夏の近日点）融解が起こりますが、小さければ（つまり北冬の近日点）氷の蓄積が進みます。季節は軌道に沿って移動し、大体21,000年に1度の周期を終えているので、融解の機会はこのような周期性を持っています（実際にはいくつかの周期が関与していますが、いずれもこの値に近い値になっています）。さらに、地球の軸の傾きは、41,000年に近い周期で3度未満のやや狭い範囲を通って変化します（現在の中間的な傾き、23º27'）。この傾き（「斜度」）によって、北夏の正午の間に太陽がどれだけ高く昇るかが決まります。高い位置にあるほど、夏の高緯度地域では日射量が高くなります。 ミランコビッチの命題を検証する際には、氷河期の気候物語の中に、偏西風と斜行の影響が浸透しているかどうかを探すべきである。この検証を達成するためには、二つのことが必要です。(1) 気候の歴史を連続的に記録したものであること、(2) サイクルの長さ（周期や頻度）を確信を持って決定できるように、正確な日付が付けられたものであること、です。テストの目的のためには、日付は軌道上の議論とは関係のないものでなければなりません。当然のことながら、ミランコビッチの正しさに対する信念が記録に年代を割り当てる（あるいは分析に値するコアを選ぶ）役割を果たしていたとしたら、そのようにして導き出された系列は、ミランコビッチ理論が成り立つかどうかをテストするためには魅力的ではなくなります。同様に、外部の日付が不正確であれば、そのようなテストの論理的妥当性について、テストの結果が正であれ負であれ、疑念が生じます。この文脈では、20世紀後半の深海コアの氷期堆積物の年代推定に重要な役割を果たしたブルンヘス-マット山境界（地球磁場の最後の大反転）の年代測定が、1990年以降の信頼性の高い年代測定点を提供しただけであったことが重要である（Izett et al. このことは、古地磁気学が関与している場合にはいつでも、それ以前の年代推定を特に批判的な精査の対象としています。  図4. Bassinot et al. (1994)の酸素同位体シリーズのピリオドグラム。ピークの太字ラベル: スペクトル内で、3分の1のファクターで構成された窓の中で、値（数千年単位）が2つの標準偏差（=0.5）を超えて上昇している（右の縮尺、細い線に適用）。 年代測定の問題は、堆積物循環の研究の歴史の中で、（そして、陸上のより古いギャップのある地層を扱うすべての地質学的研究に、今でもはっきりと関係している）、また、その見解を簡単には否定できない知識のある科学者が、時折、関連する疑念を強く表明しているため、ミランコビッチ強制（MF）と問題の堆積物との関係を探る余地が常にある。深海の記録を見る限り、層序を示す最も重要なプロキシは有孔虫の殻に含まれる酸素同位体の含有量の変化である（Emiliani, 1955が提唱したプロキシ）。しかし、粒度、炭酸塩の含有量、物理的性質など、他にも多くのプロキシを利用することができます。有効な検定はどのようなものでしょうか？氷期のない堆積物系列での連続的なプロキシ記録が必要であり、それに加えて正確な年代の割り当てが必要である。深海コアにおける優れた連続同位体記録は、Bassinotet al. (1994)が第四紀の第二半世紀について提供している。ミランコビッチに依存しない年代測定には、B-M境界の位置を利用するのが便利である。この境界は、同位体第20期の後、第19期のピーク前（Shackleton and Opdyke,1973）に発生しており、ここではW. Bergerら（1995）と一致して790 kyrとしています。表層堆積物については、検討中のコア(MD900963)の同位体系列では完新世がほとんど欠落しているという観測(Bassinot et al.のリストの閲覧と、様々なボックスコアからの個人的な予想)に基づいて、8 kyrの年代を割り当てました。その結果、ダウンコアの割り当てのために、Bassinotら(1994)が与えた深度1.2 mまでの年代に2 kyrを加えて、次の制御点(130 kyr)を同位体系列に基づいて7.8 mに設定しました。最後に、Brunhes-Matuyama境界を35.55 mとした。本研究では、Bassinotら(1994)と比較して、公表された試料の年代分布の平均値は14.25 kyr、標準偏差は12.14 kyrであった。 次に、公開されている系列に三点スライディング・ボックスカーを適用した後、同位体データを1kyrステップで補間し、フーリエスキャン（従来のフーリエ分析に似ているが、図4では1%ステップ）を用いてスペクトル分析を行った。Bassinot et al. (1994)の酸素同位体シリーズのピリオドグラム。ピークの太字ラベル：スペクトル内で、3分の1のファクターで構成された窓の中で、値（数千年単位）が2つの標準偏差（=0.5）を超えて上昇している（右のスケール、細い線に適用されている）。 9 "拡張" - 現在はもはや可逆的ではない）自己相関（これは、相関系列の重なりによって重み付けされたときに、自動的に先細りを提供します）の。有意性のために、幅3分の1のスライディング・ウィンドウ（x軸上の幅0.477）の平均値以上のピーク値の標準偏差を採用しています。スライディングウィンドウは、スペクトル内の全体的な赤化を除去する傾向があり、局所的な異常を浮き彫りにします。この方法は、分析したものと比較するために任意の系列をモデル化する必要がないという利点がありますが、高くて広いピークの隣にあるピークには低い有意性を割り当てるという欠点があります。Bassinot et al. (1994)の酸素同位体記録（プランク状有孔虫G. ruberの分析に基づく）の中で、この方法で発見されたスペクトルピークは、101 kyr、42.7 kyr、22.8 kyrにあります（図4の太字は、2標準偏差を超えた値、つまり、右のyスケールで1.5以上の値）。重要度の低い周期は通常のフォントで表示されている。71 kyr付近の周期はマークされていない。この周期については、Muller and McDonald (2000, p.258ff.)で詳細に議論されています。太字で示した値は, Hays et al. (1976) の 100, 43, 24, 19 (単位は千) とかなり近い値である. これらの知見について、Hays (2009)は次のように述べています（p. 163）。"これらの分析は、軌道の変動が主要な氷期間氷期変動のタイミングに関与しているという説得力のある証拠を提供した..." この正確な点については意見が分かれるかもしれないが、ヘイズが引用した（そして共著の）論文は、ミランコビッチ強制が深海のプロキシシリーズに存在し、その結果として沈降速度の決定に有用であることを立証したことに疑いの余地はない。Hays (2009) はまた、ミランコビッチとの関係を確立する上で、信頼性の高い年代測定の役割を強調しています。同様に、Hays は、ベルギーの天文学者 André Berger が発見した軌道と回転に関連した周期（41.0, 23.7, 22.4, 18.9 kyr）と一致していることを強調した。 この場合、2つの問題がある。(1) これらの同位体記録の中で支配的な周期(100 kyr付近の周期)は、おそらく偏心としての影響(その影響力は周回周期とその終端との関係に依存する)を除いて、軌道データには存在していない。最初の問題は, おそらく純粋に軌道以外の強制力を必要としているのではないかと思われる. (例えば, プリセッションによって捉えられた地球に拘束された振動や, Muller and MacDonald, 1997 によって提案されたような天文学的な強制力の代替方法など) 第二の問題は、例えば、ブルンヘス-マット山境界を790 kyrから780 kyrに移動させたり、ステージ6/5の遷移を130から135に移動させたりすることで、採用する時間スケールにわずかな違いが生じるように思われます。最初の調整では、Baksiら(1992)と一致する年齢を採用し、2番目の調整では、ネバダ州の特定の洞窟堆積物の年代測定(Winogradら, 1992)で示唆された方向に移動する。彼らが好む理由（ミランコビッチ理論との不一致を除いて）は完全には明らかではないが、135 kyrの年齢はMullerとMcDonald (2000, 10 p. 213)によって好まれているものでもある。期待と観測の間のスペクトル線の不一致の他の可能な理由は、軟質層の差動圧縮を伴う海洋でのコアリング過程からの妨害を含む。これらの難問の解決策が何であったとしても、その理由は明らかになっていません。 深海堆積物で遭遇した難問の解決策が何であれ、深海底生有孔虫の酸素同位体記録は、氷河期における氷塊の体積変化の指針として称賛されてきた(Shackleton, 2006)。Shackletonは、深海での温度変動は氷結によって下方に制限されているため、大深度での温度変動は小さいと仮定しています。実際、このような底生生物の記録を広範囲に積み重ねることで、第四紀と新生代初期の両方の同位体データの宝箱が生み出されてきた(Miller et al., 1978; Zachos et al., 2001; Lisiecki and Raymo, 2005)。このようにして得られた記録を、少なくともミランコビッチ年代の中では、ミランコビッチ理論から期待されるものと比較するのが妥当であると思われる。ここでは, ミランコビッチ型強制の影響を調べる目的で, Zachos ら (2001) の集大成を用いて, 彼らのデータを 1 kyr ステップで補間する. 過去70万年の6月の強制力（A. Berger, 1977, 1978; A. Berger and M.F. Loutre, 1991によって計算されたデータ）との比較では、 意図された強制力とプロキシ定義の応答との間に顕著な類似性は見られない（図5, 上段）。しかし、（数値的な差から得られた）プロキシ記録の変化率を用いて、この差の系列を同じ強制力と比較すると（図5、中央パネル）、興味深い一致と他のパターンが現れます。もちろん、微分は長期的な変動を短期的な変動に優先して抑制しますが、これは強制力がミランコビッチスペクトルに位置しているところです(W. Berger, 2011)。また、驚くことではないが、応答が変化の観点から定義される場合、強制と実際の（統合された）記録との間のリンクよりも、強制と応答の間のリンクの方が、強制とは関係のない多くの特徴を含んでいることが予想される。実際には、ミランコビッチ理論がシステムの変化をシステムの状態ではなく強制と結びつけているという議論も可能である(ただし、これはKöppenのミランコビッチ理論の提示では明らかにされていない)。Köppen and Wegener, 1924, Köppen, 1931; これもおそらく Milankovitch の見解を反映していると思われる。)  図5. 底生深海有孔虫の酸素同位体（太線、Zachosら、2001年のデータ）とミランコビッチ強制力との関係（A. Berger, 1978、A. Berger and M.F. Loutre, 1991年のデータ）。最上段：強制力（6 月、北緯 65 度）と補間されたプロキシデータとの比較（すべて標準化単位）。中段：強制力（細い線）とプロキシデータの微分との比較。最下段のパネル: 40 kyr 窓（1 stdev. =0.5）における強制力とプロキシの二乗差（細い線）を元のプロキシ系列と比較したもの。 プロキシデータの一次微分と北高緯度夏の日射量との一致の良さ(図5、中央)は、主に、Zachosら(2001)が積み重ねたコア記録がMFに注意深く調整されており、その結果、軌道の変動(つまり、「アストロクロノロジー」)から年齢の割り当てを導き出していることを示唆している。異常に高いプロキシピークは、"終端 "とラベルされた脱氷イベントと同一である。Broecker and van Donk (1970)によってそれらが同定された後、その後の研究ではミランコビッチのペーシングに従って年代が決定され、今では気候システムの軌道強制に対する応答を定義するための重要な要素として広く認識されています。言うまでもなく、急速な脱氷の実際のメカニズムは、いささか曖昧で仮説的なものである（例えば、Andrews and Barry, 1978; Pollard, 1984; 及びそれ以降の多くの研究は、Gornitz, 2009のレビューを参照）。図5の中央のパネルで、強制力の振幅と応答の振幅を比較すると、1つの例外（240千年前付近）を除いて、応答の主要なピーク（終端）の後に、比較的低い（しかし増加している）応答が続くことに気づく。図5のように、終期の間に応答が増加するパターンは、氷の質量が増えると応答が増加する正のフィードバック因子が働いていることを示唆しています。底生深海有孔虫の酸素同位体（太線、Zachosら、2001年）とミランコビッチ強制力との関係（A. Berger、1978年、A. Berger and M.F. Loutre、1991年）。最上段：強制力（6 月、北緯 65 度）と補間されたプロキシデータとの比較（すべて標準化単位）。中段：強制力（細い線）とプロキシデータの微分との比較。一番下のパネル: 40 年の窓(1stdev. =0.5)における強制力とプロキシの二乗差(細い線)を元のプロキシ系列と比較したもの。 12 したがって、氷の不安定性の増大を反映している。氷河期の気候変動を考える際には、氷の安定性に関わる内部フィードバック過程を無視してはならないということを忘れてはならない(例えば、Emiliani and Geiss, 1959)。Emiliani and Geiss, 1959; Weertman, 1976; Oerlemans and van der Veen, 1984; Pollard, 1984; Saltzman et al. 1984; Birchfield and Grumbine, 1985; Ghil, 1989; Bond et al. 1992; W. Berger and Jansen, 1995; Alley, 1998; Paul and Berger, 1999; Calov et al. 2002）。) これらは新しいアイデアではない。原理的には、氷河期の物語における複数の（そして歴史的に修正された）要因についての同じような注意は、ダーウィンに種の起源についての論文を発表させたアルフレッド・ラッセル・ウォレス（Alfred Russel Wallace, 1823-1913）が、彼の生物地理学に関する古典的な巻物（Wallace, 1895）の中ですでに論じています。同様のメッセージ（内部フィードバックがあるという。 図5の中央のパネルで、強制力の振幅と応答の振幅を比較すると、1つの例外（240千年前付近）を除いて、応答の主要なピーク（終着点）の後に、比較的低い（しかし増加している）応答が続くことに気づくでしょう。図5のように、終期の間に応答が増加するパターンは、氷の質量が増えると応答が増加する正のフィードバック因子が働いていることを示唆しています。底生深海有孔虫の酸素同位体（太線、Zachosら、2001年）とミランコビッチ強制力との関係（A. Berger、1978年、A. Berger and M.F. Loutre、1991年）。最上段：強制力（6 月、北緯 65 度）と補間されたプロキシデータとの比較（すべて標準化単位）。中段：強制力（細い線）とプロキシデータの微分との比較。一番下のパネル: 40 年の窓(1stdev. =0.5)における強制力とプロキシの二乗差(細い線)を元のプロキシ系列と比較したもの。 12 したがって、氷の不安定性の増大を反映している。氷河期の気候変動を考える際には、氷の安定性に関わる内部フィードバック過程を無視してはならないということを忘れてはならない(例えば、Emiliani and Geiss, 1959)。Emiliani and Geiss, 1959; Weertman, 1976; Oerlemans and van der Veen, 1984; Pollard, 1984; Saltzman et al. 1984; Birchfield and Grumbine, 1985; Ghil, 1989; Bond et al. 1992; W. Berger and Jansen, 1995; Alley, 1998; Paul and Berger, 1999; Calov et al. 2002）。) これらは新しいアイデアではない。原理的には、氷河期の物語における複数の（そして歴史的に修正された）要因についての同じような注意は、ダーウィンに種の起源についての論文を発表させたアルフレッド・ラッセル・ウォレス（Alfred Russel Wallace, 1823-1913）が、彼の生物地理学に関する古典的な巻物（Wallace, 1895）の中ですでに論じています。40年の窓で得られた、MFとシステム応答（系列の長さで標準化された入力と出力）の間の差の平均二乗をプロットすると、同じようなメッセージ（内部フィードバックが働いていることと、それらが時間とともに変化すること）が手元のデータから浮かび上がってきます（図5、一番下のパネル）。実際には、システムの応答が強制と大きく異なる時間間隔（"デフゾーン"）があり、システムはミランコビッチ型日射量の変化にほとんど耳を傾けていない。ミランコビッチ年代の中では、そのような難聴は４００～５００年の間に集中しており、強制と応答の２乗の差は１標準偏差を超える。この領域での予想される応答の明らかな不一致は、時折、「ステージ11問題」と呼ばれています。それは、それ以下とそれ以上の両方であると見られています。(ステージ11のレビューについてはDroxler et al., 2003を参照のこと。) おそらく、ろう地帯内の代理記録が前後で根本的に異なっていないように見えるのは、MFが必ずしも気候変動の支配的なガイドではなく、むしろ固有の振動の外部的な修正要因であるからであろう(Saltzman et al., 1984; Ghil, 1989; W. Berger, 1999)。このような状況は、ミランコビッチ強制の概念への信頼を大きく高めた先駆的な論文であるHays, Imbrie, and Shackleton (1976)の論文のタイトルに「ペースメーカー」という言葉が使われていることを裏付けるものである。しかし、40万年前と50万年前の間には、ペースメーカーが通常通りに機能していないことは認めざるを得ない。どうやら「ペースメーカー」の効率は強度によって大きく異なるようだ。それにもかかわらず、主な氷河期のサイクルは、その間のペーシングが悪くなっている間も、その内部の規則に従って、おなじみの方法で継続しているのです。応用例と成功例 ミランコビッチ理論の勝利の主な利益は、以下の通りです。 応用例と成功例 ミランコビッチ理論の勝利の主な利点は、使用可能な時間スケールを利用できるようになったことです。この理論を深海の記録に適用した主な成果は、氷期史に関する様々な知見を、明らかな沈降速度を過度に歪めることなく、陸地と海底の順序で参照することができるテンプレートです（図1と6）。このテンプレートの構築は、その論理的な美しさからというよりも、その有用性から、多くの注目と熱意を集めています。 例えば、ミランコビッチ・チューニングによる年代測定では、浮遊性有孔虫のテンプレートと底生種のテンプレートを容易に比較することができます（図6）。Milankovitch の調整と正規化による年代測定を行った後、実際には、ここに示されたケースでは、これらの系列は驚くほど類似している（Ontong Java のデータ、G. sacculifer, W. Berger et al.  図6. Ontong-Java系列（Ojsox）のMilankovitch年代測定と標準化後の浮遊性有孔虫と底生有孔虫の酸素同位体記録の比較。太い線：底生有孔虫, Zachos et al. 細い線。Ontong Java編纂、Bergerら（1996）。 プランクトンの記録では、前回の暖冬期（MIS 5e）以降、酸素同位体の値が異常に軽くなる傾向が見られ、この時期の太平洋西部赤道域の異常な温暖化を示していると考えられる（5e は最大海面台の時期であり、現在より少なくとも 6m 高いと言われている；Shinn, 2001）。インドネシアの通路（暖水プールの貿易風の出口）の閉塞が増加し、インドネシア棚の海にサンゴの瓦礫が堆積し、大きな海面変動の結果として、西太平洋赤道域のMIS5で見られた余分な温暖化の原因となっている可能性があります。温暖化プールの蓄積は、おそらく ENSO の強度に影響を与えたと考えられます（グレートバリアリーフでのサンゴの蓄積を促進した可能性もあります。いずれにしても、MIS 5 以降のプランクトンと底生生物の記録の差が大きくなっていることは、第四紀のミランコビッチ強制に対する気候システムの応答に影響を与える長期的な惑星プロセスが働いていることを示しており、深海と浅海では異なる応答を示している。 変化する応答の複雑さは、オントンジャワ高原の炭酸塩堆積物の物理的性質(Mayer et al., 1993)や風で吹き飛ばされた成分(Rea et al., 1986)のような同位体に基づかない代理配列(例えば、Wefer et al., 1999)や、磁化率や色の変化などでも明らかである。後者は図6の口から採取したコアで顕著である。Ontong-Java シリーズ（Ojsox）のミランコビッチ年代測定と標準化後の浮遊性有孔虫と底生有孔虫の酸素同位体記録の比較。太い線：底生有孔虫, Zachos et al. 細い線。Ontong Javaのコンパイル、Bergerら（1996）。 14 コンゴ川、ODP Leg 175 の間（Wefer et al. これらは、有頂天に密接に関連しているように見え、次のように議論される。 コンゴ沖の記録（ODP 1075）に見られる色の変化は、沿岸海域の生産性の変化を反映していると考えられます。海底への有機物の移動は、表層堆積物の化学的プロセスに影響を与え、その結果、色を含む堆積物の特性に影響を与えます。色（標準化された白色光の反射スペクトル）は容易に記録される。その変化は、スペクトルの線の比率の変化、例えば赤と青の比率の変化で表すことができます。このような処理で得られた生データを見てみると、色の変化は周期的であり、年輪的な強制力の情報が強く反映されている印象を受ける（図 7）。また、ミランコビッチ・クロノに入ると、氷河期の性質に合わせて色の変化の性質が変化していることがわかります。この時、なぜか、軌道強制に対する気候系の応答がより強くなり、実際には、（上で定義したように）「耳の聞こえない領域」の中では、強制に対して非常に強くなり、非常に不規則と言わざるを得ません。  図7. コンゴ川沖で掘削されたODP Leg 175のコア1075の色の変化(Wefer et al., 1998)。上図は、MIS 16後（海底65m付近）に赤/青の比率の振幅に明瞭な変化が見られた生データ。下段：André Berger (Louvain, Belgium)によって計算された北緯15度での7月の日射量の標準化された値と比較した色比の年差サイクルの標準化された値。 メッセージは、熱帯アフリカ沖の海の生産性という観点から見て、風速場に対する応答のレベルは、陸地の大量の氷の存在と挙動に依存しているということである（これはミランコビッチ・クロノの特徴の一つである）。その理由は、氷に依存する惑星の温度勾配と風の場が強く結びついているからだと推測されます。風は、上昇気流の強さとモンスーンの強さの両方を支配しています。大きな氷塊が大きな変化を遂げると、風の場の変動が大きくなります。その結果、ミランコビッチ・クロノは、コンゴ川沖の記録の中で、赤と青の比率が最も低く、最も高い値を示している（図７、下段）。 この情報が、第四紀の生産性の変動全般と、特に温暖化惑星の見通しにどのような影響を与えるかが問題となる。 第四紀については、氷河期や間氷期と並行して大きな生産性の変動が予想される。風の強さとの関係は、多くの研究（Arrhenius, 1952; Műller and Suess, 1979; Thiede and Suess, 1983; Mix, 1989; W. Berger and Herguera, 1992; Paytan et al., 1996; Sarnthein et al., 1988）で観察されているように、氷河期には海洋の大部分で生産性が向上する。現代の温暖化の世界では、高緯度域が他の地域よりも早く暖かくなり、気温勾配が低下するため、風の勢いが失われ、生産性が低下すると予想される。このような予想は、過去数十年間のカリフォルニア沖の上昇流の挙動に関する観測結果と一致する（Roemmich and McGowan, 1995; McGowan et al., 1996; W. Berger, 2009）。 スペクトル解析の結果、コンゴ沖の色の記録は、氷期系の長期的な振動（100km周期と41km周期）と、軌道強制による偏移（17～25km周期）への強い応答との間の妥協点として現れた。この反応の違いは、長期周期の振幅の結果である。 第四紀堆積物に見られる海洋生産性の制御と将来への期待との間には、第四紀深海研究の重要な側面がある。深海堆積物に反映されたミランコビッチ理論に関する研究の多くは、地球の温室効果ガスが急速に増加する中で人類が直面している大きな課題に関連した洞察を得ることを期待して行われてきたようである(Shackleton, 2006)。温暖化に伴う海面上昇が、温暖化した地球で予想される問題の中で最も重要な懸念事項の一つであることを疑う人はほとんどいないだろう。実際、海面上昇の最大速度は、現在進行中の惑星気候の変化を考える上で、中心的な関心事であるように思われます。氷河期の記録には、この点に関する情報があります。図5（中央）に示すように、ミランコビッチ強制力を用いて得られた酸素同位体記録の変化率を見ると、氷河期の融解（したがって海面上昇）の速度にはかなりの振幅があることがわかります。最後の脱氷期（ここでは、日付とその速度は多数の放射性炭素の決定によって裏付けられている）では、約10,000年の間に約100mの海面の変化が達成され、全体の速度は1世紀あたり1mであった（Emiliani, 1992）。この値は、高速融解の現実的なベースラインとして捉えられるかもしれません。ここで問題となるのは、大規模な融解水パルスが発生している間に、どのような要因で一時的にこの値を超えてしまうのかということである。 サンゴの研究（Fairbanks et al. 1989; Bard et al. 1990, 1996; Shinn, 2001; Peltier and Fairbanks, 2006）から多くのことが分かっている。詳細な研究のためにはあまり利用できないが、16同位体比を海面変化に変換することで、それ以前の脱氷現象にもアクセスできるようになった。気温の変化と氷の体積の変化は平行していると仮定することで（図6）、酸素同位体と海面の関係を正確に（そしてそれに伴って不確実に）決定することができます。このようにすると、第四紀後期の同位体記録からは、海面変動の全範囲に関する知識（W. Berger, 2008）と組み合わせると、1世紀あたり最大3mの割合で、サンゴのデータとよく一致した値が得られます。これらの値は数千年単位の間隔で有効である。当然のことながら、数百年単位の時間スケールに注目が集まっていますが、それよりも短い時間スケールの方が、現存する個体とその子孫の運命に関係しています。そこで問題となるのは、どのようにしてミレニアムスケールの結果から世紀スケールの推定値を導き出すかということです。この問題は完全に難問ではありませんが、この問題に取り組む際にはある種の仮定が必要です。世紀スケールの振る舞いと千年スケールの振る舞いが似ていると仮定すると（つまり、融解過程でのパルスのフラクタル分布を仮定すると）、１世紀あたり５メートルを超える海面上昇の可能性が出てきます。このような値は、NASAの気候学者ジェームズ・ハンセンによるこの点での重大な警告を裏付けるものである（Hansen, 2009）。 前述の分析から得られた最大海面上昇の高い値は、どの程度の可能性があるのでしょうか？不明である。しかし、基準値である1m以上の高値の豊富さが100年ごとにどの程度減少するかについては推定が可能である。Zachos et al. (2001)やLisiecki and Raymo (2005)に示されている深海記録を含む利用可能なデータの分析（未発表）によると、ベースラインである1世紀あたり1mを超えた海面上昇の千年平均値が2倍になると、3分の1の量が減少することが示唆されています。繰り返しになるが、同じ比率が世紀スケールでも維持されると仮定することは、そのような比率が時間スケールにあまり敏感ではないことを前提としている。これはそうかもしれない。しかし、厳密に言えば、異なる時間スケールで異なる速度で融解した場合の海面上昇の確率の感度は知られていません。気候変動に関する政府間パネル（IPCC, 2007）の最新の評価に見られるように、現在の海面上昇の値を将来に外挿することに高い確率を適用する説得力のある理由はないことを、無知が自己満足のための十分な根拠とはならないことを念頭に置いて付け加えておきます。年に数ミリの海面上昇が現在の10倍以上になると予想されるのはいつ頃でしょうか？私たちには分かりません。何千年にもわたる深海の氷期の記録を見てきた経験から言えることは、一度融解が始まると、何世紀にもわたってさらに融解が進むということだけです。一度本格的に始まった脱氷は、その後も続いているのです。 大規模な氷塊が崩壊する時期になると、強制力が引き金となり、その過程が始まると、脱氷はそれ自体が17のコースをたどっていくように見える。海面上昇が歴史的な脱氷現象の典型的な1世紀あたり1mに近づくか、それ以上になると、その過程に影響を与えることは極めて限られたものになると考えられます。その時点では、邪魔にならないように移動するか、高床式の家を建てるか、自転車や車や電車ではなく船で移動できるように準備するか、あるいはダムの建設に大規模な努力を払うかしか、残された行動の選択肢はないように思われます。人類の大部分にとって、このような緩和戦略は実現不可能かもしれない。いずれにしても、これらの戦略はイベントの前に考えておくべきである。 困難と未解決の疑問と解決策 氷河期を研究している人々がミランコビッチ理論を一般的に受け入れた後も、ミランコビッチ理論を受け入れる上での主な困難は、前述の第四紀中期の長期サイクルの出現である（例えば、Pisias and Moore, 1981, Ruddiman et al. 1986, 1989, 1989, Maslin and Ridgwell, 2005）や、Milankovitchによって研究された時間的スパン（第四紀の最後の三分の一）の中での100年周期の顕著な優位性は、かなりの議論を呼んだ（例えば、Imbrie et al. の台頭を合理化することは可能である。 長周期の気候変動の増加は、ある種の内部要因（Saltzman and Sutera, 1987）を呼び起こすことで合理化することが可能である。これらの要因のうち支配的なものは、おそらく、氷塊の大幅な増加（例えば、W. Berger and Jansen, 1994）と、不安定性が十分に蓄積された後の破局的な分娩（Pollard, 1984; W. Berger, 1997, 1999; Paul and Berger, 1999）であろうと考えられる。しかし、このような努力は、長期的な期間の出現や、その正確な長さの起源を、明確に定義された物理的プロセスの観点から完全に説明するには不十分である。同様に、120m付近の海面変動に見られるように、氷塊の変動幅が広い理由も理解されていません。つまり、ミランコビッチ・クロノでは160m付近の変動幅や80m付近の変動幅が見られないのはなぜなのか、完全には解明されていないのです。このように、発見が進み、特に深海堆積物の研究（Imbrie and Imbrie, 1979; 最近ではCrowley and North, 1991、Gornitz, 2009の様々な記事で教科書レベルにまとめられています）から、氷河時代の伝承に多くの有用な事実や洞察をもたらしてきましたが、地球物理学の観点からの理解は追いついていません。発見と理解の間には、広く賞賛されているアイスコアの調査と、時間の経過に伴う二酸化炭素の循環の発見（Petit et al. ミランコビッチ理論に話を戻すと、日射系列（図2）の中での氷河期の位置の決定は、適用可能なすべての地球物理学、特に氷の生成と破壊の物理学を本質的に無視したものであったことがわかります。しかし、この点での進歩は、その後の多くの18decadeの間に緩やかなものでしかなかったことを考えると、この不作為を判断することはあまり厳しいものではありません。例えば、最新の第四紀以降の様々なタイプの氷期記録の年代の不確実性に加えて、ミランコビッチ強制力に対する反応の位相の不確実性が生じています。第四紀の中でも、第四紀以前の長い時間を考慮すると、何がどのように強制されているのか、またどのように強制されているのかについての信頼性の高い記述ができなくなります。 私たちは、ミランコビッチの現代の批評家たちが彼の仮説を受け入れられなかったことを非難することはできません。ミランコヴィッチの仮説の主な強さは、ミランコヴィッチのアイデアは優れたものであり、役に立つものだと言ったウラジミール・ケッペンの威光に由来する。Köppenは原理的には正しいことが判明したが、これは予見できなかった。例えば、現在、近日点は1月の早い時期（つまり、北の冬）に発生します。ミランコビッチによると、これは一般的に氷河を作るのには良い状況です。もしそうだとしたら、なぜ氷床は太っていないし、成長していないのでしょうか？それとも小氷期は、二酸化炭素の放出の影響で中断されただけで、正しい方向への遅れた一歩だったのだろうか？私たちが知ることはできないだろう。おそらく、温暖で長続きする完新世の理由は、ミランコビッチ理論の多くに影響を与えている太陽距離効果が、気候の変化に重要な要素の一つに過ぎないからだと思われます。また、気候システムの長期的な状態は、短期的な強制力への応答を年輪スケールで調整する役割も果たしている。現在、冬の雪を得る地表面は、かつて氷に深く覆われていた時の凹んだ位置から十分には回復していません。今冬に降っている雪を次の夏まで何千年もの間、冬に降っている雪を維持できるようにするためには、それらはもう少し上昇する必要があります。カナダとスカンジナビアは、まだ上昇しています。標高が十分に高くなれば、雪は残ることができ、正のアルベドフィードバックは、高緯度地域で（そして海洋全体で）地球を冷却する魔法のような働きを始めることができます-強制力がまだ協力的であれば。  図8. Bassinot et al. (1994) の分化したデータ系列のピリオドグラム。数値は数千年を示す。1.5 線(右目盛)に近い、あるいはそれ以上の太字の数字は有意なピークである。100 kyr でパワーがないことに注意。 前述したように, 代理記録を区別することで, 等値運動や氷塊の変化に伴う標高の変化など, "遅い物理現象 "の多くを考慮から除外することができる. このようにして、長期的な内部振動や同様の合併症に惑わされることなく、スペクトル解析を用いて記録中のミランコビッチ強制の存在を記録することができます。この手順を実証するために、Bassinot et al. (1994) のデータを用いて、以前と同じ年代で、差分系列を解析してみました（図8）。このことは、ミランコビッチ強制(特にプリセーション)が(Köppenのミランコビッチ理論の表現にあるように氷塊の位置を固定するのではなく)氷塊の変化を駆動するのであれば、予想通りのことである。ミランコビッチ理論の正しさについての議論は、主に気候記録の統合と微分の違いについての議論が中心になっているように思われます。氷河期を超えたミランコビッチ いったん受け入れられたミランコビッチ強制は、ミランコビッチ年代よりも古い第四紀の堆積物（つまり更新世の最後の三分の一）に容易に適用され、最終的には、古地磁気学と組み合わせた第四紀後期のシーケンス（例えば、Martinson, 1987）のために磨かれた方法を用いて、新第三紀以降の気候史の時間スケールを得た（Hilgen, 1991; Shackleton et al. 確かに、第四紀の下界（伝統的には1.8 Ma付近に設定されている）の定義は、歴史に基づいた好みに基づいている；つまり、その定義は、その期間内の気候変動に関しては任意である。代わりに、気候史家にとって興味深いのは、北半球での氷塊の形成の開始と、それに伴う変動の種類である（例えば、Shackleton et al., 1984; Hay, 1992; Whitman and Berger, 1992; Raymo, 1994）。その発生は、Zachosら（2001）やLisieckiとRaymo（2005）の集大成を含む様々な連続的なδ18O記録（例えば、Jansenら、1993; Mixら、1995）の中で容易に見られる（そして、MFのチューニングにより3Maの直後に年代付けされている）。しかし、時間的な配置の物理的な原因や原因は、北半球の氷河の問題全般に関連しており、かなりの議論がなされた後でも、まだ全く明らかになっていない（例えば、Hay, 1992; Maslin et al. ちなみに、Berggren (1972)は、3 Ma (天体年代学から得られた現代の値よりも少し古い)という日付を提案しています。Berggrenは、深海掘削プロジェクトの第12段階で回収された堆積物の中で、氷でできた破片の出現時期を研究しました。言うまでもなく、氷期への移行を記録するためには、酸素同位体の探索よりも、氷の漂着物の方が説得力のある証拠となる（例えば、Jansen et al. ちなみに、3Ma（最後の大きな冷却ステップ）付近の移行期は、人類学者にとって特別な関心事である。なぜなら、アフリカで進化していたホミニドのアウストラロピテクス系統は、この時期に、顎の大きなパラントロプス系統と頭脳派のホモ系統に分裂したようであるからである（DeMenocal and Bloemendal, 1995）。 おそらく、脳を大きくする必要があったのは、社会的な環境の中で、関係する霊長類間の複雑な相互作用がますます複雑になっていたからだと思われます。社会活動を導くための気候変化の役割は明らかではありません。現在の天文学的構成は中新世に至るまで安定しているようであるが、新第三紀後期の深海堆積物はミランコビッチ強制を基礎にして容易に年代を決定することができる(Hilgen, 1991; Tiedemann et al., 1994; Shackleton et al., 1995)。いずれにしても、ミランコビッチ周期は新第三紀の堆積物からかなり前から日常的に報告されている（例えば、Dean and Gardner, 1985; Pisiasら, 1995; Shackletonら, 1995）。より遠い過去の天文学的要因を計算する場合、ある時点で太陽系の安定性は未解決の問題となり（Laskar, 1988; A. Bergerら, 1992; Laskarら, 1992）、見慣れた挙動から大きく逸脱する可能性が高まっている。この点では、Schwarzbach (1961, p.223)の仮定に反して、古代堆積物におけるミランコビッチ型サイクルの発見が太陽系の安定性とカオスの知識に貢献する可能性がある(Palike et al., 2004)。もちろん、ミランコビッチ理論を遠い過去に適用する際に直面する問題は、太陽系の安定性だけではない。慢性的に不完全な時系列の中から適切なサイクルを見つけることは、適切な検索の先駆者の一人が議論したように、非常に大きな挑戦である(Schwarzacher, 1991)。場合によっては、時間スケールの厚さスケールへの変換を考慮した時系列分析のある種の調整が有用な結果をもたらすことがある(Herbert, 1994)。しかし、サイクルが発見され、合理的に文書化されている場合であっても、強制力の物理的性質が現れる可能性は決して高くない。 地質学的に長い時間スケールでは、惑星の基本的な地形は一定ではありません。地殻変動を考慮しなければならない(Ruddiman and Kutzbach, 1991; Raymo and Ruddiman, 1992)。さらに、海洋ゲートウェイの構成の変化（Berggren and Hollister, 1974; Kennett, 1982; Haq, 1984; Toggweiler and Bjornsson, 2000）や、大気中の二酸化炭素含有量の変化、海底のメタン 氷の利用可能性の変化（これは気候システムにかなりの不安定性をもたらす）も重要である。最後に、大陸の漂流（Kutzbach, 1994）を考慮しなければならない。氷河期の発生や第四紀のトレンド自体には、もちろんテクトニクス、海洋循環、侵食などの複雑な要素がすでに存在しています。しかし、一般的な地質学的考察は、地球が現在のものとは全く異なっていて、外部からの強制力に対する反応も異なっていたであろう、より遠い過去については、これまで以上に緊急性を増しています（Ruddiman, 2001）。 周期的な堆積は、古生代（つまり、過去5億年ほどの間）を通して観察されてきました。実際、古生代後期の観測では、そのような堆積の最も印象的な初期の例がいくつか見られた（Moore, 1931）。 もちろん、時間的に近い堆積物配列の方が、豊富さと多様性の両方が大きく、サイクルの意味を研究するのに適しています（したがって、適切な配列を選択することができます）。したがって、白亜紀はこの点で注目されている（例えば、Barronら、1985; Fischerら、1985; Herbert and Fischer、1986; Boydら、1994; Galeら、2002; より古い研究のレビューは、Einsele and Seilacher、1984、Fischer、1986、1991; and Crowley、1999の論文を参照）。さらに、中生代の配列の中で、白亜紀には、掘削によって深海底で今でもアクセス可能な堆積物が含まれており、ミランコビッチの議論が容易に適用される連続的な記録を見つけるチャンスがある(Herbert and D'Hondt, 1990)。 外部からの周期的な強制力に対する気候感度の変化という観点から、白亜紀内の海洋堆積物の周期的な沈着の証拠は特別な関心事である。深海コアに見られる変動が陸上の氷塊の変化と結びついていることは明らかではないが、アンモナイトの生物層序が海面変動の全球的な同期性を示すのに必要な解像度を持っていると仮定すれば、地球規模の海面変動の議論はセノマ紀の時代にも可能である(Gale et al., 2002)。 しかし、気候は、特に白亜紀中期には温暖であった(Herman and Spicer, 1997; Huber et al., 2002; Norris et al., 2002)。観察された多くの（あるいはほとんどの）サイクルについては、深海の酸素含有量のリズミカルな変動、すなわち、底水の種類と量の生産における周期的な変化を想定しなければならない。次に、周期的な堆積のこれらの側面について説明します。温暖な海洋。温暖な海では、冷たい海に比べて酸素が不足しています。白亜紀の深海の更新は、ほとんどの場合、乾燥地域（比較的冷涼な冬を持つ）の多数の棚海からの塩水の散発的な流出に起因していた（例えば、Brassら、1982年）。このプロセスは現在、地中海内で行われており、そこで研究することができる（例えば、Anati and Stommel, 1970）。深海に入るために運命づけられた棚からの水（おそらくテティスの深海から世界の海洋に移されたものと思われる）は、今日の高緯度地域の深海水源とは対照的に、酸素の含有量が控えめで、非常に寒くて酸素を豊富に含んだ水が高い速度で深海に沈み込んでいく。 生産性（したがって、堆積物の特性が形状となる海底への有機物の供給）に関しては、低酸素の副産物の一つは、生産を刺激する栄養混合物の重要な構成要素である硝酸塩の還元であることを考慮することが重要である。酸素欠乏した深海を持つ暖かい海は、おそらく硝酸塩が少なく、窒素化合物の利用可能性に対する生産システムの感度を大幅に高めていたのであろう。 白亜紀の海洋の全体的な生産性は、海底から放出されたリンの供給と再利用に依存していたと仮定しなければなりません（そして、その方法をシアノバクテリアによる窒素化合物の合成を刺激することができる表層水に見つける）。海底に最近到達した堆積物を撹拌しなければ、リン酸塩を含む栄養素の再固定化は大幅に遅れることになる。このように、底生生物が堆積物を撹拌しないような嫌気性条件が蔓延していたために、リンの再利用が阻害されていたのです。同じことが、おそらく硫化鉄として海から鉄を除去することにも当てはまる。光合成生物や窒素固定生物は、リン酸塩と同様に鉄を必要とする（Falkowski et al. 今日の海洋では、酸素が枯渇した水域は、魚の死骸の主な原因となっている。 深部でのオキシゲの世界的な不足の原因は、遠洋性炭水化物の同位体分析にあった（Scholle a d Arthur, 1980; Arthur et al. 同位体組成の層序から、黒頁岩の堆積期間は、海洋の溶存二酸化炭 素の同位体である炭素-13と炭素-12の比が顕著に変化していることが示された。黒頁岩の堆積期には、海水中の溶存二酸化炭素と比較して、炭素-13が増加していた。 23 の背景には、炭水化物-13 と炭水化物-12 の比率がある（石灰質の化石を参照）。最も簡単に説明すると、観測されているように、海洋中の海洋物質の沈着量が増加したこと（これは炭素12に富む）と、酸化性物質が大きく膨張したことにより、海中の残りのカルボプールの割合がカ炭素-13に富む割合に変化したことが考えられます。 酸素ストレスを受けた海洋は、全体的な気候条件の小さな乱れにも容易に反応するはずである。深海に水を供給している棚盆地の中で、ここでは少し冷え、ここでは少し降水量が減ったり、蒸発量が増えたりすれば、深海への酸素供給量に違いが生じる可能性があります。その結果、酸素供給量が非常に少ないときにはいつでも、酸素供給量の比較的小さな変化を海底で記録することができます。このように、非常に低いレベルでは、海底に細菌のマットが形成されます。それほど高くないレベルでは、酸素を消費する生物がこれらのマットを草食しています。一方、酸素濃度が比較的高い場合には、酸素濃度を半分にしても、倍にしても、海底に生息する生物にはほとんど違いがありません。白亜紀の深海堆積物でミランコビッチ型のサイクルが発見されたことは、このような低酸素に対する感度の高さを念頭に置いて考える必要があります（図9）。北半球の夏に近日点が発生すると、熱帯以北の乾燥帯の棚海の温暖化（蒸発量の増加）が進みます。また、このような時期に北半球の冬は平年よりも冷え込み、塩分を多く含む冷たい海水が供給されました。その結果、季節性の高い時期に棚由来の深海産出量が増加し、深部の酸素化が進んだ可能性があると考えられます（イタリアで露出したアルビアの堆積物についてErbaとPremoli Silvaが提案したように）。深海底では、追加の酸素と周囲の有機炭素との反応により、二酸化炭素と炭酸が生成され、炭酸塩の溶解につながったと考えられる。その結果、記録された堆積物が黒くなったのではないかと考えられます。  図9. 白亜紀後期の深海環境（カンパニア紀、リオグランデ台地）における規則的な周期的堆積の証拠、おそらく気候変動に応じて深海の酸素含有量が変化していることを反映している。T. ハーバート（合同海洋研究機関のパンフレット、1997年）より。 もちろん、気候の年差に関連した変化の感覚は、赤道の北と南が逆になっていました。しかし、関連する陸地や棚海のほとんどは北半球にあり、テティスの北岸につながっていたと考えられ、ミランコビッチ理論の主な特徴である北半球の支配的な影響を維持していた。明暗サイクルを生成する別の方法は容易に想定されている（例えば、Herbert and D'Hondt, 1990; Einsele and Ricken, 1991; Boyd et al., 1994; Park and Ogelsby, 1994）。深層水を供給する棚海の深さを変化させるためには、氷塊の役割を排除することはできない。棚海では（これは陸上で見られるほとんどの海況に適している）、海洋化学と循環に加えて、底質堆積物による希釈が特に重要な役割を果たしているはずである（Ricken, 1994）。しかし、おそらく、酸素化はどこでも中心的な要因であることに変わりはない(Pratt, 1984; Arthur et al, 1986; Eicher and Diner, 1991)。塩分濃度の高い棚海水のパルス供給の概念には、興味深い従属関係がある。もし、白亜紀の間に塩分濃度が散発的に増加したことが底水形成の重要な要素であったとすれば（深層水を供給する棚海の蒸発量に生じる前駆的な変化から）、私たちは、混合によって除去することが困難な深淵塩湖が（塩分によってかなり重くなっていたので）時折生成されたことを期待するべきです（そして、おそらく長期的に存在する）。もしそのような深淵塩湖が存在していたならば、塩水に覆われた堆積物の中には珍しいほど豊富な鉱物が析出していることが予想されます。ゼオライトやロドクロサイトが思い浮かびます（Berger and von Rad, 1972）。このようなかん水の中にホットベントが発生した場所では、黄鉄鉱やその他の金属硫化物、さらには固有の銅も多く見られるはずです。そのような深淵の死の湖は、養分のブラックホールのような役割を果たし、そこに落ちたものはすべて飲み込まれ、何もリサイクルのために放出されないのです。 概要、コメント、結論 ミランコビッチ理論は、第四紀以降の堆積物の年代測定や、観測された酸素同位体や他のプロキシの変動の説明において、その有用性を証明してきたが、その有用性は留まるところを知らない。この評価は、理論を適用する際の数学的・物理的な議論の論理的必然性（批判者の指摘）ではなく、実用性と結婚した妥当性に基づいています。この理論が正しいと仮定すると、放射性年代測定（Johnson, 1982; Shackletonら, 1990; Hilgen, 1994）によって検証可能な古地磁気反転年代の割り当てが可能になるだけでなく、周期的な堆積物の気候制御（Einseleら, 1991; De Boer and Smith, 1994）に関しても思考が刺激される。もし、ミランコビッチ理論が他の推論に置き換えられるとしたら、その置き換え案は、より説得力があり、使い勝手がよく、論理と物理学に基づいたものであることが望ましい。その意味では、ミランコビッチは現在、Muller and MacDonald (2000, pp. 273-274)が嘆くような「祖父」のような状態になっている。この地位の理由は、単に歴史の背景にあるのではなく、むしろ、有能な競争相手の欠如にある。 確かに、関連する観測（100年周期など）のいくつかは不可解で未解決のままであるが、特に理論が変化についてのものであり、100年周期に代表される気候過程の統合についてのものではないので、これは基本的な理論を全面的に無効にするものではない。否定するのではなく、期待値と観測値との不一致は、理論への追加を求めている。つまり、これまで適切に研究されていない長期的なプロセスやダイナミクスを探究し、層序学に適用することである（例えば、Pollard, 1984; Ghil, 1989; Smith, 1994; Rial, 1999; and also Muller and MacDonald, 1997）。 現時点では、単に入力を定義する他の理論が存在しません。もし、（地質学的な記録という意味での）アウトプットしかないのであれば、インプットを推測しても意味がありません。 ちなみに、氷河期の長期周期的な側面だけを重要視すれば（ミランコビッチ理論のパターンではなく）、次の氷河期の予測はミランコビッチの世界で行われたものとは異なるものになります。このような推論では、MIS 5e（間氷期「イーム」）を例にとると、次の氷河期は比較的近いということになります（von Koenigswald著「氷河期の哺乳類」（p.11）に例示されていますが、ミランコビッチ理論はp.33で説明されています）。しかし、ミランコビッチの世界では、アンドレ・ベルガーが繰り返し指摘しているように、当面の地質学的未来への期待を生み出すためには、MIS 5ではなく、MIS 11が関係しています（Droxler et al. また、人間の影響による長期的な撹乱も考慮しなければなりません。 もしミランコビッチ理論が周期的な堆積を研究している地質学者によって放棄されるとしたら、それは観測された現象のもっともらしい説明ができず、研究者を袋小路に導くことになるからです。このようなことは起きていません。それどころか、このツールを用いた場合の地質学的現象の研究の可能性は、まだ無限にあるように思われます。参考文献 Alley, R.B.、古気候学-北大西洋の氷結。ネイチャー 392, 335。Alvarez, L.W., W. Alvarez, F. Asaro, H.V. Michel, 1980, 白亜紀～第三紀の絶滅の地球外原因。サイエンス 208,1095-1108. また、このような研究は、日本の海洋研究の発展に大きく貢献していると考えられる。そのためには、このような研究が必要である。 このように、この時期の氷期の発生と崩壊は、氷河の崩壊の影響を受けていることを示している。最後の氷河期における氷河の発生と崩壊。そのためには、このような研究が必要であると考えられます。このような状況の中では、このような氷河の発生と崩壊は、地球規模ではなく地球規模のものである。 References Alley, R.B., Palaeoclimatology – icing the North Atlantic. Nature 392, 335. Alvarez, L.W., W. Alvarez, F. Asaro, H.V. Michel, 1980, Extraterrestrial cause for the Cretaceous-Tertiary extinction. Science 208,1095-1108. Anati, D., and H. Stommel, 1970, The initial phase of deep water formation in the northwest Mediterranean during MEDOC ’69 on the basis of observations made by Atlantis II, January 25, 1969 to February 12, 1969. Cahiers Océanographiques 22, 343-351. Andrews, J.T., and R.G. Barry, 1978. Glacial inception and disintegration during the last glaciation. Ann. Rev. Earth Planet. Sci. 6, 205-228. Arrhenius, G.O.S., 1952. Sediment cores from the east Pacific. Rept. Swed. Deep-Sea, 205-228. 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