「サイエンス」誌の最新号に掲載された研究結果によると、約3400万年前に南極が厚い氷で覆われていたのに、北極には長年氷が存在しなかった理由の科学的謎が科学者らによってついに解明された。研究によると、数百万年前、北半球が広大な氷河で覆われていたとき、地球内部の地質学的力が東南極を一連の山と高原に押し上げた。この極端な標高により、地球の気温が現在より摂氏約 5 度高かった暖かい時期でも、この地域は降雪を維持することができました。
この地質学的変化のプロセスは古代にまで遡ることができます。約 2 億 100 万年から 1 億 4,300 万年前のジュラ紀の間に、古代の超大陸ゴンドワナが徐々に分裂するにつれて、南極とアフリカが分離し始めました。このプレートの分離は、地殻の下にある熱くゆっくりと流れるマントル岩石を乱し、マントル波を引き起こし、大陸の深い根から物質を徐々に剥ぎ取ります。この重い物質が沈むにつれて、上の表面が上昇し、数千万年かけて東南極の高度が上昇し、最終的には 1 ～ 3 キロメートルの氷で覆われた今日のガンブルジェフ山脈と、広大な内陸高原と海岸の急な崖が形成されました。
英国のサウサンプトン大学の地球科学教授であり、この研究の筆頭著者であるトーマス・ガーノン氏は、南極の地表が徐々に臨界高さまで上昇し、氷河がここに永続的な足場を築くことができたと説明した。研究チームは、プレートの分裂、マントルの変化、地表侵食、山の成長などの変数を含むコンピューターモデルを構築することで、1億年以上続いたこの地形の進化プロセスを再現した。モデルによると、約4,500万年前、東南極の広い範囲が高度約2キロメートルの重大な転換点を通過した。地形は氷河の形成に重要であるため（気温は海抜 100 メートルごとに最大約 1 ℃低下します）、高山の氷河が夏を乗り越え、年々成長し、最終的には氷河となるには、この高さがあれば十分です。約 3,400 万年前に南極で大規模な氷河期が始まるまでに、ガンブルゼウ山脈の山のほぼ半分は高さ 2 キロメートルを超えていました。
この研究は、北極と南極の間の氷のない時間の大きな違いも完全に説明しています。大気中の二酸化炭素などの温室効果ガス濃度の低下だけが原因であれば、地球の極は対称的な冷却反応を引き起こすはずです。しかし、南極大陸は、地質学的運動によってもたらされる高度の利点を利用して、大きな前進を遂げました。氷床が膨張し続けるにつれて、その明るい表面はより多くの太陽光を宇宙に反射し、「氷雪アルベド」として知られる効果により、地球の気温がさらに推定摂氏1度低下します。同時に、冷却プロセスによって大気も乾燥し、水分の減少により大気断熱による温室効果が弱まります。これらのフィードバック メカニズムが連携して、南極の氷床が山地から大陸の端全体に広がることを可能にします。対照的に、北半球には同様の大規模な高地地形が存在しないため、大規模な氷床が形成され始めたのは約 500 万年前であり、南極における大きな変化よりも 3,000 万年近く遅れています。
研究チームは、今回の発見は、氷河期の始まりは大気環境の変化だけによって決まるわけではないという重要な事実を明らかにしたと指摘した。地球内部の深層地殻活動も、大陸の地形を再形成し、気候の転換点を決定する上で決定的な役割を果たします。現在、こうした古代の地質変化に由来する東南極の氷床は、地球上で最大の氷床となっています。そこに含まれる凍った水がすべて溶けると、世界の海面は約52メートル上昇します。