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最後の退氷期と最後の間氷期の海面上昇の海洋的強制力
Oceanic forcing of penultimate deglacial and last interglacial sea-level rise.
PMID: 31996820 DOI: 10.1038/s41586-020-1931-7.
抄録
最近の退氷期-間氷期の2つの間氷期の海水準履歴は、地球平均気温と温室効果ガスによる強制力の変化がどちらの期間も同様であったにもかかわらず、かなりの違いを示している。最後の間氷期（LIG）では、現在の間氷期よりも北半球の夏季日射強制力が強かったにもかかわらず、LIGの世界平均海面が現在よりも６～９０メートルも高かった理由を理解することは、特に困難であることが分かっている。氷河期と間氷期の両方の期間に、極地の氷床の広大な領域が海面下に接地し、接地線と周辺の氷棚が大陸棚にまで伸びていた。このことは、南極やグリーンランドで現在進行中の氷床の変化に似たような氷床の減少には、地表面の温暖化による海洋強制が寄与している可能性を示唆している。このような強制力は氷河期に特に効果的であったと考えられるが、大西洋経度圏転覆循環（AMOC）が千年単位の時間スケールで大きな変動を経験し、AMOCの減少が大西洋流域の大部分で地表面温暖化を引き起こしていた。ここでは、最後の脱氷期のAMOCの減少期間が長くなったことによって引き起こされたより大きな地表面温暖化が、最後の脱氷期に比べてより緩やかな海面上昇を説明できることを示している。このより大きな強制力は、LIGの間にグリーンランドや南極の氷床からの過剰な損失にも寄与し、世界の平均海面上昇を現代のレベルより少なくとも4m以上も上昇させる原因となった。氷河の等張性調節に対する最後の脱氷とLIG脱氷の複合的な影響を考慮すると、LIG脱氷の間に極域の氷が過剰に失われたことで、中・遠方のフィールドの化石サンゴ礁や槍皮が記録した相対的な海面上昇の多くを説明することができます。
Sea-level histories during the two most recent deglacial-interglacial intervals show substantial differences despite both periods undergoing similar changes in global mean temperature and forcing from greenhouse gases. Although the last interglaciation (LIG) experienced stronger boreal summer insolation forcing than the present interglaciation, understanding why LIG global mean sea level may have been six to nine metres higher than today has proven particularly challenging. Extensive areas of polar ice sheets were grounded below sea level during both glacial and interglacial periods, with grounding lines and fringing ice shelves extending onto continental shelves. This suggests that oceanic forcing by subsurface warming may also have contributed to ice-sheet loss analogous to ongoing changes in the Antarctic and Greenland ice sheets. Such forcing would have been especially effective during glacial periods, when the Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) experienced large variations on millennial timescales, with a reduction of the AMOC causing subsurface warming throughout much of the Atlantic basin. Here we show that greater subsurface warming induced by the longer period of reduced AMOC during the penultimate deglaciation can explain the more-rapid sea-level rise compared with the last deglaciation. This greater forcing also contributed to excess loss from the Greenland and Antarctic ice sheets during the LIG, causing global mean sea level to rise at least four metres above modern levels. When accounting for the combined influences of penultimate and LIG deglaciation on glacial isostatic adjustment, this excess loss of polar ice during the LIG can explain much of the relative sea level recorded by fossil coral reefs and speleothems at intermediate- and far-field sites.