プレートテクトニクスが5億4000万年の古気候変動の主要因であったと新研究が示唆

学術誌『Communications, Earth and Environment』に2026年初頭に発表された新たな研究は、地球の気候が地質学的時間スケールで変動する上で、プレートテクトニクスの移動がこれまで過小評価されていた極めて重要な役割を果たしていることを示唆した。

この調査は、メルボルン大学のベン・マザー博士とシドニー大学のディートマー・ミュラー教授らが主導し、プレートテクトニクスのコンピューターモデルを用いて、過去5億4000万年間にわたる火山活動、海洋、地球内部間の炭素移動を再構築した。この期間は、カンブリア紀中期（約5億3000万年前）以降の主要な地質学的出来事を網羅する広範な時間軸である。従来の地球科学では、プレートが衝突する収束型境界に存在する火山弧が、大気中の二酸化炭素の主要な供給源と見なされてきた。

しかし、今回の知見によれば、プレートが離れていく発散型境界、すなわち大洋中央海嶺や大陸リフト帯が、地質時代の大半において炭素循環をより大きく左右していたことが示唆されている。これは、海洋が広大な二酸化炭素を海底堆積物中に隔離し、その後に沈み込み帯を通じて地球内部の深部炭素循環へと戻すプロセスが、気候の長期的な安定に寄与していたためである。

研究チームが構築したモデルは、この5億4000万年の間に観測された主要な温室効果気候と氷室気候の変動を高い精度で再現した。温室効果が優勢な時期には炭素の放出量が隔離量を上回り、氷室気候の時代には炭素の隔離が進行し大気中のCO2濃度が低下した。特筆すべきは、火山弧からの排出量が大気中炭素の支配的な供給源となったのは、直近の1億年間に限られるという点である。

この近年の排出源の優位性は、約1億5000万年前に出現した有孔虫類のような石灰化を行う植物プランクトン、すなわち浮遊性被嚢類の進化と関連付けられている。これらの生物は大量の炭素を深海堆積物中に隔離する能力を持っていた。それ以前の時代においては、プレートが離れる境界からの炭素放出が、大気中のCO2濃度をより強く規定していたと考えられる。

プレートテクトニクスは、地球の表面を構成する岩盤の運動が大陸移動などを引き起こすという1960年代後半に発展した学説であり、地球科学に大きな転換をもたらした。この発見は、地球の自然な長期的な気候調節メカニズムを理解するための決定的な新たな視点を提供するものであり、海洋が炭素貯蔵庫として果たす役割と、生物地球化学的循環および地質学的循環の結節点としての重要性を再認識させるものである。