太平洋のシーソー

シーソーに小さい頃よく乗りました．両端の人の位置や重さなどでシーソーは動きを変えます．支点力点作用点，シーソーの力学です．もっと大きなスケール，地球の気候変動にもシーソーはたとえられます．バイポーラーシーソーといって，北半球と南半球で温暖化や寒冷化のタイミングが異なる現象が知られています．

今回私が扱うのは，東西方向の地球のシーソーです．現在の太平洋の熱帯付近では，貿易風（東風）の影響によって西に暖かい水，東に冷たい水が存在しています．つまり東西で等しい温度の線を引くと，西に向かって深くなります．西側に傾いたシーソーですが，仮に太平洋のシーソーと呼びます．

このシーソーの傾きは，数年スケールで変化しています．エルニーニョ現象やラニーニャ現象です．エルニーニョ時には貿易風が弱まり，東西太平洋の温度差が小さくなります．つまり，通常よりもシーソーの傾きが緩やかになります．ラニーニャ現象はこの反対です．こうした太平洋のシーソーが，過去の温暖期や寒冷期にどう変化したかという興味が今回の研究の動機です．

今から約1500万年前の温暖期，二酸化炭素濃度は現在よりも高い430ppmに及んだと考えられています（Super et al., 2018）．その後の寒冷期で約300ppmに減少し，南極氷床も発達したと報告されています．この温暖期と寒冷期を挟むように海水温の記録（微化石の酸素同位体比）を復元しました．

約0 mと200 mの東西海水温データを基に，私は従来通りの解析を進めました．それは水平方向や垂直方向に温度の差（勾配）を求めて(図左のオレンジと水色)，気候変動の前後でどう変化したかを調べることです．

しかし考察を進める中で，私が議論したいことは傾きのあるシーソーなのに，直線的な差だけで議論することに何かずれを感じました．試しに斜めの温度差を求めてみますが（図右の紫と緑色），そんな解析をしている先行研究は見当たりません．つまり斜めの温度勾配が持つ意味を初めて考えなければなりませんでした．

並行して，太平洋のシーソーのイメージを図化できないか考えていました．現在の観測データに等温線を引くとシーソーに見えるのだから，約1500万年前のデータにもひとまず等温線を引いてみました．そして時系列で等温線を作成すると，どうやら等温線の傾きや本数が変化しているように見えました．注意して解析を進めると，先に述べた斜めの温度勾配と等温線の変動が関係することに気付きました．

約1500万年前の温暖期に斜めの温度勾配は減少し，等温線の傾きは緩やかになっていた．すなわちシーソーの傾きが緩やかになったと考えられます．一方で寒冷期には斜めの温度勾配が増加し，等温線の傾きは急になっていた．つまりシーソーの傾きがきつくなったと考えられます．

今回の研究成果を確からしいとするには，今後さらに証拠が必要です．それは私が用いた海水温の記録（酸素同位体比）が厳密には塩分の影響を受けること，そして東と西のわずか2地点で議論していることが理由です．異なる海水温の指標を併用すること，東西太平洋のデータを追加することが重要です．しかし少なくとも今回の研究で，太平洋のシーソーを評価するための新たな見方を提示することができました．

雑誌論文（Matsui et al., 2017）や学会発表を通じて，少なからず「その見方は今までなかった」と言っていただけました．複雑さを求めると見落としてしまうシンプルさ，という意見もありました．コペルニクスの地動説が180度見方を変えたならば，もちろん比べることもできませんが，斜めに考えた今回の研究は45度見方を変えたことになります．見方の転換ができたのは，データにじっと向かい合ったことが大きいと考えています．

公園のシーソーは力学の原理を教えてくれます．地球のシーソーを調べることは気候変動について重要なヒントを与えてくれそうです．