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研究者は科学のあらゆる分野にわたって事実と可能性を探求し続けています。医学や気象予測の強化から、新種の発見や絶滅に至るまで、2025 年には多くの大きな科学的進歩がありました。しかし、これらのびっくりするような発見の勢いは衰えていません。 NASA が人類を月に帰還させ、宇宙を探索するという大規模な計画を継続する中、科学者たちは 2026 年のこれまでのところ、私たちの故郷の惑星についていくつかの目を見張るような新事実を明らかにしました。
特に、研究者らは、地球の核の巨大な構造が磁場の変化を引き起こし、臨界海流が減速していることを発見した。また、希少金属が初期生命の誕生に関与していること、大気の成層圏下部は新たに発見されたナノ粒子で構成されていること、スターツ氷河期は純粋な氷河期ではなかったことも発見した。これらの発見は主に、科学者に彼らが知っていると思っていたいくつかの「事実」を再考させるものとなったが、将来の気候変動に影響を与える可能性もある。それぞれの調査を詳しく見てみましょう。
地球の核にある巨大な岩石層が磁場を形成している
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地球の磁場について考えるとき、おそらく、地球を取り囲む静止したままの巨大な目に見えないシールドを想像するでしょう。しかし、地球の磁場は変動しており、そのメカニズムは科学者たちを何十年も悩ませてきました。しかし、リバプール大学とリーズ大学の研究者らは最終的に、惑星の内核が原因であると結論付け、その研究結果を Nature Geoscience に発表しました。
まず、地球の外核における液体鉄の絶え間ない渦が磁場を生成するものであることを理解するのに役立ちます。これは、風力タービンによって電気が生成される方法と同様です。研究者らは古代の磁気とスーパーコンピューターのモデルを組み合わせて、大低速領域と呼ばれる2つの巨大で超高温の構造物がその下の鉄の液体を数百万年にわたって操作してきたことを突き止めた。アフリカと太平洋の地下約 1,800 マイルに位置するこれらの岩石層は、液体鉄の中で鋭い熱コントラストを引き起こすことにより、磁場を形成しています。
リバプール大学の地磁気学教授で研究著者のアンディ・ビギン氏はプレスリリースで、科学者らは長期磁場データの平均に基づいて、磁場が棒磁石のように機能し、地球の回転軸と一致していると仮定したと説明した。研究者らが2億6500万年にわたる磁場の挙動を観察することを可能にしたこの研究の数値モデルからのデータは、彼らが間違っていた可能性があることを示している。 「これらの発見は、パンゲアの形成と分裂など、古代の大陸の構成をめぐる疑問にも重要な意味を持ち、古代の気候、古生物学、天然資源の形成における長年の不確実性を解決するのに役立つかもしれない」とビギン氏は付け加えた。
地球上の初期の生命は、レアメタルがなければ生き残れなかったでしょう
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信じられないかもしれませんが、科学者たちは、初期の生命体が生き残るのがどれほど困難だったかなど、地球上で生命がどのように始まったかについて、未解決の大きな疑問をまだ調査中です。ウィスコンシン大学マディソン校の研究者らは、モリブデンがなければ34億年前の初期生命は生き残れなかったであろうことを発見した。この金属は、当時は希少でしたが、窒素固定などの多くの生化学プロセスに不可欠です。モリブデンはこれらのプロセスの化学反応を加速するため、モリブデンなしでは生命が生存できるほどの速度で反応は起こりません。
これまでは、古代の微生物は化学反応で同様に作用するタングステンを最初に利用し、その後モリブデンが豊富になるとモリブデンを利用するようになったと考えられていた。しかし、Nature Communications に掲載された研究では、研究者らはそうではないことを確認するために、時間の経過とともに金属の蔓延を追跡しました。この発見は、生命が道を見つけることができることを示しており、重要な金属が希少な同様の条件下では地球外の生命も存在できる可能性があることを思い出させるものとなっています。
ウィスコンシン州マディソン校の細菌学教授で研究共著者のベトゥル・カシャール氏はプレスリリースで、「私たちの研究は、モリブデンとタングステンを使用する酵素系の両方が始生代にルーツを持っていることを示しており、これは初期の生命体が『最初にタングステン、その後にモリブデン』という単純な話に従うのではなく、両方の金属を使って機能した可能性が高いことを示唆している」と述べた。彼女は、熱水噴出孔（太平洋で生命体が発見されている奇妙な場所）には、これらの金属やその他の重要な金属が十分に含まれている可能性があると説明しました。 「モリブデンは、幅広い基質や酸化還元条件での触媒作用を可能にするため、『選択』する価値があったのかもしれません。」
と彼女は付け加えました。気候調節に不可欠な海流システムが減速している
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科学者たちは、海流が天気に影響を与えることを長い間知っていました。主に地表風によって発生し、ベルトコンベアのように機能して地球全体に熱と湿気を分配します。海流は通常、北半球では時計回りに、南半球では反時計回りに流れ、赤道から極地まで温水を運び、極地から赤道まで冷水を運びます。気候において重要な役割を果たしているため、海流が止まったらどうなるのかという懸念がすでにありました。過去 20 年間で重要なシステムが遅くなっていることが研究者によって発見されたため、こうした懸念はさらに大きくなりました。
大西洋子午線逆転循環 (AMOC) は、熱帯から北極に熱を運ぶため、アイスランドと北欧が享受する温帯気候において重要な役割を果たしています。研究者らは、長期にわたる海洋モニタリングデータを使用して、この海流が弱まっていることを示す分析結果をサイエンス・アドバンス誌に発表した。特に AMOC の西端は一貫した低下を示しており、傾向の程度は一時的な変動ではなく盆地全体の変化を示しています。
物理海洋学者で共著者のシェーン・エリポット氏はプレスリリースで、「AMOCが弱まると気象パターンが変化し、一部の地域ではより極端な嵐や降水量の変化、あるいは冬の寒さが起こる可能性がある」と述べた。これにより海面が上昇する可能性もあり、沿岸地域のコミュニティやそのインフラに影響を与えるだろうと同氏は説明した。彼は、いくつかの希望の兆しを指摘し、「この研究は、科学者が今後数十年間で気候がどのように変化するかをより正確に予測するのに役立ちます。この情報は、政府、企業、地域社会が将来の環境条件に備えるために使用します。」
これまで検出されていなかったナノ粒子が成層圏下部に驚くほど広範囲に存在している
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地球の大気に関する事実に関して言えば、それぞれが独自の化学組成、密度、運動、熱特性を持つ 5 つの異なる層があることが長い間確立されてきました。しかし、科学者たちは地球の大気についてすべてを完全に理解し、発見したというには程遠いようです。アメリカ海洋大気庁 (NOAA)、NASA、さまざまな大学の研究者チームは、北極上空での一連の高高度調査飛行の後に、有機物が豊富に含まれる超微細なエアロゾル粒子の一種を発見しました。
研究チームは、NOAA の科学者が開発し、NASA の WB-57 航空機に搭載された、直径 0.003 マイクロメートルほどの小さな粒子を検出できる高度な機器を使用しました。 Science誌に掲載された研究者らは、これまで認識されていなかったこれらの粒子はわずか0.11マイクロメートルであると報告した。 NOAA Research のプレスリリースによると、成層圏の最下層部分にあるエアロゾルの総表面積の最大 90% を占めています。主著者の Ming Lyu 氏は、この豊富な粒子により、「大きな影響を与える可能性がある」とも述べています。
他のほとんどの機器や人工衛星は、これらのナノ粒子が塵の 100 倍小さいため、単にこのナノ粒子に気付かなかっただけであり、現在の監視方法の不十分さを浮き彫りにしています。しかし、それらは特定の化学反応が起こる速度に影響を与え、地球の気候に重要な役割を果たす可能性があります。科学者らはまた、超微粒子と地上での人間の活動による亜酸化窒素レベルの増加との間に関連性があることも発見した。以前は、すべての小さな粒子は本質的に硫酸塩のみに由来すると考えられていました。有機化学物質も寄与しているという発見は、「粒子の成長、空気化学、エアロゾル放射の影響をシミュレートする方法」が間違っていることを意味すると、Lyu 氏は付け加えた。
地球はスターツ氷河期にも依然として極度の高温サイクルを経験していました
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地球の歴史のタイムラインでは、この惑星は原生代の終わり近くに少なくとも 2 つの氷河期を経験しました。スターティアン氷河はその最初のもので、新原生代のクライオジェニアン時代 (約 7 億 1,700 万年から 6 億 3,500 万年前) に発生しました。科学者たちは長年、地球が5600万年間完全に凍結していたことを意味するこの現象が、どのようにして気候モデルの予測よりも長く続いたのかについて困惑してきた。米国科学アカデミー紀要に掲載された新しい研究は、このエピソードが氷のない「温室」の間隔によって中断されたことを示唆しています。
「スノーボールアース」状態と呼ばれるクライオジェニアン時代の氷河期の範囲は、以前は赤道付近で発見され、その期間中に形成された氷河堆積物や岩石によって裏付けられていた。ハーバード大学の研究者らは、古代の気候と炭素循環をシミュレーションで組み合わせ、スターチ氷河期の直前に噴火したと考えられているカナダ北部の広大な火山地帯であるフランクリン大火成州で激しい玄武岩風化を発見した。その新鮮な岩石が空気にさらされると、大気中から大量の二酸化炭素が減少します。
この出来事は、大気中の二酸化炭素が再構築され、気候が温暖化して新鮮な玄武岩が露出し、風化により二酸化炭素が枯渇し、気候が冷却されるというサイクルの繰り返しを引き起こした可能性が高い。そのため、「雪玉」と「温室」の変動は数千万年にわたって自然に持続する可能性があり、それが極端な気候変動にもかかわらず大気中の酸素が崩壊しなかった理由である可能性があります。大学院生で筆頭著者のシャーロット・ミンスキーは、プレスリリースで「これは、このような極端な間隔で好気性の生活がどのように持続したかを説明するのに役立つかもしれない」と述べた。
