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评论

川幡 穗高  东京大学研究生院 新领域创成科学研究科教授

复原古环境、探索地球的未来

川幡 穗高
东京大学研究生院 新领域创成科学研究科教授

2010.3


在陆奥湾实施了数千年间的量化环境复原。所谓量化环境复原,并非指温暖寒冷的说法,其目的在于通过例如像3.4℃一样用数字进行温度复原,为了在将来数值模式化中也能够使用而进行环境复原。从1990年左右开始成为了在古气候和古环境的领域中非常权威的研究手法。

1992年后,在青森县的三内丸山遗迹发掘调查中发现了彻底改变以往对绳文时代看法的巨大的村落遗迹和大型掘立柱建筑物遗迹,引起了巨大关注。那么,这样一个大村落为什么会在某个时点销声匿迹了呢?为了揭开这个谜,我们采用的方法是,通过对当时遗迹周边的气候如何在量和时间上进行连续性环境复原的手法进行求证。

结果,正如想像的一样。从花粉化石了解到,在三内丸山遗迹繁荣的约5,000年前,这一带的气温比现在温暖2.0℃之多,板栗等也曾硕果累累。然而,在4,200年前,由于气温和水温骤然变冷(2.0℃),人们可能因此放弃了遗迹而散逸他处。有意思的是,在同一时期,东亚文明也正在衰退。这必定与气候的变动有关系。

从这样的研究成果能够推测出我们正在担心的地球变暖后的样子。预计在本世纪末之前气温将上升2℃左右,对农林水产业或许会产生巨大的影响。

三内丸山遗迹的特征

三内丸山遗迹是位于青森市的日本最大级绳文村落遗迹,以用巨木搭建的高层建筑、广阔的交易范围等高度文化为特征。由于其大大改变了以往绳文人以狩猎采集为食、过着迁徙生活的生活观而备受关注。根据发掘调查,村落约成立于5,900年前,之后规模得以扩大。然而,在约4,200年前人们放弃遗迹的理由尚未明确。

与日本全国走向的一致性

整个日本的人口在绳文时代最早期(12,000年前)约为2万人,在遗迹所存在的绳文时代中期达到顶峰(约26万人),晚期有所减少(约8万人)(小山/杉藤、1984;小山、1984)。由于三内丸山遗迹的盛衰走向与日本全国的走向一致,因此虽然有与某种共同的环境因素相关的说法,但基本上没有进行连续性的量化环境记录的复原。

在靠近遗迹的海洋进行环境复原的主要优点

我们提取了位于距离三内丸山遗迹仅20公里处的青森县陆奥湾的堆积物(北纬41度、东经140度46分、水深61米),对其进行了环境复原。与大陆不同,海洋的试样具有进行了连续性的环境记录、能够确定准确的年代和水温的优点。通过对堆积物中的烯酮(Alkenone)――由海洋中生存的浮游生物产生的有机化合物进行调查,可以知道堆积物积存年代的水温。知道水温后,由于在青森市气温和水温之间非常密切的正相关关系,因此由此可以算出气温的变化。

遗迹的成立原因

所得结果证实了在约5,900年前三内丸山遗迹附近大陆的气温曾急剧上升,变得适于生活。特别变化较大的是,橡树和栗树等非常繁茂,人们可以享用其果实。由于从遗迹发现了各种鱼类的鱼骨,我们对此进行过推测,但从水温可以说明当时海产物的生产也在增加。

遗迹的衰退原因

那么,从这些研究成果是否能够得出巨大的村落消失的理由呢?

我们已知在4,200年前气候曾急剧变冷,特别是海水显示2.0℃的降温。2℃的气温、水温差在纬度方向上的距离相当于约230公里(青森县与仙台之间或青森与酒田之间)。能够结出大果实的(商业目的的)栗树林现在只在山形县或宫城县南部以南能够看到,而在绳文中期,在青森也存在能够结出硕果的栗树林,因此可以看出三内丸山遗迹的人们也曾食物丰足。然而,由于气候的骤然变冷,必定造成了板栗等陆地食物的产量骤减。陆地动物也同样有所减少,想必这给遗迹的人们的食物保证造成了严重影响,从而导致了遗迹的衰退。这一气候变冷的现象发生在日本全国,极有可能是造成绳文人人口减少的重要原因。

与世界文明盛衰的链接

关于中国的长江周边、西亚的美索不达米亚等世界文明,均有在大致同一时期(4,000-4,300年前)衰退的报告。像这样在亚洲的中纬度区大致同时出现文明衰退的原因或许可以说是亚洲季风的寒冷化或干燥化等各种影响造成的。

对于现在的地球变暖,尽管世界各国正在努力向在地球规模上兼顾环境保护和经济发展的社会结构转变,但据推测,在本世纪内世界的平均气温仍将上升约2℃。我们的研究结果显示,年平均温度发生2℃的气温变化,并且是快速的变化,将极有可能对以第一产业等为主体的共同体带来巨大的冲击。

也就是说,面向低碳化社会的举措已经迫在眉睫。

有关三内丸山遗迹的水温、气温(花粉分布)的变迁
第1图 有关三内丸山遗迹的水温、气温(花粉分布)的变迁
可知4,200年前水温曾急剧下降



2℃的水温、气温差在纬度方向上相当于230公里
第2图 2℃的水温、气温差在纬度方向上相当于230公里
认为青森县在绳文中期也曾有过能够结出硕果的栗树林。



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川幡 穗高(Kawahata Hodaka)先生的简介:

1978年毕业于东京大学理学部化学科;1984年获得东经大学研究生院理学系研究科理学博士学位、进入通商产业省工业技术院地质调查所;1996年并任东北大学理学部研究生院教授、因改组调入产业技术综合研究所地质信息研究部门;自2005年起出任现职。专业领域为水环境(陆海)、物质循环、古环境与古气候。

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