サンゴ骨格記録から復元される
近過去のENSO変動の変遷
１

鈴木

淳１・菅

浩伸２・川幡穂高１,３（ 独立行政法人 産業技術総合研究所 地質情報研究部門２

岡山大学 教育学部・３東北大学大学院 理学研究科）

摘
要
大型の塊状群体を形成するハマサンゴ属（Porites spp.）の骨格は、現在から過去数百年間にわたるエルニーニョ・南方振動（ENSO）の変遷を記録している、優れた古気候研究試料である。科学技術振興調整費総合研究「炭素循環に関するグローバルマッピ
ングとその高度化に関する国際共同研究」の一環として実施された西太平洋のミクロネシア海域でのサンゴ骨格研究の概要を報告するとともに、ENSO変動の歴史的変遷
に関する近年の研究状況について紹介する。ミクロネシア海域ではエルニーニョ時に水温の低下と降水量の減少が起きる。これに対応して、ミクロネシア各地のサンゴ骨
格の酸素同位体比に顕著な正のアノマリが認められた。この特徴を利用して、チュッ
ク環礁の約90年間のサンゴ骨格の酸素同位体比変動を検討したところ、1970年代以降のENSO変動に頻度と強度の増加傾向が見られるなど、従来指摘されているENSO
変動のモード変化が確認された。また、90年間に酸素同位体比の年平均値について約
0.2‰の低下が認められ、水温上昇と降水量の増加による塩分低下傾向が示唆される。
キーワード：エルニーニョ、塩分、酸素同体比、水温、西太平洋

１．はじめに
世界各地での観測記録は、100年間で地球の全球平均気温が 0 . 6 ℃増加し １）、また、平均海面が18 cm（1.8±0.1 mm/yr）上昇していていることを示している２）。また、地球全体でみた場合、1861年以降の観測記録では、 1990 年代は最も暖かい 10年間であり、特に 1998 年は最も暖かい年であった可能性が高い３）。2001年に公表された気候変動に関する政府間パネル（IPCC）の第三次評価報告
書では、最近 50 年間に観測された温暖化現象のほとんどは人間活動によるものであると踏み込んだ記述が取られている３）,４）。
熱帯赤道太平洋で発生するエルニーニョ・南方
振動（El Niño and Southern Oscillation; ENSO）は、
地球上の他の地域への影響も大きな大気海洋変動現象である。 20 世紀の最も強い２つのエルニー
ニョは 1983 年と 1997 年であり、 20 世紀末の 15 年間に発生した。 1970 年代以降、エルニーニョの発生頻度が増加する傾向が認められている５）,６）。
また、 1990 年から 1995 年にかけては、エルニー
ニョ状態が数年にわたって続くという事態が観測された。地球の温暖化による平均気温や海水温の上昇は、ENSOの発生頻度や強度にどのような影響を与えるのだろうか？
進行する地球の温暖化への危機感を背景に、気候変動システムの解明をめざして大気・海洋の観測体制は近年著しく強化された。赤道太平洋域には60基以上の観測ブイが展開されて水温・塩分の鉛直分布をテレメトリーする一方（TOGA−TAO計画）、人工衛星による観測を主として全球の表層水温が毎週、１度格子で報告されている５）。これらの取り組みの成果として、 1997 年から 1998 年にかけて発生した大規模なエルニーニョ現象は、その発生から終息までリアルタイムで総合的に観測され、またモデル研究にも大きな進歩がもたらされた６）。しかし、このような観測体制はわずか最近十数年のものであり、測候所や船舶による気象要素や水温の観測データも最近の 50 年
間をカバーしているに過ぎない。地球温暖化が産
業革命以降の長期にわたる現象であることから、
気候変動システムの理解にも長期的な視点が求められる。そこで、測器による観測期間を越えて、過去に遡ることができる気候の代替指標が求められ、このために利用されるのが氷床コアや樹木の年輪、歴史文書であり、本論で紹介するサンゴ年輪である（図１）。樹木の年輪を用いた古気候復
元の研究は「年輪気候学（dendoroclimatology）」と171鈴木ほか：サンゴ骨格記録から復元される近過去のENSO変動の変遷

図１

太平洋における大気海洋変動の観測体制の整備．
サンゴ記録はガラパゴス島19）のものを示した．

呼ばれているが、一方、サンゴの年輪を試料として気候変動を復元する試みは「サンゴ骨格気候学（coral skeletal climatology）」と呼ばれる。サンゴ骨
格気候学はこの数年間に急速に進歩し、ENSOや
アジアモンスーン変動、インド洋ダイポールなど
低緯度海域での大気・海洋結合系の変動現象の復元と、そのメカニズムの解明に大きく貢献するものと期待されている。
本論では、科学技術振興調整費総合研究「炭素循環に関するグローバルマッピングとその高度化に関する国際共同研究」（平成10〜14年度）の一環として実施された西太平洋ミクロネシア域でのサンゴ骨格研究の結果を報告するとともに、長期的なENSO変動の変遷に関する最新の研究状況について紹介する。

２．サンゴ骨格の酸素同位体比水温計
古気候の復元には、年輪が明瞭なハマサンゴ属（Porites spp.）の塊状群体が適している。サンゴ
骨格は炭酸カルシウムを主成分とし、高密度部
分と低密度部分が交互に重なり、通常これで１年の年輪を形成している（図２）。年数が解かりやすいことは、古気候を復元する際に有利であり、直径 2 〜 3 mに及ぶ大きな群体では数百年の年輪を有するものもある。年間の骨格成長速度
は環境条件によって大きく左右されるが、通常
５〜20 mmの範囲である。数百μm間隔で微小試料を切削する技術を用いることにより、サンゴ年輪から月単位、あるいはそれよりも高い分解能で古気候を復元できる可能性をもつ７）。樹木の場合は年輪幅が古気候の指標としてよく用いられるが、サンゴ骨格の場合は炭酸カルシウムに含まれる微量化学成分が注目されている。その中でも、特に骨格の酸素同位体比は骨格形成時の水温の指標として多くの研究が重ねられてきた８）。骨格の172

図２ Porites 属サンゴの骨格のX線ポジ画像．

酸素同位体比（δ18 Oc）は次の関係式で、海水の酸
素同位体比（δ18 Ow）と海水温（T ）に依存する９）。
T（℃）= 2.8 − 4.78（δ18 Oc − δ18 Ow）（１）

ここで、酸素同位体比（ 18O/ 16O）は、標準物質
PDB（Pee Dee Belemnite）に対する千分偏差δ18Oとして定義されている（単位: per mil , ‰）。
δ18 O =（（18 O/16 O）sample（/ 18 O/16 O）std −１）・1000 （２）（１）式は東太平洋のPorites lobata について求められたものであるが、他の種にもほぼ同様の関係式が得られている（図３）。
サンゴ骨格の酸素同位体比は、（１）式に示した
ように原理的に水温と海水の酸素同位体組成の双方に規定される。海水の酸素同位体組成に影響を与えるのは中深層水の湧昇や蒸発、降水などの水収支の変化である。降水の酸素同位体比は一般に海水のそれに比べて軽い。よって、降雨による海地球環境 Vol.９ No.２ 171−180（2004）

水の塩分の低下は骨格の酸素同位体を軽い方向にシフトさせる。水温の上昇も骨格の酸素同位体比を軽くする方向に作用するので、降雨による塩分の低下と水温の上昇は、サンゴの酸素同位体比記録からは区別がつかない。しかし、好都合なことに熱帯域で卓越するENSO変動は、一般に高温多雨と低温小雨とが繰り返す特徴を有しており、水温上昇と塩分の低下が未分離の状態でもENSOのシグナルとして骨格の酸素同位体比は有用である10）。

３．サンゴ骨格微小試料採取と安定同位体比分析

図３

サンゴ骨格の酸素同位体比温度計の原理10）．
炭酸カルシウムと水の酸素同位体比の差と水温の関係．炭酸カルシウムの結晶形の違いにより，方解石（A〜F），貝類および有孔虫のあられ石骨格（G），およびサンゴのあられ石骨格（1〜4）の 3 群の研究例の関係式が示されている．図中に無機合成されたあられ石の25℃における酸素同位体比を示した31）．

3.1 ハマサンゴ群体の掘削
本研究では、ミクロネシア連邦のチュック環
礁とポンペイ堡礁にて古気候研究に適したサンゴ試料の探索を行った。柱状試料の採取にはエアド
リルおよび、水中油圧モータドリルを使用した。
これらの島々は、東方のマーシャル諸島共和国マジュロ環礁と、より西方のベラウ共和国のパラオ堡礁と共に北緯７度付近に位置して東西方向のト
ランセクトを構成し、西太平洋暖水塊の東西方向の移動や伸長・縮退をモニタリングするのに適していると考えられる（図４）。

図４ （A）調査海域位置図．
1 月および 7月における熱帯収束帯（ITCZ）の位置と年平均水温が28℃以上の海域（西太平洋暖水塊）を図中に示した．

（B）北緯7度付近に位置するパラオ，チュック，ポンペイ，マジュロにおける海面水温と海面塩分の月別気候値32）．
海面水温は，西太平洋暖水塊の中心部に近いパラオで高く，東に位置する程低くなる傾向が認められる．一方，海面塩分は，西側で低く，東側で高い．また，パラオ
では熱帯集束帯の通過による年2回の高水温・降水量ピークが観察される．

173

鈴木ほか：サンゴ骨格記録から復元される近過去のENSO変動の変遷

3.2 骨格の微小試料採取
サンゴ骨格から化学分析用の微小試料を採取す
るサンプリング間隔が粗いと、冬や夏の水温の極値を逃す可能性があり、また形成時期の異なる部分からの試料の混合により分析値が平均化されるという問題が生じる。オーストラリア国立大学で開発されたサンゴ骨格用のミリングマシン（旋盤）は、成長軸方向に最小 100 μmまでの厚さで微小試料の採取（マイクロサンプリング）をすることができる７）,11）。この方法によると、平均化効果を最小限に押さえた状態で骨格の化学組成分析が可能となる。チュック環礁より得られた全長180 cmの長尺コア試料について、上述のオーストラリア
国立大学で開発された手法に従い、精密サンプリングを施した（図５）。 400 μmのサンプリング間隔採取は、年間成長量を約15 mmとすると、およ
そ10日間の成長量に対応する。
3.3 酸素・炭素同位体比の測定
サンゴ骨格試料の酸素・炭素の安定同位体比の測定には、Micromass社製質量分析計OPTIMAが用いられた。この質量分析計には炭酸塩自動前処
理装置MULTIPREP（Micromass社）が接続されており、リン酸添加による炭酸塩試料からの二酸化炭
素ガスの生成が行われる。本装置導入後の稼働開始時における測定性能試験の結果、炭酸塩標準物

図５

サンゴ骨格の微小試料採取方法．
サンゴスラブの端部に成長軸が連続的に含まれるよ
うに整形し，この端部を上面・下面から2.5 mmず
つ削り込んで，厚さ 2 mmの棚を作り，この部分についてマイクロサンプリングを行う．この加工は形成時期の異なる部分の混入を極力避け，成長軸に沿った部分だけをサンプリングするための操作であり，試料の断面積は約 2 mm× 2 mmと小さくなっている．ミリングビットの側刃を使い，成長
軸方向に400μm毎にサンゴ骨格を削り落としていく．試料はミリングビットの下に置いた薬包紙で受
ける．

174

質NBS- 19 の繰り返し測定の標準偏差は酸素同位体比について 0 . 04 ‰であった（n= 6 ；炭酸塩重量70〜100μg）。通常、サンゴ骨格の酸素同位体比の水温依存性はおおよそ 0 . 21 〜 0 . 17 ‰℃ −1 である
ことが知られている12）。したがって、酸素同位体比の測定精度は水温に換算して 0 . 2 ℃となり、十分に水温推定の実用レベルである。

４．ミクロネシアのサンゴ骨格記録
4.1 ミクロネシア海域のENSO変動とサンゴ記録
ENSO変動は、カロリン諸島など北西太平洋低緯度域では、エルニーニョ時に水温の低下と降水量の減少を引き起こす。特にエルニーニョ時の水温の低下は、太平洋の海面水温と南方振動指数（タヒチとダーウィンの気圧差を指数化したもの
で、エルニーニョ期には負の値を示す）の相関図からも明瞭である（図６）。ミクロネシア・チュッ
ク環礁より採取された柱状試料の上部約160 cmについて、月相当の分解能の酸素同位体比曲線を測定し、その変動と各種気候要素（海水温、降水量など）の変動を比較した（図７）。サンゴ骨格の酸素同位体比にはエルニーニョ時に対応して明瞭な正のアノマリを示すが、これはエルニーニョピー
ク時（通例年末の 12 月ころ）の水温低下と降水量の減少に起因する周辺海水の塩分の増加によって説明される。チュック環礁周辺の水温はエルニー
ニョピーク後比較的短期間で平年値近くまで回復するが、サンゴ骨格記録ではエルニーニョピークの翌年も酸素同位体比曲線が通常の季節変化を示さず、夏期のピークが大きく圧縮されたカーブとなる。この酸素同位体比の挙動は、この海域の低降水量と高塩分の状態がほぼ１年間に渡って継続することを示唆するもので、この傾向は周辺海域
における海洋観測の結果にも認められている13）。
海域の高い塩分状態の原因としては、この付近の降水量の低下とともに付近の海流系の変化の影響が想定される。サンゴ同位体比記録に認められる
エルニーニョピーク時の明瞭な正のアノマリとそれに引き続くカーブの変形は、過去の各エルニー
ニョの強度の復元に有効であるばかりでなく、個々のエルニーニョイベントの発達様式の違いなどについての情報を与える可能性もある。
チュック環礁の試料に加えて、ポンペイ島より採取された柱状試料について、微量試料を採取
し酸素同位体比を分析したところ、両地点ともに
1997年〜1998年、1991年〜1992年、1982年〜1983年のエルニーニョに対応して、骨格の酸素同位体比に顕著な正のアノマリが認められた（図８）。約600 km

地球環境 Vol.９ No.２ 171−180（2004）

図６

南方変動指数と太平洋の海面水温偏差の相関の等値線図33）．
相関係数0.7以上の正相関，あるいは逆相関が見られる海域にはそれぞれハッチを施した．例えば，東赤道太平洋はエルニーニョ時には，南方変動指数が負となり，海面水温偏差は正の値を取る．図中に本研究のサンゴ採取地点を示した（1：チュック環礁，2：ポンペイ島）．

図７

ミクロネシア・チュック環礁のサンゴ記録と海洋気候諸量との関係．
上段からサンゴ骨格の酸素同位体比，水温，降水量，南方変動指数を示す．エルニーニョ時にハッチを施した．エルニーニョの際の変化が下向きに表示されるよ
うに，骨格の酸素同位体比については正方向を下向きにプロットしている．

図８

ミクロネシア・チュック環礁．

（A）およびポンペイ島（A）のサンゴ骨格の酸素同位体比記録34）,35）．エル
ニーニョ時にハッチを施した．

175

鈴木ほか：サンゴ骨格記録から復元される近過去のENSO変動の変遷

離れた２地点であるが、ともに北赤道反流の影響を受けて、相関の高い変動パターンを記録していることがわかる。
4.2 ミクロネシアのサンゴ記録にみられる
長期的気候変動
チュック環礁の柱状試料の全長にわたる酸素
同位体比分析結果を図９に示す。酸素同位体比に見られる正のアノマリから過去のエルニーニョ
発生時期を特定することができ、文献記録に見られる 20 世紀初頭のいくつかのエルニーニョイベ
ントがこのサンゴ骨格にも記録されていることが明らかになった。この約 90 年間のサンゴ骨格の酸素同位体比変動には、 1920 年代以前と 1970 年
代以降に酸素同位体比の正のアノマリの振幅および頻度が大きい時期があり、一方、 1930 〜 1970
年代には変化が小さい。この酸素同位体比変動がENSO変動に対応していると仮定すると、1920年
代以前と1970年代以降は強いENSO変動が頻発した時期であったと推定される。より確実な結論を得るためには、時系列解析の結果を待つ必要があるが、基本的には従来から指摘されているENSO
変動のモード変化14）,15）とよく対応している。
また、約 90 年間に酸素同位体比について約
0 . 2 ‰の低下が認められる。これは水温の上昇に起因する可能性が大きいが、同時にこの海域の降水量の増加により、塩分が低下する傾向にある可能性がある。この両者の寄与の判別は、酸素同位体比測定のみからでは困難である。今後、水温のみに依存する骨格のSr/Ca比の測定等を行って検討を進めることが重要である16）。

図９５．サンゴ記録による過去のENSO変動の復元
5.1 長尺サンゴ試料の酸素同位体比記録
太平洋−インド洋区のサンゴ礁域を中心に、約100年以上の長尺サンゴ試料の分析結果が現在までに報告されている。まず、酸素同位体比の平均値の違いに注目しよう。長尺サンゴ試料の採取点を年間降水量の分布図に示したのが図10（A）であり、降水量の多い地点ほど骨格の酸素同位体比が小さい傾向
がみられる
（図10
（B）
）
。熱帯収束帯（ITCZ）
直下に位置するパナマのサンゴの酸素同位体比が最も小さい値を示し、ミクロネシアのサンゴ骨格の値がこれに続く。これらのサンゴ試料は主に熱帯域から採取されているために各地の平均水温の差は小さく、地点による酸素同位体比平均値の違いは大局的に降水量の多寡に対応するものと思われる。海水の酸素同位体比の地域差は、骨格の酸素同位体比と水温の関係式にも認められる（図10（C））
。サンゴの酸素同位体比の時系列変動について、タラワ環礁とパナマでは
降水量変動の影響が卓越していることが報告されている17）,18）。一方、小雨域に位置する東太平洋ガラパ
ゴス諸島やインド洋のセイシェルでは、海水温の変動がもっぱらサンゴの酸素同位体比の時系列変動を規定している19）,20）。
サンゴ骨格の酸素同位体比記録の長期的な変化傾向に注目すると、比較的赤道から離れて位置するフィリピンのセブ島21）、グレートバリアリー
フのアブラハムリーフ22）およびパナマ18）から採取されたサンゴは、δ18O値が長期的に低下していくような傾向を示しており、これらの地域で表層水温が上昇するかあるいは塩分が低下しているこ

ミクロネシア・チュック環礁の過去約90年間のサンゴ骨格の酸素同位体比記録34）．
約2ヶ月間隔の分析値を青線で，年平均を赤色線で示した．エルニーニョ時にハッチを施した．最近の90年間で酸素同位体比の年平均値が約0.2‰減少する
傾向が認められる．ニューギニア15）および中部太平洋のMaiana環礁14）のサン
ゴ記録から復元された20世紀におけるENSO変動の強度および周期の特徴を併せて示した．

176

地球環境 Vol.９ No.２ 171−180（2004）とになる（図11；酸素同位体比の負の方向が縦軸上向きに示されている点に注意）。インド洋セイ
シェルでも同様に、150年間のサンゴのδ18O値に0.15‰の低下が認められた20）。
Cane et al. 23）は、1900年以降の海水温記録を再解析し、全球的な海水温の上昇傾向とともに、東部太平洋での低温化傾向を見い出した。地球温暖化により、貿易風を含めた風系が強化され、その結果、東部太平洋における冷湧水の湧昇が促進されるために東部太平洋が低温化する。この傾向
は、エルニーニョの影響を取り除いてみた場合により顕著になる。Cane et al. 23）の水温変化の分
布図に長尺サンゴ試料の採取点を示したものが
図11（B）である。我々の分析によるチュック環礁のサンゴ記録を含めて、各地の長尺サンゴ試料に見い出された長期トレンドとCane et al.23）の水温変化傾
向は、大局的には一致しているように思われる。
5.2 ENSO変動と地球温暖化
地球の温暖化による平均気温や平均海水温の上
昇は、ENSOの発生頻度や強度にどのような影響を与えるのだろうか？ 1983 年と 1997 年に発生した 20 世紀の最も強い二つのエルニーニョは、中部赤道太平洋に見い出された長周期の水温変動とより短周期のENSO変動の相乗効果によってもたらされたものと考えられている24）。エルニーニョの発生頻度や強度は、（１）カオス的な振る舞いをするENSO変動機構25）の内的要因によって専ら規定されているのか、あるいは（２）小氷期による平均気温の低下や地球温暖化による平均気温・海水
温上昇などの背景的気候条件の方に敏感に影響されるのであろうか？
Timmermann et al.26）のモデル研究では、人為起源の温室効果気体によって地球が温暖化すると、エルニーニョの頻度と強度がともに増加することが示された。これはENSO変動が背景的気候条件に強く影響されていることになる。Urban et al. 14）
による中部赤道太平洋Maiana環礁（1°N, 173°E）から採取された 155 年間のサンゴ記録も、ENSO変動がその海域の平均的な気候条件の変化に密接に影響されている様子を示している。すなわち、19
世紀中後半、この海域が比較的冷涼で乾燥していた期間には 10 年変動が卓越し、 20 世紀初頭になると約 2 . 9 年の短周期変動が顕著になる。 1920 年以降は変動が減衰し、 1976 年の温暖湿潤状態への大きなシフトの後は４年周期が卓越する。
一方で、温暖化が顕在化する 20 世紀以前にも強烈なエルニーニョが発生していたことを見逃すことはできない。このような例として 1396 年、1685 年〜 1688 年、 1789 年〜 1793 年のエルニー
ニョが知られている27）。特に、1789年〜1793年の

図10 （A）世界の年間降水量分布図（http://tao.atmos.washington.edu/
legates̲msu/ index.html）とサンゴ骨格研究の実施地点（図11参照）．
（B）ハマサンゴ骨格の酸素同位体比の変動幅．（C）太平洋域から得られている骨格の酸素同位体比と水温の関係36）．

177

鈴木ほか：サンゴ骨格記録から復元される近過去のENSO変動の変遷

図11 （A）太平洋およびインド洋における長尺サンゴ
試料の酸素同位体比記録．
これらのデータはアメリカ大気海洋庁地球物
理 デ ー タ セ ン タ ー の 古 気 候 プ ロ グ ラ ム（ h t t p : / /www.ngdc.noaa.gov/paleo/coral/coral̲data.html）
より取得した．各地点のサンゴ種名を以下に示す．
1．パナマ 18）
（Porites lobata ），2．ガラパゴス 19）（Pavona clavus ; P. gigantea ），3．タラワ 17）（H y d n o p h o r a m i c r o c o n o s ）， 4 ． チ ュ ッ ク 3 4 ））（P o r i t e s r o m . ）， 5 ． バ ヌ ア ツ 3 7（
Platygyralamellina ），6．グレートバリアリーフ 22）（Porites
australiensis ），7．セブ 21）（P. lobata ），8．セ））イ シ ェ ル 2 0（
P . l u t e a ）， 9 ． ア カ バ 3 8（
Poritesrom. ）．一般的に、酸素同位体比の負の方向へのシフトは水温上昇／降水量の増加，また正方向へのシフトは水温低下／降水量の減少を表している．

（B）20世紀における海面水温変化23）．

長期間に渡るエルニーニョの影響は世界各地で記録されており、インドでは 1789 〜 1792 年の間、連続的なモンスーンの欠落と大干ばつが発生し、

178

西ヨーロッパでの 1787 〜 1788 年の異常気象はフランス革命の遠因になったともいわれている27）。
このような大規模なエルニーニョは、南アジアや東南アジアのモンスーン欠落を伴うことは興味深い。1997〜1998年のイベントでは東南アジアのモンスーン欠落が顕著であり、1685〜1688年と1789〜1793年のエルニーニョは両地域でモンスーンの欠落が発生している。
5.3 地質時代のENSO変動の復元より長いタイムスケールでは、ENSO変動はどのように変化してきたであろうか？ここでも議論の中心になるのは、エルニーニョの発生頻度や強度の規定要因として、（１）ENSO変動機構の内的要因と（２）氷期−間氷期変動に伴う平均海水温の変化などの背景的・平均的気候条件、どちらがより重要であるかの検討である。この問題については、サンゴ骨格記録を用いた研究に限らず、様々な地質学的試料の解析と数値モデル研究が活発に行われている。氷期−間氷期スケールでのENSO
変動の変遷を検討した例として、Tudhope et al.15）がある。彼らはニューギニアのサンゴ礁および
隆起段丘から採取したサンゴ化石の分析により、
過去13万年間のENSO変動の強度の変化を検討して、低温な氷期にはENSO変動が弱く、間氷期には相対的に強かったことを明らかにした。この研究はENSO変動が平均海水温や地球の軌道要素、
特に日射量の季節性を規定する歳差などの外的要因に大きく影響されている可能性を示した点で注目される。さらに、20世紀のENSO変動の強度
は、最終間氷期と比べても大きいことから、人為的な地球温暖化もENSO変動に影響を与えているものと思われる。
現在から5,000〜6,000年前の完新世中期は、気温などの平均的な気候条件が現在とほぼ同じでありながら、歳差の違いにより日射量の季節性が現在と大きく違っていた時代である。当時のENSO
変動の復元が各地で試みられているが、現在よりもENSO変動が弱かったことを示唆するデータが多く得られており、ENSO変動が微妙な平均的気候状態に敏感に応答していることを示す28）。
他に地質時代のENSO現象の研究例としては、新生代始新世（Eocence；5,500〜3,500万年前）のENSO
変動を検討した Huber and Caballero 29）の例がある。
このモデル研究によると、始新世は高緯度海域の表層水や熱帯域の深層水が現在よりも10℃以上暖かかったと推定される時代でありながら、熱帯のENSO変動の頻度や空間構造は現在と大きくは違わないことが示され、熱帯の大気海洋結合システ
ムが平均気温や熱帯深層水の水温などの変化に対地球環境 Vol.９ No.２ 171−180（2004）

して影響を受けにくいとする仮説が提示された。
これは、温暖化した気候条件（いわゆるhothouseclimate）
では、エルニーニョが恒常的に発生するとする従来の仮説30）と対立するものであり、今後の研究の進展が注目される。Huber and Caballero29）はサンゴ化石を用いて、始新世のENSO変動を復元す
ることに期待を示している。現在と気候条件が大きく異なる時代のENSO変動を研究することによって、今後の温暖化する地球のENSO変動について理解が深まるものと考えられる。

６．まとめ子・高岡光枝両氏による。東北大学大学院、井上
麻夕里氏には原稿を読んでいただき、改善のためのコメントを頂いた。サンゴ柱状試料掘削は（株）
ジオアクト安達寛氏によって行われた。以上の方々に謝意を表します。

参考文献
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２）Douglas, B.C.（1991）
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Res., 96, 6981-6992.
３）IPCC（2001）
IPCC Third Assessment Report-Climate

本論では、サンゴ骨格を用いて過去の気候変動を復元するための原理・手法の解説と共に、ミクロネ
シアにおける研究例を報告し、併せて、ENSO現象の変遷についての最近の研究動向をレビューした。
西太平洋ミクロネシア海域からのサンゴ試料についての分析・解析の結果は以下の通りである。
（１）ミクロネシア・チュック環礁の最近 20 年
間のサンゴ骨格について、酸素同位体比変動と各種気候要素（海水温、塩分、降水量など）の変動を比較した。エルニーニョに対応して骨格の酸素同位体比に顕著な正のアノマリが認められ、これはエルニーニョ期間中のこの海域の水温低下と降水量の減少に起因すると考えられる。約600 km離れたポンペイ島より採取されたサンゴ試料についても、ほぼ同様の骨格記録が得られた。
（２）チュック環礁の約 90 年間のサンゴ骨格の酸素同位体比変動を検討したところ、1970年代以降のENSO変動が顕著であること、そして1930〜
1970年代にはENSO変動がやや減衰したと思われる傾向がみられた。これは従来、指摘されている
ENSO変動のモード変化と矛盾しない。また、90年間に酸素同位体比について年平均で約 0 . 2 ‰の低下が認められ、水温上昇と降水量の増加による塩分低下傾向が示唆される。

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謝辞
本研究は、文部科学省・科学技術振興調整費総合研究「炭素循環に関するグローバルマッピングとその高度化に関する国際共同研究」、環境省・
地球環境保全等試験研究費「サンゴ年輪気候学に基づく、アジアモンスーン域における海水温上昇の解析に関する研究」、および産業技術総合研究所運営交付金による研究の成果である。ミクロネ
シア大学のA. Edward助教授には調査全般に渡って御協力頂いた。安定同位体比測定は産業技術総合研究所蓑島佳代氏に、試料調製は同じく吉永弓

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（受付2004年３月16日、受理2004年６月28日）