Source : Hayakawa et al. (2022) and Gallica/BnF

ビザンツ帝国の⽇⾷記録が明かす過去の地球の⾃転速度変化
地球の⾃転速度は少しずつ遅くなっています。しかもその速度変化は⼀定ではなく、詳細は分かっていません。過去の地球⾃転速度は、古い時代の皆既⽇⾷などの記録を使って求めることができます。
地球の⾃転速度に応じて⽇⾷が⾒える場所は変化するため、正確な観測地、時間、⾒え⽅を伝える記録があれば、過去のある時点での地球の⾃転速度を求めることができるわけです。しかし、すべての時代において、これらの情報に関する信頼できる記録があるわけではありません。特に、⻄暦 4 世紀から 7 世紀については、検討対象となり得る皆既⽇⾷の記録が極めて少なく、当時の地球の⾃転速度については不明な点が少なくありません。
本研究では、存在は知られていたものの、これまであまり分析が進んでいなかった、東地中海沿岸のビザンツ（東ローマ）帝国の皆既⽇⾷記録を探索、検討し、4〜7 世紀における、地球の⾃転速度の変動の様⼦を明らかにしました。これにより、地球の⾃転速度の減速が、これまで考えられていた以上に不規則であった可能性が⽰唆されました。過去の皆既⽇⾷の記録の調査を進めることで、さらに⻑期にわたる地球の⾃転速度を、より正確に復元できると考えられます。このような情報は、過去の歴史的天⽂記録の信憑性評価に⽤いることができるだけでなく、⻑期的スパンでの地球上の海⽔準変化、地球の内部構造の変化、極地の氷の増減など、地球の⾃転速度変化が関与するような地球環境変動の理解にも役⽴つと期待されます。

研究代表者
名古屋⼤学⾼等研究院
早川 尚志 特任助教
筑波⼤学図書館情報メディア系
村⽥ 光司 助教

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研究の背景古来より⼈間は空を⾒上げ、⽇⾷、⽉⾷、彗星、巨⼤⿊点、低緯度オーロラなど、世界各地でさまざまな天空の異変を観察、記録してきました。こうした記録は、過去に占星術、暦、天体運⾏などの検討に⽤いられたほか、現在でもなお、天体物理学、太陽地球物理学などを研究する上で、少なからぬヒントを与えてくれます。
中でも皆既⽇⾷は、特によく観察・記録されてきた天⽂現象の⼀つです（図 1）。皆既⽇⾷や掩蔽（えんぺい：⽉が惑星や恒星を隠す現象）などの天⽂現象は、地球の⾃転速度に応じて、⾒える場所が変化することから、こういった記録をもとに、太陽と地球の連関、太陽活動の変動、過去の編年などに加え、地球の⾃転速度も復元することができます。地球の⾃転速度は徐々に遅くなっていることは知られていますが、その変化の割合は⼀定ではなく、天⽂学者たちは、このような世界各地に残されているさまざまな記録を⽤いて、⾃転速度の変化を探究してきました。⼀⽅、このような記録は、古いものほど、観測地の偏り、分量の減少、信憑性の低下などが⽣じます。従って、地球の⾃転速度の計算結果は、過去に遡るにつれ、不定性が増⼤するという問題点がありました。
地球の⾃転速度の変化は、ΔT（地球時から世界時注１）を引いた差）という数値を⽤いて表現されます
が、ΔT の精度を上げるためには、信頼できる過去の皆既⽇⾷などの記録が⽋かせません。とりわけ、⻄
暦 4〜7 世紀に関しては、当時、⾼度な⽂明を有していた東地中海沿岸のビザンツ（東ローマ）帝国注２）で皆既⽇⾷が記録されてきたことこそ知られていましたが、このような記録は幾重もの引⽤や翻訳などを経て伝わっており、信頼性の評価が難しかったことから、これまで地球の⾃転速度変化の研究にはあまり⽤いられてきませんでした。
研究内容と成果
そこで本研究チームは、⻄暦 4 世紀から 7 世紀を対象に、ビザンツ帝国の皆既⽇⾷記録を探索、検討し、それらを⽤いて地球⾃転速度を計算することで、4〜7 世紀の⾃転速度変化の拘束条件を⼤幅に増加しました。
今回の研究では、本研究チームが当時の全ての天⽂記録を網羅的に調査し、その内容を歴史学的および⽂献学的に検証しました。その結果、ギリシア語や古代エチオピア語（ゲエズ語）などの史料（図 2）から、⼀定の信頼性を有する皆既⽇⾷記録 5 件（346 年、418 年、484 年、601 年、693 年）を選定し、そこに記載されている皆既⽇⾷観測の詳細を検討しました。そして、これらの観測記録を満たし得る地球の⾃転速度の変化幅（ΔT）を計算し、周辺の時代における皆既⽇⾷や掩蔽の観測記録との⽐較を⾏いました。その結果、従来ほとんど分かっていなかった 4〜7 世紀の地球⾃転速度の精度を向上させることに成功し、従来の断⽚的な⽇⾷・掩蔽記録を概ね⽀持する形となりました。これにより、地球の⾃転速度の減少は、4 世紀から 5 世紀初めにかけてはごく緩やかになり、5 世紀中頃から 7 世紀にかけて⽐較的急ペースになっていた可能性が⽰唆されました（図 3）。
このような⾃転速度の変動は、他の地域で同時期に観測された⽇⾷などの評価にも⽤いることができ、例えば『⽇本書紀』や『隋書』に記されている 628 年の皆既⽇⾷や 616 年の⾦環⽇⾷の記録は、従来、その信憑性が疑問視されていましたが、今回の検討対象になった 601 年のアンティオキアの皆既⽇⾷の記録と符合することが分かりました。
今後の展開
本研究成果は、地球の⾃転速度は⼀定ペースで単調減少してきたとする従来の研究に、再考の余地を与えるものです。本研究チームは、引き続き、ビザンツ帝国や周辺地域の天⽂記録を探索、検討し、他の時代についても同様の研究を進めています。過去の地球⾃転速度の⻑期変動がより正確に分かれば、海⾯変動や、地球内部のマントルと外殻の相互作⽤など、⻑期的な地球環境の変動を理解することにもつながります。また、天⽂現象と結び付けられた歴史的な事件や、そうした天⽂現象を記録として残した社会の特徴などについての知⾒も得られると期待されます。
参考図

図 1：フランスの画家・天⽂学者エティエンヌ・トローヴェロが 1878 年に記録した皆既⽇⾷のスケッチ。
（⽶国ニューヨーク公共図書館所蔵。Rare Book Division, The New York Public Library. "Total eclipse ofthe sun" The New York Public Library Digital Collections. 1881 - 1882.
https://digitalcollections.nypl.org/items/510d47dd-e81f-a3d9-e040-e00a18064a99）

図 2 ネアポリスのマリノスによる 484 年の⽇蝕記録（Source: Bibliothèque nationale de France /Gallica, MS Coislin 249, ff. 73v-74r）。

図 3 ⻄暦 4 世紀から 7 世紀ごろにかけての地球⾃転速度の変化（Hayakawa, Murata, and Sôma 2022）。
縦軸はΔT（上に凸のとき地球⾃転速度が速まり、下に凸のとき遅くなることを⽰す）、横軸は⻄暦年を⽰す。斜めに引かれた⿊線は従来研究での地球⾃転速度変化の近似曲線。縦線は、皆既⽇⾷などの天⽂記録から算出された ΔT の拘束幅を⽰し、⿊、⻘、紫、緑が従来研究、⾚が今回の検討で追加された地球⾃転速度変化拘束条件を表す。同じ年に 2 つの縦線が引かれているところは、ΔT がそのいずれかの範囲に⼊ると考えられる。
⽤語解説
注１）

地球時と世界時

地球時は国際単位系（SI）の時刻を基準に⼀様に進んでいく時刻系であるのに対し、世界時は地球の⾃転を基準に進む時刻系である。両者の差は⼀般に ΔT（デルタティー）と表現され、地球の⾃転速度を評価する際に⽤いられている。
注２）

ビザンツ帝国⻄暦４世紀に⾸都をローマからコンスタンティノープル（現在のトルコ、イスタンブール）に移したローマ帝国の通称（東ローマ帝国とも）。主に東地中海沿岸域で栄え、15 世紀まで存続した。
研究資⾦
本研究は、科研費プロジェクトおよび YLC 共同研究の⼀環として実施されました。
掲載論⽂【題名】 The variable Earthʼs rotation in the 4th ‒ 7th centuries: New ΔT Constraints from
Byzantine eclipse records.
（４−７世紀における地球の⾃転速度変化：ビザンツ⽇⾷記録による新ΔT 制限値）

【著者名】 Hisashi Hayakawa*（名古屋⼤）, Koji Murata*（筑波⼤）, and Mitsuru Sôma（国⽴天⽂台）(*= co-first author)【掲載誌】 Publications of the Astronomical Society of the Pacific【掲載⽇】 2022 年 9 ⽉ 13 ⽇
【D O I 】 10.1088/1538-3873/ac6b56【U R L 】 https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1538-3873/ac6b56