屋久杉から奈良時代の天文現象の痕跡?

2012.06.08
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新潟県にある弥彦山のスギ林。このような樹木の中に、激しい天文現象の証拠が残されているかもしれない。

Photograph by Michael S. Yamashita, National Geographic
 日本の樹木に含まれる放射性原子の量を測定したところ、約1200年前に急増した時期のあることが明らかになった。記録に残っていない何らかの天文現象によって、当時の地球に宇宙線が降り注いだことを示す証拠かもしれない。 宇宙線は、さまざまな天文現象、例えば超新星爆発や“スーパーフレア”によって宇宙空間を飛び交う亜原子粒子だ。スーパーフレアは太陽フレアのより強力なバージョンで、太陽以外の恒星において発生している。

 地球は常に比較的一定した量の宇宙線を浴びている。高エネルギーの粒子である宇宙線が地球の大気中の原子と衝突すると、中性子という亜原子粒子が遊離する。遊離した中性子は大気中の窒素と結びついて、炭素14という普通の炭素より重い放射性炭素を生成する。

 炭素14は、光合成によって樹木や植物に取り込まれ、さらに、それらを食べる動物の体内に取り込まれる。樹木や骨に含まれる炭素14の崩壊率を調べることで、古代遺物の年代を測定することができる。

 しかし最近の研究において、屋久島で採取された2本のスギの木の年輪を調べたところ、驚くべき結果が出た。西暦774年から775年の間に、炭素14の量が1.2%増加するという急激な変化を示していたのだ。

 炭素14の量の変動率は通常、1年に約0.05%だ。つまり、1年に1.2%の増加というのは通常の20倍以上の変動率ということになり、これは宇宙で何らかの大規模爆発が起こった痕跡である可能性が考えられる。

◆氷にも爆発の痕跡?

 しかし、研究を指揮した名古屋大学の三宅芙沙氏によると、超新星爆発やスーパーフレアがこの年に発生したことを示す歴史上の記録は存在せず、今回の発見は謎めいているという。そのような現象が起こっていれば、当時の人々は何かを目撃していたはずだからだ。

 例えばスーパーフレアなら、地球に荷電粒子が降り注ぎ、通常は鮮やかなオーロラが発生する。

 また、宇宙線量増加の原因が超新星爆発だった場合、爆発は地球から半径650光年の範囲内で発生したはずだと三宅氏はみている。その範囲内で起こったものなら、空には昼間でも見えるほどの新しい“星”が1つ増えていたはずだ。

 記録がないとはいえ、西暦770年代に地球近傍で何らかの天文現象が発生したという説については、別の研究でもこれを裏付ける可能性のあるデータが見つかっている。 2008年、日本の別の研究チームが、南極大陸で採取した氷床コアに含まれる放射性元素ベリリウム10の量を測定したところ、一時急増している時期があることが明らかになった。

 ベリリウム10は炭素14と同様に、宇宙線と大気中の原子の衝突によって生成される。三宅氏によると、この放射性原子は空気中の粒子と結びつき、地上に降る雨や雪に取り込まれるという。

「氷床コア中の(ベリリウム10の)急増が西暦775年に起こったものとは断定できないが、これら2つの急増が同じ原因によって生じた可能性は考えられる」と三宅氏ら研究チームは論文の中で述べている。

◆さらなる年輪の調査が必要

 コロンビア大学ラモント・ドーティー地球科学研究所で年輪を専門に研究するケビン・アンチュケイティス(Kevin Anchukaitis)氏によると、樹木の年輪を用いるやり方は、天文現象の発生を特定するための非常に確立された手法だという。

 この手法の「起源は、考古学や地質学研究における放射性炭素利用技術の開発と導入が進んでいた1960年代にさかのぼる」とアンチュケイティス氏は述べている。

 例えば1995年、地球科学者ポール・デイモン(Paul Damon)氏は、ジャイアントセコイアの年輪から、記録に残っている西暦1006年の超新星爆発によるものとみられる放射性炭素の急増を発見している。

 今回の研究結果を補強するために、三宅氏のチームは他の樹齢の長い植物種、例えばジャイアントセコイアやヒッコリーマツを調べて、今回の発見の裏付けを得る必要があるとアンチュケイティス氏は述べている。「これらの現象(超新星爆発やスーパーフレア)は地球全体に影響を及ぼすと考えられる。世界中の樹齢の長い樹木の年輪の放射性炭素に痕跡がみられるはずだ」。

 今回の研究成果は、6月3日付で「Nature」誌オンライン版に発表された。

Photograph by Michael S. Yamashita, National Geographic

文=Ker Than

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