第四紀に見られるような、大陸氷床の消長を含む気候の準周期的変動は、この 1億年のうちで、他には確認されていない。地質時代区分としての第四紀の 初め(約200万年前)は、特定の場所の地層で決めた約束ごとにすぎないが、 ほぼそのころから、それ以前より大きな振幅の準周期的変動が起こるように なったらしい。また、第四紀の中でも体制の変化があったようである。 3節で述べたように、10万年周期が目立つのは 最近70万年ほどであり、その前はむしろ4万年周期が目立つ。地球の気候の 構成要素が根本的に変わったとは思えないのだが、振動型の変化が起こったり 起こらなかったりすること、また卓越周期が変わることをどのように説明した らよいのだろうか。
Moriyama (1987)は、 Kallenら(1979)のモデルのパラメタ 依存性を調べ、パラメタのゆっくりした変動に対して、振動しない気候から 振動する気候への急な遷移が起こる可能性があることを指摘した。一つは、 深海まで含めた気候システムの熱容量から決まる時定数CTと氷床の流動の 時定数CLの比が変わると解の構造が変わりうる。 もう一つ、氷床が発達し得る大陸の緯度分布の変化を反映して、モデルの式の係数( 8節の(*)式のaに相当するもの)が 修正されることによっても解の構造が変わりうる。Moriyamaは大陸移動に ともなう後者の変化が氷期・間氷期サイクルを開始させたと推測している。
Northら(1983)の、季節変化を含む 2次元拡散型エネルギー収支モデルによる研究の主張は、現在のユーラシア のように大きな大陸では夏に陸上の気温が高くなるので氷床ができにくいと いうことである。Crowleyら(1986) はこれの応用として、グリーンランドの緯度の変化が氷床の発達に重要な 役割りを果たしたと考えている。
大陸移動よりも短い時間スケールでの気候システムの外部パラメタの変化 として注目されることに、チベット高原・ヒマラヤ山脈が10万年間で 1 km程度の速度で隆起しているということがある。そのぶんだけ過去には 山が低かったとすれば、大気の運動の形が、あるいは雪氷の分布が違って いてもおかしくない。 Kutzbachら(1989), Ruddiman and Kutzbach (1989)は、 大気大循環モデルで山なし実験を行ない、冬の偏西風の谷の位置が変わり、 北アメリカ氷床の中心部となったラブラドル高原付近の天候が変わった 可能性を述べている。一方、チベット・ヒマラヤの隆起はまた夏の モンスーン循環も大きく変えたはずである( 安成、1980)。 Maasch and Saltzman (1990)は 彼らの0次元モデルのパラメタのゆるやかな変化に伴って振動のもようが 急に変わることを示した。Moriyama (1987)と同様な発見であるが、彼らはこれを約90万年前の気候体制 変化の説明に使おうとしている。
ここでは一定と考えてきた、放射に効く大気成分、あるいは太陽エネルギー フラックスそのもの(太陽定数)の変化も考えられないわけではない。 たとえば山地の隆起に伴って風化作用が活発になれば、大気組成に影響 するだろうという議論もされている。大気組成の変化の実態は、堆積物の 同位体分析が進むとわかってくると期待できる。
第四紀より古い時代の堆積物にも、軌道要素の周期と思われる2万年、 4万年、10万年周期が見られることがある( Fischer, 1986; Berger, 1989)。 古い時代の堆積物の周期性の解析に使われている変数は、まだ気候変数との 対応がついていないものが多い。気候変動の大きさは第四紀に比べれば 小さかったというのが常識となっているが、同じ尺度で比較して確かに そうなのか確認する必要がある。
もう一つの問題は、第四紀の10万年周期の説明のほとんどで大陸氷床が 不可欠の部品とされていることである。世界に大きな氷床がなかったと 考えられている白亜紀から古第三紀の時代に10万年周期変動があった とすると、別のメカニズムを考えなくてはならない。ただし、もし
いずれにしても、このような気候の体制の変化の研究は、証拠の面でも、 理論的面でも、まだ初等的段階にあると言えるだろう。