旧人・新人時空分布と気候変動の関連性の分析

2012 年度 実績報告書

• 研究領域: ネアンデルタールとサピエンス交替劇の真相：学習能力の進化に基づく実証的研究
• 研究課題/領域番号: 22101005
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 米田 穣 東京大学, 総合研究博物館, 教授 (30280712)
• 研究分担者: 阿部 彩子 東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (30272537) ; 小口 高 東京大学, 空間情報科学研究センター, 教授 (80221852) ; 川幡 穂高 東京大学, 大気海洋研究所, 教授 (20356851) ; 森 洋久 国際日本文化研究センター, 文化資料研究企画室, 准教授 (10282625) ; 丸川 雄三 国立民族学博物館, 先端人類科学研究部, 准教授 (10390600)
• 研究期間 (年度): 2010-06-23 – 2015-03-31
• キーワード: 古気候復元 / 人類進化 / 年代測定 / 放射性炭素 / 年代較正 / GIS / 生態ニッチモデル / 大気・海洋結合モデル

研究概要

本研究では、更新世後期におこった急激な気候寒冷化の繰り返しが、新人と旧人の認知能力に与えた影響について実証的なデータを提示することを目的とする。そのためには、気候に関する時間的変化のみならず、空間的な分布についても情報が必要になる。前者については、氷床コアや石筍などから詳細なデータを得ることが可能となり、全球レベルでの変動が明らかになりつつある。
本研究では、気候変動の時空間的変動を復元するために、大気・海洋結合モデルを用いたシミュレーションを用いて、全球の気候分布図を作成する。限られた計算機資源を最大限に活用するために、グリーンランド沖に淡水を附加するホーシング実験を行い、その差分をもとに、寒冷化イベントの影響を加味する新たな方法を考案した。
旧人・新人の分布についても時空間変動を復元することが必要なため、放射性炭素を中心とした理化学年代データベースを構築した。これまでに報告された理化学年代には信頼性が極めて低いものも含まれており、データの品質を評価して、より正確な分布推定法を新たに構築している。データが比較的まとまっており、石器文化変遷のモデルが提案されているレヴァント地方を対象として、方法論、素材、誤差の大きさなどを用いたシンプルなモデルでも文化変遷の様子をより明確に示すことが可能であることが明らかになった。
上記で得られた気候分布図と旧人・新人分布を比較し、両者の気候変動に対する挙動の相違を客観的に抽出するために、生態学ニッチモデルを応用したシステムを構築した。およそ３万年前と４万年前の寒冷化イベント（HE4とHE５）について、予備的な古気候分布図を利用して、遺跡立地地点の気候条件を評価したところ、新人ではより寒冷な冬にも耐えられるという変化が顕著であることが示された。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

震災の影響でスーパーコンピュータの使用時間が十分でなく、古気候復元に若干の遅れがあったが、新たな実験方法を確立することで、計算時間を節約することに成功した。現在、花粉データとの照合によって、復元された気候分布図の正確性を評価している段階である。
この評価が終了すれば、すでに予備的なデータによって考古学的な応用が可能であることが確認された生態学ニッチモデルで、プロジェクト全体の目的である旧人と新人の分布範囲に関するより正確な予測モデルを構築することができる。また、そのための年代データベースの改良も順調に進呈している。

今後の研究の推進方策

平成25年度は、あらたな実験方法で計算された寒冷期・温暖期の気候分布図を用いて、実際の考古学遺跡の分布データとの重ねあわせを、本プロジェクトで開発した新たな生態学ニッチモデルに応用することで、旧人と新人の交替劇に関する客観的なパラメータを抽出する。最初に、気候条件から推定される植生の変化を定量的に推定し、実際に得られている湖沼堆積物コアの花粉データによる方法論の評価を実施し、よりモデルの諸条件についての検討を進める計画である。具体的には、分布域の拡散速度の推定、気候変動による分布域の変動性の比較検討、気候変動の大きな地域と小さな地域における旧人・新人分布域の変動に関する比較研究などが計画されている。さらに、生態学ニッチモデルの改良については、確率論的空間分布モデルを組み入れた生態学ニッチモデルを開発しており、この新しいアプローチが従来法とどのように異なる結果をもたらすのか、複数のモデルによって先行研究が行われている欧州を中心に方法論的な検討も実施する計画である。

研究成果

• [雑誌論文] Calcification responses of symbiotic and aposymbiotic corals to near-future levels of ocean acidification (2013)
  • 著者名/発表者名: Ohki S., Irie T., Inoue M., Shinmen K., Kawahata H., Nakamura T., Kato A., Nojiri Y., Suzuki A., Sakai K., van Woesik R.
  • 雑誌名: BIOGEOSCIENCES 巻: 10(11) ページ: 6807-6814
  • DOI: 10.5194/bg-10-6807-2013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anthropogenic influence on sedimentation during the last 100 years inferred from magnetic properties in the Changjiang Estuary, China (2013)
  • 著者名/発表者名: Wang Y, Oguchi T, Ridd PV, Shen H
  • 雑誌名: ENVIRONMENTAL EARTH SCIENCES 巻: 70 ページ: 1671-1680
  • DOI: 10.1007/s12665-013-2254-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Degenerative changes of the spine in people from prehistoric Okhotsk culture and two ancient human groups from Kanto and Okinawa, Japan. (2012)
  • 著者名/発表者名: Shimoda, Y., T. Nagaoka, K. Moromizato, M. Sunagawa, T. Hanihara, M. Yoneda, K. Hirata, H. Ono, T. Amano, T. Fukumine, and H. Ishida
  • 雑誌名: Anthropological Science 巻: 120(1) ページ: 1-21
  • DOI: 10.1537/ase.100925
  • 査読あり
• [雑誌論文] Persistence of the cultural landscape in Campani (Soputhern Italy) before the AD 472 Vasuvius eruption: archaeoenvironmental data. (2012)
  • 著者名/発表者名: Allevato, E., M. Buonincontri, M. Vairo, A. Pecci, M.A. Cau, M. Yoneda, G.F. De Simone, M. Aoyagi, C. Angelelli, S. Matsuyama, K. Takeuchi, and G. Di Pasquale
  • 雑誌名: Journal of Archaeological Sicence 巻: 39 ページ: 399-406
  • DOI: 10.1016/j.jas2011.09.026
  • 査読あり
• [雑誌論文] 交易・植民地時代期のセレベス海離島域における海産資源の利用と漁撈技術 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小野林太郎、サントソ・ソエゴンド、ジョコ・シスワント・米田穣
  • 雑誌名: 東南アジア考古学 巻: 32 ページ: 13-28
  • 査読あり
• [雑誌論文] Can the Last Glacial Maximum constrain climate sensitivity? (2012)
  • 著者名/発表者名: Hargreaves JC, Annan JD, Yoshimori M, Abe-Ouchi A
  • 雑誌名: GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS 巻: 39 ページ: L24702
  • DOI: 10.1029/2012GL053872
• [雑誌論文] Perturbed physics ensemble using the MIROC5 coupled atmosphere-ocean GCM without flux corrections: experimental design and results Parametric uncertainty of climate sensitivity (2012)
  • 著者名/発表者名: Shiogama, H., Watanabe, M.,Yoshimori, M., Yokohata, T., Ogura, T., Annan, J.D.,Hargreaves, J.C., Abe, M. Kamae, Y., O'ishi, R., Emori, S., Nozawa, T., Abe-Ouchi, A., Kimoto, M.
  • 雑誌名: CLIMATE DYNAMICS 巻: 39 ページ: 3041-3056
  • DOI: 10.1007/s00382-012-1441-x
• [雑誌論文] Temperature-induced marine export production during glacial period (2012)
  • 著者名/発表者名: Chikamoto, M. O. Abe-Ouchi, A. Oka, A., Smith, S.L.
  • 雑誌名: GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS 巻: 39 ページ: L21601
  • DOI: 10.1029/2012GL053828
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sources of multi-decadal variability in Arctic sea ice extent (2012)
  • 著者名/発表者名: Day, J. J.; Hargreaves, J. C.; Annan, J. D. Abe-Ouchi, A
  • 雑誌名: ENVIRONMENTAL RESEARCH LETTERS 巻: 7 ページ: 034011
  • DOI: 10.1088/1748-9326/7/3/034011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of climate models using palaeoclimatic data (2012)
  • 著者名/発表者名: Braconnot P, Harrison SP, Kageyama M, Bartlein PJ, Masson-Delmotte V, Abe-Ouchi A, Otto-Bliesner B, Zhao Y
  • 雑誌名: NATURE CLIMATE CHANGE 巻: 2 ページ: 417-424
  • DOI: 10.1038/NCLIMATE1456
  • 査読あり
• [雑誌論文] The thermal threshold of the Atlantic meridional overturning circulation and its control by wind stress forcing during glacial climate (2012)
  • 著者名/発表者名: Oka, A.; Hasumi, H.; Abe-Ouchi, A.
  • 雑誌名: GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS 巻: 39 ページ: L09709
  • DOI: 10.1029/2012GL051421
  • 査読あり
• [雑誌論文] Assessing confidence in Pliocene sea surface temperatures to evaluate predictive models (2012)
  • 著者名/発表者名: Dowsett HJ, Robinson MM,Haywood AM, Hill DJ, Dolan AM, Stoll DK, Chan WL, Abe-Ouchi A, Chandler MA, Rosenbloom NA, Otto-Bliesner BL, Bragg FJ, Lunt DJ, Foley KM, Riesselman CR
  • 雑誌名: NATURE CLIMATE CHANGE 巻: 2 ページ: 365-371
  • DOI: 10.1038/NCLIMATE1455
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of the Bering Strait on the hysteresis of the ocean conveyor belt circulation and glacial climate stability (2012)
  • 著者名/発表者名: Hu A, Meehl GA, Han W, Timmermann A, Otto-Bliesner B, Liu ZY, Washington WM, Large W, Abe-Ouchi A, Kimoto M, Lambeck K, Wu BY
  • 雑誌名: PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA 巻: 109 ページ: 6417-6422
  • DOI: 10.1073/pnas.1116014109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stability of weather regimes during the last millennium from climate simulations (2012)
  • 著者名/発表者名: Yiou p. Servonnat J, Yoshimori M, Swingedouw D, Khodri M, Abe-Ouchi A
  • 雑誌名: GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS 巻: 39 ページ: L08703
  • DOI: 10.1029/2012GL051310
  • 査読あり
• [雑誌論文] Growth-rate influences on coral climate proxies tested by a multiple colony culture experiment (2012)
  • 著者名/発表者名: Hayashi E, Suzuki A, Nakamura T, Iwase A, Ishimura T, Iguchi A, Sakai K, Okai T, Inoue M, Araoka D, Murayama S, Kawahata H
  • 雑誌名: EARTH AND PLANETARY SCIENCE LETTERS 巻: 362 ページ: 198-206
  • DOI: 10.1016/j.epsl.2012.11.046
  • 査読あり
• [雑誌論文] Climatic forcing of Quaternary deep-sea benthic communities in the North Pacific Ocean (2012)
  • 著者名/発表者名: Yasuhara M, Hunt G, Cronin TM, Hokanishi N, Kawahata H, Tsujimoto A, Ishitake M,
  • 雑誌名: PALEOBIOLOGY 巻: 38 ページ: 162-179
  • DOI: 10.1666/10068.1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Holocene sea-level change and Antarctic melting history derived from geological observations and geophysical modeling along the Shimokita Peninsula, northern Japan (2012)
  • 著者名/発表者名: Yokoyama Y, Okuno J, Miyairi Y, Obrochta S, Demboya N, Makino Y, Kawahata H
  • 雑誌名: GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS 巻: 39 ページ: L13502
  • DOI: 10.1029/2012GL051983
  • 査読あり
• [雑誌論文] Estimate of calcification responses to thermal and freshening stresses based on culture experiments with symbiotic and aposymbiotic primary polyps of a coral, Acropora digitifera (2012)
  • 著者名/発表者名: Inoue M, Shinmen K, Kawahata H, Nakamura T, Tanaka Y, Kato A, Shinzato C, Iguchi A, Kan H, Suzuki A, Sakai K
  • 雑誌名: GLOBAL AND PLANETARY CHANGE 巻: 92-93 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1016/j.gloplacha.2012.05.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Boron and oxygen isotope systematics for a complete section of oceanic crustal rocks in the Oman ophiolite (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamaoka K, Ishikawa T, Matsubaya O, Ishiyama D, Nagaishi K, Hiroyasu Y, Chiba H, Kawahata H
  • 雑誌名: GEOCHIMICA ET COSMOCHIMICA ACTA 巻: 84 ページ: 543-559
  • DOI: 10.1016/j.gca.2012.01.043
  • 査読あり
• [学会発表] 古気候変動と交替劇の関係を読み解く方法
  • 著者名/発表者名: 米田穣・大森貴之・マーク ディアブ
  • 学会等名: 新学術領域研究「交替劇」第5回研究大会
  • 発表場所: 学術総合センター（東京千代田区）
• [学会発表] 保美貝塚出土人骨・獣骨の分析
  • 著者名/発表者名: 米田穣・太田博樹・日下宗一郎・覚張隆史・小山荘太郎
  • 学会等名: 日本考古学協会第78回総会研究発表会
  • 発表場所: 立正大学（東京品川区）
• [学会発表] 旧人と新人の気候変動の関連性の分析
  • 著者名/発表者名: 米田穣・小口高・横山祐典・川幡穂高・阿部彩子
  • 学会等名: 第66 回日本人類学会大会
  • 発表場所: 慶應義塾大学（神奈川県横浜市）
• [学会発表] 旧人と新人の進化と気候変動の関連性の分析
  • 著者名/発表者名: 米田穣・横山祐典・川幡穂高・阿部彩子・小口高
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合 2012年度連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉県千葉市）
• [学会発表] The occupation hisotyro on Ishigaki island, Okinawa, Japan, during the late Pleistocene and early Holocene.
  • 著者名/発表者名: Yoneda, M., T. Gakuhari, M. Takigami, Y.I. Naito, Y. Itahashi, S. Itoh, K. Kobayashi, N. Doi, C. Katagiri, S. Yamasaki, M. Fujita
  • 学会等名: The 21st Intrenational Radiocarbon Conference
  • 発表場所: フランス パリ
• [学会発表] The extinction of Neanderthals and the replacement by modern humans in the light of climate change.
  • 著者名/発表者名: Yoneda, M.
  • 学会等名: NIG Workshop "Evolutionary origins of human populations and their cultural differentiations in relation to the learning tactics through which the Modern man replaced Neanderthal man."
  • 発表場所: 国立遺伝学研究所（静岡県三島市）
  • 招待講演
• [学会発表] 遺跡出土骨資料の同位体分析からみた縄文時代人の食生態と適応戦略
  • 著者名/発表者名: 米田穣・覚張隆史・内藤裕一・力石嘉人・大河内直彦
  • 学会等名: 2012年度日本地球化学会年会
  • 発表場所: 九州大学（福岡県福岡市）
  • 招待講演
• [図書] 人類の大移動：アフリカからイースター島まで (2012)
  • 著者名/発表者名: 米田穣
  • 総ページ数: 83-88
  • 出版者: 朝日新聞社