6,600万年分の二酸化炭素データを深く掘り下げる

現在地球を温暖化させている化石燃料の排出のおかげで、二酸化炭素の濃度は 1,400 万年間、現在のほど高くありませんでした。

過去 2 世紀にわたって人類が化石燃料を大規模に燃焼させた結果、現在、大気中の二酸化炭素は少なくとも数百万年で最高レベルに達しています。

しかし、大気中の温室効果ガスの現在の濃度である 419 百万分率 (ppm) は、地球の歴史のどこに位置するのでしょうか?

これは、ユタ大学の地質学者らの主要な貢献を含む科学者の国際コミュニティが、古代の大気の内容についての手がかりを提供する地質学的記録内の多数のマーカーを調査することによって整理している問題である。 彼らの予備研究は最近雑誌に掲載されました 科学、会社を再建する₂ 集中は、6,600万年前の恐竜の絶滅と哺乳類の出現で始まった新生代にまで遡ります。

氷河には気泡が含まれており、科学者にこのことの直接的な証拠を提供しています。 二酸化炭素濃度は80万年前に遡ると、研究著者の一人であるテキサス大学地質学教授ゲイブ・ボーエン氏は述べている。 しかし、この記録は地質学的過去にまで遡りません。

「氷のサンプルを失うと、直接的な証拠が失われます。分析できる大気ガスのサンプルはもうありません。したがって、間接的な証拠、いわゆる代理証拠に頼る必要があります。」とボーエン氏は語った。 「これらのエージェントは間接的なものであるため、協力するのは困難です。」

このグラフは、産業革命前から 6,500 万年前までの新生代全体にわたる、地球の大気中の二酸化炭素濃度を百万分の一 (ppm) で表したものです。 これらは、地質学的記録にエンコードされたプロキシに基づいた推定値です。 色分けされたバーは、独立したプロキシ データから再構築された地球の気温を表します。 破線は、現在の二酸化炭素濃度が 420 ppm であることを表しています。 クレジット: ゲイブ・ボーウェン、ユタ大学

地質学的記録における「代理」

これらの手がかりには、鉱物に含まれる同位体、葉の化石の形成、大気の化学的性質を反映するその他の地質学的証拠が含まれます。 ある証拠は、UCLAの地質学者ソー・サーリング氏の基礎的な発見に由来している。彼自身もこの新しい研究の共著者であり、彼の以前の研究では、古代の土壌中の炭素同位体が過去に二酸化炭素の存在を示していることが判明した。₂ レベル。

しかし、これらの代理の強さはさまざまであり、ほとんどは過去の狭い部分をカバーしています。 彼は研究チームに電話した 新生代カンパニー₂ エージェント統合プロジェクトまたはシンコ₂PIPを主催したのは、 コロンビア大学 気候学者のバーベル・ヒュネシュは、大気中の二酸化炭素の高解像度記録を作成するために、利用可能な代替指標を評価、分類、組み合わせることを目指しました。₂。

「これは、二酸化炭素を解釈するための最も包括的で統計的に正確なアプローチの一部を表しています。₂ 「過去6,600万年にわたって」と、共著者でボーエン氏の研究室の博士研究員ダスティン・ハーパー氏は述べた。 「新たな成果のいくつかは、海洋であろうと陸上であろうと、堆積物の異なるアーカイブからの複数のプロキシを組み合わせることができるということですが、これは実際にはこの規模では実現されていません。」

この新しい研究は、16 か国の約 90 人の科学者が参加するコミュニティの取り組みです。 複数の機関からの数十の助成金によって資金提供されているこのグループは、最終的には CO2 を再構築したいと考えています。₂ 複雑な生命の誕生までの5億4千万年の記録。

産業革命の初期、人類が経済の燃料として石炭を燃やし始め、その後石油とガスを燃やし始めたとき、二酸化炭素は大気中に存在していました。₂ 280ppmくらいでした。 これらの化石燃料が燃焼すると、熱を閉じ込めるガスが空気中に放出されます。

今後の見通しでは、将来の排出率に応じて、濃度は 2100 年までに 600 ～ 1,000 ppm に上昇すると予想されます。 これらの将来のレベルが気候にどのような影響を与えるかは正確には明らかではありません。

しかし、過去の二酸化炭素の信頼できる地図はない₂ テキサス大学のディレクターであるテキサス大学生物学教授ウィリアム・アンダーレッグ氏によると、このレベルは科学者が将来の気候がどのようになるかをより正確に予測するのに役立つ可能性があるという。 ウィルクス気候と政策センター。

「これは将来の気候変動にも影響を与える非常に重要な統合であり、特に気候変動の速度と規模を予測するために理解する必要がある地球システムの主要なプロセスと構成要素です」とアンデレッグ氏は述べた。

今日の 419 ppm は、過去 1,400 万年間で最高の二酸化炭素濃度です

過去、地球が温暖だった時代には二酸化炭素濃度が上昇した₂ 今よりもずっと高かったのです。 しかし、今日記録された 419 ppm は、現代の地質史上、前例のない、潜在的に危険な急激な上昇を示しています。

「現在から800万年前には、それが二酸化炭素であった可能性はおそらく5％ありました」₂ 「そのレベルは現在よりも高かったが、今日のレベルと思われるレベルを確認するには、1,400万年前に遡る必要がある」とボーエン氏は語った。

言い換えれば、人間の活動により、数世代の間に大気は劇的に変化しました。 その結果、世界中の気候システムは、強力な嵐、長期にわたる干ばつ、致命的な熱波、海洋酸性化などの憂慮すべき兆候を示しています。

大気中の二酸化炭素についての深い理解₂ 地質時代にわたる変動も、地球の歴史のさまざまな特徴を解読し、そこから学ぶために不可欠です。 大気中の二酸化炭素の変化₂ 気候は進化の革新だけでなく、大量絶滅にも寄与した可能性があります。

たとえば、新生代には二酸化炭素が長期的に減少しました。₂ これに伴う気候の寒冷化が植物の生理機能に変化をもたらした可能性がある。 分類する 競争と優位性、ひいては哺乳類の進化に影響を与えた。

「過去の二酸化炭素の傾向をより正確に理解する」₂ したがって、それは現代の種や生態系がどのようにして出現し、将来何が起こるかを理解するための基礎となります。

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土井: 10.1126/science.adi5177