160年間で人類はどのように地球の気候を狂わせたか

160年間で人類はどのように地球の気候を狂わせたか 化石燃料の利用は、地球温暖化の主な原因であるCO₂を排出します。 ズビネック埋葬, CC BY

政治的にも地球上の生活の観点からも、気候変動は今日の最も差し迫った問題であるかもしれません。 地球規模の気候は公的行動の問題であるという認識が高まっています。

11,500年間、大気中の二酸化炭素(CO)2)濃度は280 ppm(産業革命前の「正常」)付近で推移し、平均表面温度は15°C付近でした。 産業革命以降、このレベルは継続的に上昇しており、410で2018 ppmに達しています。 地球科学は、数十億年にわたるタイムスケールに焦点を合わせており、産業社会がどのように急激に変化し地球の気候を変化させているかを明確にすることができます。

気候、温室効果ガス、CO2

地球の気候の主なエンジンは太陽です。 私達の星は342 W / mの平均表面力を届ける2 1年ごとに(おおよそ惑星の各平方メートルのためのドライヤーのそれ)。 地球はこれの約70%を吸収し、残りを反映しています。 これが唯一の気候メカニズムであれば、平均気温は-15°C(氷点下の気温、0°C)になります。 人生はおそらく不可能でしょう。 幸い、吸収されたエネルギーの一部は赤外線として再放出されます。これは可視光とは異なり、大気中に存在する温室効果ガス(GHG)と相互作用して地表に向かって熱を放射します。 この温室効果により、現在、平均気温は15°Cに維持されています。

主要な温室効果ガスは水蒸気と議論の多いCOです。2。 二酸化炭素は総温室効果の最大30%に寄与し、水蒸気は約70%を提供します。 CO2しかし、水蒸気が持っていない全体的な温暖化力を持っています。 大気中の水蒸気は非常に短い滞留時間(数時間から数日)を持ち、その濃度は温度が上昇した場合にのみ上昇します。 CO2 100年間大気中に留まり、その濃度は温度だけでは制御されません。 CO2 このようにすることができます トリガー 温暖化:COの場合2 濃度が上がると、平均気温はそれ自体の傾向に関係なく上昇します。

カーボンシンク

したがって、大気中のCOがどのように変化するかを理解することが重要です。2 規制されています。 地質学的タイムスケール(100,000 +年)にわたって、火山ガスがCOの主な発生源です。2平均で0.4 10億トンのCO2 1年あたり(0.4 GtCO2/ y)。 しかしCO2 無限に大気中に蓄積するだけではありません。 それは他の環境プロセスのおかげで出入りし、カーボンシンクとして知られている貯水池に貯蔵されています。

海には、1つには、含まれています 50回 大気よりも炭素が多い。 しかし、CO2 海に溶け込んだものは大気に向かって簡単に放出されますが、COを保つのは地質学的シンクだけです2 地質学的タイムスケールで大気から離れて。

160年間で人類はどのように地球の気候を狂わせたか 単純化した地質学的炭素循環 シンク(黒)は有機物の沈降と炭酸塩の変質 - 合成カップリングを示しています。 彼らは、(灰色の)発生源に反対しています。4 10億年以上の火山と150年の熱産業用の人間活動。 G.パリ

最初の地質学的シンクは堆積性有機物です。 生物は大気中のCOから作られた有機炭素を含んでいます2光合成そして死んだ有機体はしばしば海底、湖沼、そして湿地に送られます。 大量の有機炭素が海洋や大陸の堆積物に蓄積され、そのうちのいくつかは最終的に化石燃料(石油、ガス、石炭)に変換されます。

石灰質岩は第二の地質炭素吸収源である。 花崗岩や玄武岩などの岩は 風化しました 表層水によって、カルシウムと重炭酸イオンを海に洗い流します。 海洋生物はこれらを使用して炭酸カルシウム製の硬い部品を製造しています。 海底に堆積すると、炭酸カルシウムは最終的に石灰岩として封鎖されます。

見積もりに応じて、これら2つのシンクの組み合わせには 50,000時間に100,000 現在の大気よりも炭素が多い。

時間の経過とともに地球の大気

COの量2 地球の大気中では大きく異なります。 何十年にもわたる研究は、地球が完全に形成された後に始まる歴史の主要な線を引くことを可能にします 4.4億年前.

地球の 初期の雰囲気 COが非常に豊富でした2 (10,000倍の現代レベルまで)、酸素(O)2)不足していました。 始生代(3.8から2.5 10億年前)の間に、人生が最初に栄え、最初の大陸が構築されました。 風化はCOを引っ張り始めた2 大気中から。 光合成の発達は大気中のCOを減らすのに貢献した2Oを上げながら2 期間中のレベル 大酸素化イベント、約2.3 10億年前。 CO2 集中力は「唯一の」20から100倍の産業革命前のレベルにまで低下しました。地球の最も初期の電子の集中には決して戻りません。

20億年後、炭素循環は変わりました。 デボン紀後期から石炭紀初期にかけて(およそ350百万年前)、CO2 集中していた 1,000のppm。 哺乳類は存在しませんでした。 リグニンを合成することができる維管束植物はデボン紀と出現の間に出現した。 リグニン 微生物分解に対して抵抗力がある分子は、大量の有機炭素ストックが何百万年もの間石炭として蓄積することを可能にしました。 ヘルシニアンの範囲の風化(その名残はフランスのマシフセントラルまたは米国のアパラチア山脈に見られる)と組み合わせて、有機炭素埋没は大気中のCOを引いた2 今日のレベルに近い(またはそれより低い)レベルまで メジャー氷河時代 数百万年前の320から280の間。

160年間で人類はどのように地球の気候を狂わせたか ジャワ島ブロモ火山の噴火(2011) 地質学的時間スケールでは、火山はCO₂サイクルで役割を果たしています。 マーク・セグラー/ Unsplash

しかし、ジュラ紀の終わり(百万年前の145)までに、振り子は揺れていました。 恐竜は地球を支配し、哺乳類は進化し、構造活動は増加し、そしてパンゲア(最後の超大陸) 引き裂かれる。 CO2 に増加した 500〜2,000 ppmそして、高水準を維持し、100百万年間暖かい温室気候を維持しました。

55百万年から、地球はCOとして冷却2 減少した特にヒマラヤの隆起とそれに続く風化と有機炭素沈降の増加に続いて。 Hominidsが登場して進化は続く 7万年前。 2.6百万年で、地球は、地球の軌道パラメータによって導かれ、より短期間の炭素循環によって増幅された規則的なペースで氷期と間氷期の交代を特徴とする新しい状態に入りました。 CO2 地球が最新の間氷期に入ったとき、11,500は数年前に産業革命前のレベルに達しました。

新しい物語:産業革命

16世紀までは、大気中の炭素と地球の気候の物語は、地質学、生物学と進化の物語でした。 その物語は産業革命の後、現代の人間が急激に変化した後に変わりました。ホモサピエンス)、おそらく登場 300,000年前大規模な化石燃料の抽出と燃焼を始めた。

1950による、COの追加2 化石燃料燃焼による大気への 実績のあるビア 炭素同位体サイン COの2 分子(として知られている 「推測」効果) 1970の後期までに、気候科学者たちは より暖かい全体的な温度に向かって急速なドリフト。 1988で作成されたIPCCは、平均温度が2012°C上昇したことを0.9で示しました 1901から。 この変化は、6年間に平均気温が約7,000°C上昇したときの前回の退氷期に比べて緩やかに見えるかもしれませんが、少なくとも10倍速くなります。

平均気温は上昇し続けており、太陽活動や火山活動などの自然のパラメータはそのような急速な温暖化を説明することはできません。 原因は、大気へのGHGの明白な人間の追加である。 高所得国 最もCOを排出する2 住民あたり。

私たちの物語はどのように終わるのでしょうか?

産業界は、25年以内に地球の化石燃料の約160%を燃焼させ、大気から炭素を蓄えている天然のフラックスを突然逆転させました。 この新しい人間生成フラックスは代わりに 追加 28 Gt、年間CO 2、50倍の火山。 自然の地質学的隔離は大気中のCOを補償できない2 上昇し続けます。

世界 結果 差し迫った、数多くの、そして悲惨なことです:極端な気象現象、海面上昇、氷河の後退、海洋の酸性化、生態系の混乱、そして絶滅。 地球自体が他の大災害を乗り切った。 現在の温暖化は多くの種の適応能力を凌駕するでしょうが、人生は続くでしょう。 惑星ではありません。 代わりに、それは人間社会の未来と現在の生態系の保全です。

地球科学は私たちの行動と化石燃料の消費に必要な変化について考えるための解決策を提供することはできませんが、それらは現在の地球温暖化についての知識と集合的な認識に貢献することができそして貢献しなければなりません。

著者について

Guillaume Paris、Géochimiste、CNRS au Centre de Rechecheの資料館、およびNancyの書簡、 ロレーヌ大学 Pierre-Henri Blard、Géochronologueetpaléoclimatologue、CNR - Centre de Recheche、pétrographiqueetgéochimiques(Nancy)、et Laboratoire de de glaciologie(Bruxelles)、 ロレーヌ大学

この記事はから再公開されます 会話 クリエイティブコモンズライセンスの下で 読む 原著.

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