炭素貯留が小氷河期に増加する理由は私たちのために悪い

炭素貯留が小氷河期に増加する理由は私たちのために悪い

小規模氷期の大気中の二酸化炭素レベルの低下は、以前考えられていたように、新世界の先駆者がネイティブのアメリカの農業を覆うことによって引き起こされたものではありませんでした。

代わりに、 新しい分析 南極の氷コアに含まれる気候記録のうち、1500から1750までの寒冷期における大気中のCO₂レベルの低下は、植物による炭素の純摂取の増加によって引き起こされたことを示唆している。

これは、植物が炭素をより多く取り込むことによって降温に反応すると、それを大気中にさらに放出することによって現在のCO2上昇レベルに反応する可能性が高いことを示唆している。

歴史的雰囲気

大気中のCO 2濃度は、2000年前から産業革命が始まるまでかなり安定していた。 劇的に登る。 しかし、道に沿って、小規模氷河期(LIA)に見られるような比較的小さなシフトがあった。

二酸化炭素は大気、土地、海洋の間を自然循環する。 陸上では、植物の光合成によって大気から除去され、植物材料が分解すると戻されます。 通常、これらのプロセスはバランスが取れていますが、これらのプロセスの1つの速度の変化は、大気CO2のレベルを新しい平衡にシフトさせる可能性があります。

分解が温まるにつれて増加する場合、これはバランスのとれた取り込みを遅くしたり元に戻したりして、大気中に二酸化炭素を多く残し、気候をさらに温暖化させ、肯定的なフィードバックを与えます。

LIAは、新世界のヨーロッパ植民地化の開始に対応した。 ヨーロッパの病気はアメリカ大陸の人口を荒廃させました。 一つの理論 これは先住民族の農業の減少をもたらし、それは森林を再び生育させ、大気から大量のCO2を吸収させたと主張した。 これは地球上での人間のインパクトの最初の地質学的に認識可能な兆候、したがってアントロポネ新​​時代の始まりとして示唆されていた。

しかし、実際にはこれが当てはまりましたか? 私たちの研究では、CO2濃度のLIA変化は陸地の挙動の違いによるものであることが比較的確実であるとはいえ、この変化は人為的な変化ではなく、気候の変化に対する応答であることが示唆された植生のカバーで。

手がかりを探して

どうすればわかるの? LIA中の大気は、光合成植物によって好まれる同位体炭素-12を含むCO2中でさらに低くなっていたので、このプロセスは陸生植物に関連していた。

しかし、その変化が植生被覆の変化や気候フィードバックによるものであったかどうかはどうしたら分かりますか? それに答えるために、我々は二酸化炭素と一緒に気泡に閉じ込められた硫化カルボニル(COS)を調べました。 この分子は、酸素原子の1つが硫黄で置き換えられていることを除いて、CO 2とほぼ同じ構造を有する。

これは、光合成中に植物を取り巻くほど近くにあります。 しかし、CO 2とは異なり、COSは植物材料が分解すると放出されないため、光合成の増加は大気COSの減少につながります。

これは、「初期のアントロポチェン」仮説は、試験可能な結果を​​有することを意味する。すなわち、氷コア内のCOS濃度の観察可能な減少につながったはずである。 しかし、氷のコアレコードを見ると、増加していることがわかりました。 これは、光合成が実際にLIA中に減少したことを示唆している。その違いが森林の再成長によるものであると予想していたからである。

これは、LIA中の大気中のCO2の低下が、浸漬温度への直接的な反応である可能性が高いことを意味する。 LIAの寒冷な気候は光合成を減少させたが、植物の呼吸と分解を遅らせ、寒冷期には陸域の生物圏によって多くのCO2が吸収された。

未来はどうですか?

これの裏返しは、温度が上がったときに逆転が起こる可能性があることです。 上昇する気温は、陸生生物圏から放出されるCO2の量がさらに増える可能性があります。 地球が暖まるにつれて植物は光合成を増やし続けますが、我々の発見は植物の分解がさらに増え、炭素が土壌に残りにくくなることを示唆しています。

これは、われわれが知っているように、人間は以前から地下に閉じ込められていた化石燃料である新しい炭素源を利用しているからです。 私たちはこの貯蔵された炭素の大部分を大気に急速に戻しています。土地と海洋は、私たちが加えているものの約半分を取り除いています。

私たちの発見は、温度が上昇する度に、大気中の二酸化炭素の百万分の1を20にすることを示唆しています。 これは気候モデルからの期待の真ん中です。 つまり、地球温暖化を平均工業化前の温度の2℃以内に維持したい場合は、 パリの気候合意この正帰還ループを考慮する必要があります。これは、気温が上昇すればするほど、世界の景観からより多くのCO2が放出されることを意味します。

著者について

ピーター・レイナー教授、 メルボルン大学

シニアリサーチサイエンティストのCathy Trudingerは、 CSIRO

主任研究者であるDavid Etheridge氏は、 CSIRO,

Mauro Rubino、、 ナポリの第2大学

この記事は、最初に公開された 会話。 読む 原著.

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