CO₂レベルと気候変動:論争は本当にあるのか?

CO₂レベルと気候変動:論争は本当にあるのか? ミハル・ペチ/アンスプラッシュ

大気中のCOとの関係2 レベルと気候変動はしばしば物議を醸す主題として認識されています。 気候科学者の間で本当の不一致はありませんが–周り 90%以下 2016年の米国では、人間の活動が気候変動の原因であることは明らかです。 一般市民の50% 同じ結論に達しました。 一般的な混乱に加えて、非常に活発な「気候変動の否定者」は、温度がCOとは無関係に進化したと主張しています2 地球の歴史を通じて大気中の濃度、したがって、今日のCO上昇2 レベルは問題ではありません。

それで科学者は話を間違えたのですか いいえ。CO2 地球の気候の制御に長い間貢献しており、大気と海洋への濃度の上昇は人類にとって大きな脅威です。

と共に 太陽活動アルベド、温室効果ガスは地球の重要な部分です 放射収支 表面温度を強力に制御します。 水蒸気は地球上の主要な温室効果ガスですが、CO2 気候変動を積極的に導く可能性があるため、はるかに注目されています。

残念ながら、人間の活動はCO2 ある速度で大気に 70の倍以上 地球上のすべての火山を合わせたよりも。 その結果、大気中のCO2 濃度(またはpCO2)増加し、地球の表面は自然の要因では説明できないペースで暖まります。

CO2 は温度制御であり、さまざまな方法で実証できます。 それらのXNUMXつは、地球の歴史を探ることです。

CO₂レベルと気候変動:論争は本当にあるのか? 北アメリカの低軌道衛星スオミから。 NASA / NOAA / GSFC /スオミNPP / VIIRS /ノーマンキュリング

地質時代の気候と気温

岩石、化石、およびそれらの化学的および物理的特性を使用して、地球科学者は地球の歴史を通じて暖かい時期と寒い時期を再構築しました。 気候、温度、pCO間のリンクを実証する2 数百万年前には、それぞれを個別に再構築する必要があります。 そのために、「プロキシ」と呼ばれる気候レコーダーを使用します。

書かれた酸素原子の同位体組成 δ¹⁸O、古代の石灰質の貝殻で測定されたものは、それらのXNUMXつです。 これにより、分析精度と海水δ¹⁸O、塩分、塩分などのパラメータに依存する既知の不確実性の度合いで、過去の海水温度を再構築できます。 pH またに影響を与えます シェルのδ¹⁸O.

地質学の歴史は岩とその信号に影響を与えるため、時間をさかのぼるほど不確実性は大きくなります。 したがって、さまざまなプロキシを組み合わせて、長年の研究で継続的に改善される仮説を策定します。 このような再構築の確立は、時間がかかり、複雑な(時には痛みを伴う)プロセスですが、不確実性が減少するにつれて、毎年ますます信頼性が高まります。 不確実性が大きすぎる場合、解釈は par約:最も単純なモデルは、最も可能性が高いと見なされる必要があります。 重要なのは、科学者が不確実性を推定し、それらを共有する方法を知っていることです。

全体として、海水温の再構築は気候史の地質学的観測と一致しています。主要な氷河時代は地球の気温低下と一致しています。 特に、δ¹⁸Oは安定した 冷却 50万年以降、産業革命前の気候につながりました。

CO₂レベルと気候変動:論争は本当にあるのか? GEOCARB(バージョンIII)によるpCO₂(黄色、10万年ごとにXNUMXポイント)の再構成と、海水pHの変化を補正したδ¹⁸Oからの平均熱帯海面水温青)と氷河(濃い青)。 ロイヤーとビアリング(2004)およびバーナーとホタバラ(2011)後のパリ, 著者提供

pCOの歴史2

pCOにはプロキシが存在します2 同様に。 たとえば、古生物学者 気孔を数える開口部 植物が呼吸し、水分を交換し、COを吸収する2 光合成のため–化石の葉の上。 より多くのCO2 豊富で、 気孔が少ない が必要です。 ある程度の不確実性を追加するXNUMXつの要因は、植物が乾燥した気候では気孔が少なく、湿度の高い気候では気孔が多いことです。

化石の葉はまれで大気中のpCO2 地球の古代の時代にはデータが不足しています。 (十分な)データがない場合、数値モデリングは、物理の基本法則を尊重するグローバルに一貫したアプローチでデータを説明するのに役立ちます。 最も有名なのは ジオカーブ、pCOを再構築するために開発された地質炭素循環モデル2 による歴史 ロバート・バーナー と彼の同僚。

タイムスケールで 100,000年を超える、pCO2 火山から主に追加され、XNUMXつのカーボンポンプで失われます:生物学的ポンプと炭酸ポンプ。

光合成の間、植物と藻はCOを吸収します2 有機物を作ります 彼らが死ぬと、このCO2 堆積物に閉じ込められる可能性があります。 これが生物学的ポンプです。 炭酸塩ポンプは、大陸の風化と炭酸塩岩の沈殿のカップリングです。 CO2 岩石を溶かす表面水を酸性化します。 溶けた元素は海に洗い流され、そこで貝殻やサンゴなどの石灰質の材料が作られ、最終的には石灰岩になります。 年々、これらのポンプはCOを保存します2 大気から離れています。

過去には、火山は多かれ少なかれ活発でした。 大陸はさまざまな場所にありました、カーボンポンプに影響を与えました。 バーナーと同僚は、これらのパラメーターのその他の既知の進化が炭素循環に影響を与え、したがって大気のpCOにどのように影響するかを定量化しました2。 彼らはモデルの不確実性を知っており、示していました。 それらの結果は、特定の値としてではなく、推定エンベロープで提示される必要があります。

より高いpCOの時間2 暖かい時期です。 逆に、大気中のCOの減少2 コンテンツは、石炭紀および現代の氷河期などの氷河期を引き起こしましたが、ヒルナンシアン(445億XNUMX万年前)を除きます。 最近のモデル この遠隔期間に、造構構成が特定の役割を果たしたことを示唆しています。

人間が気候にどのように素早く影響するか

CO₂レベルと気候変動:論争は本当にあるのか? 最後の66 Myの温度とpCO₂の再構成。 温度は、炭酸塩のδ¹⁸Oを使用して計算され、不確実性なしで表されます。 pCO₂の再構築は、それぞれの不確実性の中で合意されたXNUMXつの異なるプロキシに基づいています。 Beerling and Royer、2011年。, 著者提供

恐竜が絶滅した時点(比較的最近の66年前)から始まる期間にわたって、地質学者は多くの温度とCOに依存できます。2 δ¹⁸Oまたは化石の葉に加えてプロキシ。 互いに近い地質データと氷コアデータを接続できるようになるまで、時代に近づくにつれてプロキシが増え、不確実性が少なくなります。

テクトニクス 海洋循環を修正し、ヒマラヤ山脈のような山脈の建設に至りました。 両方の要因がカーボンポンプと強制pCOに影響しました2 〜へ 減少、プロキシによって示され、GEOCARBの傾向と一致します。 このpCOの減少2 観測された冷却につながり、地球を現在の氷河間氷河の交代に追いやった。

アイスコアとプロキシから、pCO2 200万年にわたって350〜2.6 ppmの間で振動しており、280〜410年の間に1850〜2018 ppmに急激に増加しました。2 は地球が今日よりもはるかに暖かく、大西洋の氷冠が存在しなかった5年、さらには30万年前にないレベルに向かっています。 温度とpCOの再構築2 COの速度を落とさなければ、先にあるものを垣間見ることができます。2 排出量。

長い時間スケールで、pCO2 増加すると、温暖化によりカーボンポンプが刺激され、pCOが向上します2 減少します。 この負のフィードバックは、地質サーモスタットとして機能します。 残念ながら、 遅すぎる 私たちの速い排出量を補うのに十分迅速に反応するため XNUMX年のタイムスケールで、温暖化はCOを悪化させる2 大気への放出。 温度が上昇すると、海洋は暖まり、溶存COを放出します2 大気へ。 2.6万年間、氷河と間氷期のサイクルは地球の軌道によって強制されてきました 変動 およびCO2 内部の正のフィードバックのみでした。 今日、人為的CO2 進行中の温暖化を導き増幅します。

CO₂レベルと気候変動:論争は本当にあるのか? 炭素循環地質サーモスタット。 +は、矢印の前にある因子の増加によってパラメーターが刺激されることを意味します。 –は、パラメーターが減衰されることを意味します。 たとえば、カーボンポンプは大気中のCO₂を減少させますが、火山からの入力はCO₂を増加させます。 ピエール・アンリ・ブラードとギヨーム・パリ

pCOの結果として2 増加、平均表面温度はすでに増加しています ほぼ1°C 地球の表面は過去の今日よりもはるかに暖かく、最終的には冷却されます。 ただし、短期的な変更の結果は次のとおりです。 悲惨な。 高い表面温度に加えて、極端な気象現象、海の酸性化、氷の融解、海面上昇は、私たちの日常生活を大幅に混乱させ、私たちの周りの生態系を傷つけようとしています。

地球科学は、地球の過去を理解するのに役立ちます。 地球の軌道、テクトニクス、海洋循環を制御することはできませんが、温室効果ガスの排出を制御することはできます。 未来は私たち全員が構築することです。会話

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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