気候101 は、地球の温暖化気候に関する刺激的で顕著な質問に答える Mashable シリーズです。
大きなヘビ、ワニ、ゾウガメ、ヒヨケキツネザル穏やかな北極で繁栄した約5000万年前。という時代でした。強力な温室効果ガスである二酸化炭素地球の大気中にスパイクが発生し、高極地域がまさに熱帯になっていました。
古気候学者と呼ばれる、過去の気候を調査する科学者たちは、CO2 が長い間気候変動の原因となっていたことを示す証拠を大量に収集しています。地球の気温の支配的なレバー。証拠は化石に保存されている化学物質に存在し、かつて大気を飽和させたCO2の量を示しています。さて、古気候研究者らは、地球の過去のCO2に関するこれまでで最も包括的な歴史を出版したの後に始まります恐竜は絶滅した約6600万年前（おそらく小惑星の衝突によるもの）。過去の二酸化炭素濃度と地球の気温との間にこれまでで最も強い関連性があることを示す研究は、最近行われた。出版された科学雑誌で地球惑星科学の年次レビュー。
6,600 万年にわたる地質学的ストーリーは、数千万年にわたって CO2 が徐々に自然に減少し、地質学的に最近の氷河期で終わるという全体的な傾向を示しています。重要なことに、この歴史は次のことも明らかにしています。極端で不自然な CO2 レベルの急激な上昇過去150年間にわたって。
「もちろん、CO2は以前にも変化しましたが、それはゆっくりと予測可能な方法で起こりました」と、新しい研究を主導したセント・アンドルーズ大学の古気候学者、ジェームス・レイは述べた。 「現在起こっていることは、地質学的記録にあるものよりもはるかに速いです。現在起こっていることと比較できるものは何もありません。」
今何が起こっているのかというと、人類は地球上で最も炭素が豊富な物質を膨大な量で掘り出すことに非常に熟練してきました。「化石燃料」） そして燃えている彼ら。この炭素の多くは最終的に大気中に排出されます。 「大気中により多くの CO2 を排出するには、これ以上に優れた方法を設計することはできません」と Rae 氏は言います。
「大気中により多くの二酸化炭素を排出するには、これ以上に優れた方法を設計することはできません。」
重要なことに、最新の研究では、CO2 レベルとエネルギーとの間に強い相関関係があることも実証されています。過去の地球気温の再構築。つまり、CO2 レベルが高いと気温も高くなります。 CO2 レベルが低下すると、気温も低下しました。
古気候学者で海洋地質学者のモーリーン・レイモ氏は、「この論文は、過去6000万年にわたるCO2の歴史について私たちが知っていることを概観した最高傑作であり、範囲が広く、詳細なレベルで包括的である」と述べた。コロンビア大学で。また、現代の CO2 の傾向も表しています。研究には関与していないレイモ氏は、「人間は今や地球の気候を制御する地質学的スケールの自然の力になっている」と付け加えた。
下のグラフは、過去の CO2 レベルと地球の気温との強い関連性を示しています。
CO2 と温度の明確な関係。 クレジット: Annual Review of Earth and Planetary Sciences by James rae
証拠
数千万年前の古代の気候を特定するために、古気候学者は、海の泥の中に保存された死んだ生物のような化石化された証拠を使用します。これらはと呼ばれます「プロキシ「過去の環境の手掛かりや証拠を提供する保存された物質を指す用語です。過去 6,600 万年にわたる CO2 を調べるために、研究者らは、小さくて一般的で広く分布している化石化した貝殻 (有孔虫と呼ばれる) と有機物に保存されている化学的証拠を採用しました。藻類によって生成される化合物（アルケノンと呼ばれます）。
これらの生き物は、大気中の CO2 の量によって制御される海洋の CO2 化学反応 (酸性度を含む) の変化に敏感です。 (海洋は空気から CO2 を吸収し、自然に炭酸を形成し、海洋を酸性化します。あなたがこれを読んでいる間に起こっているプロセス.) これは地球の過去の気候を調査するための信頼できる方法です。
マッシュ可能な光の速度
「私たちは環境科学捜査を行っています」とレイ氏は説明した。 「私たちは環境変化が地質記録に残した痕跡を調べています。」
「私たちは環境科学捜査を行っています。」
有孔虫が良い例です。牡蠣やサンゴと同じように、主に炭酸カルシウムでできています。貝殻が海中で成長するにつれて、いくつかの他の原子が混ざります。その 1 つはホウ素元素で、海洋の酸性度が異なるとわずかに変化します。化石に保存されている、より酸性の海洋の証拠は、大気中の CO2 レベルがより高いことを示しています。これにより、Rae のような古気候学者は、数百万年にわたる過去の CO2 傾向を構築することができます。
科学者は、かつての地球の気温を推定し、これを CO2 レベルと比較することもできます。過去の気温は、特定の化石が発見された過去の海面（古代の海岸によって保存されている）を分析することによって調べられます（北極でワニが繁栄していた頃は明らかに非常に暖かかったです）。化石化した貝殻の化学組成、そしてその先へ。
この最新の包括的な研究では、過去の CO2 レベル (海洋代理店によって測定) と地球の気温との間に明確で説得力のある関連性が存在します。
コロラド大学ボルダー校の古気候学者トム・マルキット氏は、「レイ氏と共著者らは、海洋の二酸化炭素代理物質が実際にどのように機能するかについての最先端の理解を応用し、より洗練された二酸化炭素記録につながっている」と述べた。 。 「過去6,600万年にわたる地球の気温との対応は非常に顕著であり、CO2が地球規模の気候変動の主な要因であることを裏付けています。」
重要なのは、古気候学者は、遠い過去の環境条件を明らかにするために単一の証拠に依存していないことです。彼らは、新しい研究で使用された貝殻や藻類など、複数の代替物を使用します。
「これら 2 つの方法は非常に似た結果をもたらし、大気中の CO2 の信頼できる代用法であるという確信を与えます」と、この研究には関与していないカリフォルニア大学アーバイン校の古気候学者キャスリーン・ジョンソン氏は説明した。
顕微鏡で見た有孔虫の殻。 クレジット: セント・アンドリュース大学
しかし、なぜこの特定の CO2 調査を 6,600 万年前で中止するのでしょうか (今のところは)。ご存知のとおり、当時地球は劇的な絶滅事件を経験し、生態系とその中の生命体が大きく変化しました。有名な話ですが、恐竜が絶滅しました。小惑星によって引き起こされた地球上の環境の劇的な変化以来、研究者は単に生命（有孔虫の殻など）についてよりよく理解できるようになったとレイ氏は説明した。
しかし、6,500万年か6,600万年は、地球の気候を主に制御しているものを確立するには十分な時間です。としてMashable は以前に報告されました:
「恐竜の時代（6500万年前に終わった）には、CO2レベルは極端に上昇した。2,000～4,000ppm。絶え間なく続く極端な火山活動、加熱された地球、恐竜が蒸し暑い南極を歩き回れるようにした。しかし、何百万年にもわたって、地球の自然のプロセス（特にゆっくりとした、研削的だが強力なプロセス）は、岩石が大気からCO2を吸収する過程、「岩石サーモスタット」と呼ばれる）は、CO2レベルを徐々に下げました。」
最終的に、産業革命の開始までに、CO2 レベルは安定した 280 ppm (ppm) 付近で推移しました。それ以来、それらは約 416 ppm まで上昇しました。その素早いジャンプは地質学的記録では前例のないものです。
「私たちは地質学的勢力になったのです。」
「このような地質学的記録は、私たちに大声で警告を発している」とマルキット氏は述べ、今日の二酸化炭素濃度は世界最高水準であると指摘した。約300万年ぶりの最高値。 （当時の海面は約30フィート高い今日よりもだけど、おそらくそれ以上の）。マルキット氏は、「人類の歴史の中でこのような状況は見たことがない。そして、その速度は上昇し続けている」と語った。
さらに、大気中のCO2の割合ははるかに早く上昇する恐竜が死んで以来のどの時点よりも。どのくらい速いですか? 「人為的CO2増加速度は、過去6,600万年間に見られた自然のCO2変化の最も速い速度よりも約10倍速いと自信を持って言えます」とジョンソン氏は述べた。
人類は強力な影響力を持っています。
「私たちは地質学的勢力になった」とマルキット氏は語った。