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気候:過去2,400万年にわたる大気中二酸化炭素の減少制限における陸生植物の役割

Nature 460, 7251 doi: 10.1038/nature08133

過去2,400万年間における山岳の隆起や侵食、環境条件により、ケイ酸塩の化学的風化による大気中二酸化炭素の減少速度の増大に極めて好都合な条件がもたらされた。しかし代理指標データの記録によると、この期間中の地球大気の二酸化炭素濃度は、約200〜250 ppmより低くならなかった。大気中の二酸化炭素濃度がこの最小値付近で安定していたことから、強い負のフィードバックによって、全球のケイ酸塩岩石の高い風化速度による二酸化炭素濃度のさらなる減少が食い止められていたことが示唆される。本論文では、二酸化炭素濃度が比較的低く、温暖な気候条件下で起こりうる負のフィードバックの1つについて調べた。このフィードバックは、地球上の植物の生産力と、それがケイ酸鉱物の分解に果たす役割に関係している。我々は、陸上の地球化学的炭素循環のシミュレーションと利用可能な実験記録を用いて、二酸化炭素の半飢餓状態とこの時期の地球温暖化が組み合わさって、活発な造山帯の高地領域での植生活動が厳しく制約されていたことを示す。これらの条件は、生物の活動で生じるケイ酸塩岩石の風化を減少させ、それによって影響の大きな長期的な二酸化炭素シンクを減少させた。我々のモデルの結果は半定量的で、気候に影響を与える可能性があるさまざまな生物化学的フィードバックをすべてとらえてはいないが、解析結果は、おそらく植物と気候と岩石圏の間の動的平衡が、過去2,400万年間の大気中二酸化炭素濃度の最小値を安定させていたことを示している。

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