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気候科学:大気中のCO2濃度の変化が前期新生代の気候の主要な駆動力であった

Nature 533, 7603 doi: 10.1038/nature17423

約5100万~5300万年前に起こった前期始新世の気候最適期(EECO)は、過去6500万年間で最も温暖な期間であり、地表の年平均気温は産業革命以前よりも10°C以上高かった。その後、始新世の中期から後期において、特に高緯度域で地球が寒冷化した結果、前期漸新世(約3360万年前)に南極大陸で大陸氷床が発達した。しかし、既存の見積もりでは、始新世の大気中の二酸化炭素(CO2)濃度は500~3000 ppmであり、厳しく絞り込まれていないため、この時期の炭素と気候の相互作用はまだよく分かっていない。今回我々は、タンザニア掘削計画で採取された保存状態の良い浮遊性有孔虫のホウ素同位体(δ11B)組成を用いて、近年進展した解析方法と方法論で、忠実度の高い新たなCO2濃度の記録を作成し、これまでの見積もりを見直した。種レベルの不確かさのために絶対値を絞り込むのは難しいが、EECOにおけるCO2濃度は約1400 ppmであった。始新世を通したCO2濃度の相対的な減少はより確実に絞り込まれて約50%であり、漸新世にかけてさらに減少した。始新世における所与の気候強制力による海面水温の変化の緯度依存性が、後期第四紀と類似していると仮定すると、このCO2の減少は、始新世を通して起こった十分な裏付けのある高緯度域と低緯度域の寒冷化を生じさせるのに十分であった。炭素循環に関連するもの以外の既知の全てのゆっくりとしたフィードバックの作用によって生じた産業革命以前と始新世との間の全球気温の変化を除くと、EECOと後期始新世の産業革命以前と比べた平衡気候感度は、CO2が倍増するごとに2.1~4.6°C(66%信頼区間)であり、公式に認められている範囲(1.5~4.5°C)と類似している。このことは、前期始新世の地球大気の暖かさの大半がCO2濃度の上昇によって生じたものであり、気候感度はこの期間を通して比較的一定であったことを示している。

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