Research press release

極度の寒冷化を妨ぐフィードバックシステム

Nature Geoscience

Feedback system ensures winter is NOT coming

過去80万年間にわたり、同定されていない制御メカニズムによって大気中のCO2濃度が極端な寒冷化の引き金となるレベル以下になることが妨げられてきたという報告が、今週のオンライン版に掲載される。また、今回の研究では、上記メカニズムが生物圏を含んでいる可能性についても示唆された。CO2濃度が低い場合、植物とプランクトンは成長と炭素摂取で競合するためだ。

大気中のCO2濃度は、氷期と間氷期の間に最大100ppmv(体積百万分率)変化している。この変動の背後にある正確な過程はよく分かっていないが、植物と海洋プランクトンによる炭素摂取の変化と、その後の炭素の土壌と深海への輸送は重要な役割を果たしていると考えられている。

Eric GalbraithとSarah Egglestonは、(氷コア中に記録された)大気中のCO2濃度は過去80万年間にほとんどの期間で190ppmv以上の近辺で推移しているが、それ以下になったことはほとんど無いことを見つけた。従って、彼らは1つかそれ以上のフィードバックがCO2濃度をこのレベルで安定させ、暴走的な寒冷化を妨げていると論じている。彼らは、生物が生息可能な温度を維持しているこういったフィードバックの少なくとも1つが生物圏であると示唆している。極端に低いCO2レベルでは植物や植物プランクトンの光合成は限定されるので、これらの生物の成長が抑制されると、大気から土壌や深海へ輸送される炭素の量が減少し、CO2濃度がそれ以上減少することを妨げ、極端な寒冷化が起きることを妨げるからである。

Over the past 800,000 years, an unidentified regulatory mechanism has prevented atmospheric CO2 concentrations from falling below a level that would trigger extreme cooling, reports a study published online in Nature Geoscience this week. The study suggests the mechanism may involve the biosphere, as plants and plankton struggle to grow and take up carbon under low CO2 levels.

Atmospheric CO2 concentrations vary by up to 100 ppmv (parts per million by volume) between glacial and interglacial periods. The exact processes behind this variation are unclear, but changes in the uptake of carbon by plants and ocean plankton, and the subsequent transfer of that carbon to soils and the deep ocean are thought to play an important role.

Eric Galbraith and Sarah Eggleston found that atmospheric CO2 concentrations - as recorded in ice cores - hovered near 190 ppmv during much of the past 800,000 years, but very rarely fell any lower. They therefore argue that one or more feedbacks must stabilize CO2 concentrations at this level, preventing runaway cooling. They suggest that it is the biosphere that maintains habitable temperatures - at very low CO2 levels, plant and phytoplankton photosynthesis is limited. The restriction of the growth of these organisms decreases the amount of carbon transferred from the atmosphere to soils and the deep ocean, and thus prevents CO2 concentrations from falling further, preventing extreme cooling.

doi: 10.1038/ngeo2914

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