地球科学：地球のテクトニック炭素コンベヤーベルトの進化

海洋下の深部には、プレートテクトニクスによって進む炭素のコンベヤーベルトが隠されている。このコンベヤーベルトの現代における役割に関する我々の理解は直接観測によって裏付けられているが、その時間経過に伴う変動はあまり定量化されていなかった。本論文で我々は、海洋プレートの炭素リザーバーを再構築するとともに、熱力学的モデルを用いて、沈み込んだ炭素の運命を追跡した。2億5000万〜6600万年前の中生代には、プレートテクトニクス過程が、気候変動を駆動する極めて重要な役割を果たしていた。三畳紀/ジュラ紀境界の寒冷化が固体地球の脱ガスの減少と相関しているのに対し、白亜紀の温室条件は、高速のプレートテクトニクスによって駆動された脱ガスの倍増と関連付けることができる。そして、これに伴う大陸下マントルへの「炭素沈み込みの過剰」が、北米のダイヤモンド生成を誘発した可能性がある。新生代には、大陸の衝突によって海底の拡大速度が低下し、これによってテクトニクスに駆動される脱ガスが減少するとともに、深海の炭酸塩堆積物が地球最大の炭素シンクとして出現した。火山弧の下にあるこのリザーバーの沈み込みと脱揮発は、新生代の炭素脱ガスの増大につながり、2000万年前には大洋中央海嶺をしのいで主要な炭素放出源となった。新生代の寒冷期における固体地球の炭素放出の増大には、大気中の二酸化炭素を減少させるための大陸からのケイ酸塩の風化フラックスの増大が必要で、これにより、これまでの考え方に疑問が投げ掛けられるとともに、将来の炭素循環モデルに対する境界条件が得られた。

目次へ戻る