人為的な温室効果ガスの排出により、大気中の二酸化炭素レベルが新たな高みに達しています。研究チームは現在、南極の氷床コアを使用して、二酸化炭素の増加速度が依然として自然の過程で起こり得る範囲内であるかどうかを調査した。今日の二酸化炭素の増加は、最後の氷河期の強くて短い二酸化炭素の増加よりも10倍速いことが判明しました。研究チームが判断したように、現在の成長率は過去5万年間で前例のないものである。同時に、このデータは、風、海洋、CO2 間の相互作用の新たな証拠も提供します。
最終氷河期には、地球の平均気温が数度低下し、北半球の大部分が厚い氷河で覆われました。しかし、数万年続いたこの寒冷期でも、気候の急激な変化が繰り返されました。これらのいわゆるハインリッヒ現象は、北大西洋における大規模な氷山の放出と、多くの場合短期間ではあるものの急速な温暖化を特徴としていました。同時に、これらの激動の期間中に、地球の大気中のメタンと二酸化炭素のレベルが短期間かつ突然増加しました。しかし、これらがどれほど深刻で、どのくらいの期間にわたって発生したかはこれまで不明でした。
過去5万年間で前例のないこと
これらの CO2 の急増についてさらに学び、それを今日の発展と関連付けるために、オレゴン州立大学のキャスリーン・ウェントとその同僚は、南極大陸の氷床コアを気候アーカイブとして使用しました。 「私たちは興味をそそられ、当時何が起こったのかをより詳しく理解するために、これらの時代に戻ってみたいと思いました」とウェント氏は言います。これを行うために、彼らは西南極氷床の中心から深さ3.2キロメートルの核の249の異なる層の同位体とガス含有量を分析した。これにより、研究チームは過去 5 万年間、特に氷河期の気候変動における大気ガスと気候の進化を理解することができました。
分析により、各氷河ハインリッヒ現象中に二酸化炭素レベルの急激な増加があったことが確認されました。これらの CO2 ジャンプのうち最大のものは、39,500 年前のハインリッヒ イベント 4 (HS4) 中に発生しました。研究チームは、わずか55年間で大気中のCO2レベルが14ppm増加したことを発見した。この上昇は、約 16,800 年前の最新のハインリッヒ イベント 1 のときとほぼ同じくらい強くて急速でした。濃度は 75 年間で 12 ppm 上昇しました。 「これらの CO2 増加率は、氷床コアのアーカイブ全体の中で最も速いです」とウェントと彼女の同僚は報告しています。 「しかし、それにもかかわらず、これらの自然現象は、現在の人為的CO2増加速度よりも依然として10倍遅いのです。」人類は現在、大気中の CO2 レベルを 14 ppm 増加させるのに約 5 ～ 6 年しかかかりません。
吹奏楽の変化が南極海に影響を与える
研究チームはまた、そのデータを使用して、氷河期中のCO2の急激な上昇の原因と、当時のハインリッヒ現象がどのような影響を及ぼしたかを判断することもできた。 「氷床コアは、ハインリッヒ現象1および4の急激なCO2ジャンプ中にC13炭素同位体が減少していることを明らかにしている」と研究者らは報告している。これは、地球規模の炭素循環のより深い変化を示唆しています。科学者らが追加の分析とモデルシミュレーションを使用して発見したように、ハインリッヒ現象の間に地球の風帯と気候帯に変化があった可能性があります。南半球の西風はさらに強まり、極方向に移動しました。 「これにより南極海の換気が増加し、深海からのCO2の急速な放出につながります」と研究チームは説明する。 「深層からのより暖かくてCO2が豊富な水塊の上昇は、熱とC13に乏しいCO2が南極海から大気中へ放出されることを説明します。
この結果は、今日の気候変動にも関連しています。測定データとモデルによると、現在の気候変動により再び偏西風が変化し、強くなっています。これは再び南極海からの温室効果ガスの放出増加につながる可能性がある。 「私たちは二酸化炭素排出量の一部を吸収するのに南極海に依存しています」とウェント氏は言います。 「しかし、南半球では風が急速に強まっており、その緩衝能力が弱まっています。」
出典: Kathleen Wendt (オレゴン州立大学、コーバリス) 他、
米国科学アカデミー紀要、 doi: 10.1073/pnas.2319652121
