これまでのところ、それは世界の炭素収支の削減要因であると考えられています。しかし今回の研究では、地球規模の岩石の風化によって、鉱物に結合しているのと同じ量の二酸化炭素が放出される可能性があることが示されています。したがって、かなりの量の温室効果ガスが、侵食材料中の結合炭素の酸化によって形成されると考えられる。研究者らは、これまで無視されてきた岩石の風化による二酸化炭素放出の寄与を今後は気候モデリングに含めるべきだと述べている。
古代以来、地球の炭素循環は、CO₂ を大気中に放出する自然プロセスと温室効果ガスを捕捉する自然プロセスによって特徴付けられてきました。しかしその後、人間は大量の二酸化炭素を放出することでこのシステムに干渉し、それによって気候変動を引き起こしました。さらなる開発と二酸化炭素排出量をより適切に評価するには、炭素循環においてどのような自然プロセスが作用しているのかについての詳細な知識が現在必要です。
これまでのところ、地球規模の岩石の風化が CO₂ 吸収源として記録されています。侵食中に放出されたケイ酸塩が沈殿と相まって、大気からのガスの結合を引き起こすことは長い間知られていました。化学プロセスにより炭酸塩が形成され、長期にわたる炭素の堆積につながる可能性があります。
古代の炭素を含む岩が見える
しかし、逆方向に作用するプロセスについてはあまり注目されていません。一部の岩石には酸化されやすい炭素が含まれており、風化すると大気中の酸素と反応して CO₂ が放出される可能性があります。それは何百万年も前に生きていた生物から得られた化石物質です。それらの炭素を豊富に含むバイオマスは当時堆積し、岩石と一体化し、現在では山の褶曲などの地質学的プロセスを通じて再び空気にさらされています。オックスフォード大学のジェシー・ゾンダーヴァン率いる研究チームは現在、このプロセスの重要性を世界的に評価するという任務に専念しています。
科学者らは指標として、水中の元素レニウムのレベルの試験結果を使用した。彼らの説明によると、レニウムは通常、岩石中の有機炭素が酸素と反応するときに水中に放出されるため、トレーサー元素として機能する可能性があります。地質学的つながりが知られているいくつかの河川水の分析結果により、研究チームは炭素を含む岩石の風化時の二酸化炭素放出量を定量化することができました。結果を地球規模に投影するために、研究者らは世界のさまざまな地域の岩石中の有機炭素レベルに関するデータを使用しました。彼らの計算には、これらの地層が風化プロセスにどの程度さらされているかに関する情報も含まれていました。
CO₂ の重要な天然源
研究者らが報告しているように、その結果は古代の炭素の酸化が驚くほど重要であることを明らかにしました。計算では、地表近くの岩石から年間 68 メガトンの CO₂ が放出されることが示されました。ケイ酸塩風化による CO2 結合の既知の推定値と比較すると、これは、放出量が地球規模での結合量に相当するか、それを超えていることを意味します。詳細に示したように、ヒマラヤ山脈、ロッキー山脈、アンデス山脈など、隆起率の高い特定の山脈は、CO₂ 放出の主要なホットスポットを形成しています。
「これは、化石燃料の燃焼による今日の CO₂ 排出量よりも 100 分の 1 少ないですが、世界中の火山から放出される CO₂ 量とほぼ同じです。 「これは、それが地球の自然な炭素循環において重要な役割を果たしているということです」と、共著者であるオックスフォード大学のロバート・ヒルトンは言う。ゾンダーバン氏はさらに、「人間の排出量に比べれば排出量は少ないように見えますが、これらの自然流入についての理解が深まったことで、炭素収支をより正確に予測できるようになりました。」と付け加えています。
科学者たちは今後も研究を続けるつもりだ。さらなる研究では、気候変動がプロセスにどのような影響を与える可能性があるかという問題を調査したいと考えている。岩石の温暖化が進むと、炭素の酸化によって CO₂ の寄与が増加する可能性があります。
出典: オックスフォード大学、専門記事: Nature、doi: 10.1038/s41586-023-06581-9
