強化された化学風化：気候危機の解決策?

2023 年 8 月 29 日

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ペトラ・ギーゲリッヒ著、ヨハネス・グーテンベルク大学マインツ

砕石を耕作可能な土壌と混合すると、地球の気温が下がる可能性があるでしょうか? マインツ大学の研究者たちは、答えを見つけるために、4,000万年前と5,600万年前の地球温暖化現象を研究しました。 彼らの研究論文は最近、Nature Geoscience に掲載されました。

地球はますます暑くなり、その影響がこの夏世界中で明らかになりました。 地質学的歴史を振り返ると、地球温暖化現象は珍しいことではありません。約 5,600 万年前の暁新世から始新世の熱極大期 (PETM) として知られる期間に、気温は平均 5 ～ 8°C 上昇しました。 この発展は、火山活動の増加とそれに伴う大量の二酸化炭素の大気中への放出に関連している可能性が最も高いです。 高温は約 20 万年間続きました。

2021年に遡ると、ヨハネス・グーテンベルク大学マインツ（JGU）のフィリップ・ポッゲ・フォン・ストランドマン教授は、PETM温暖化後に最終的に地球規模の寒冷化と気候回復につながる影響をすでに調査していた。 つまり、雨水が大気中の二酸化炭素と結合して炭酸が生成され、岩石の風化が促進され、カルシウムとマグネシウムが放出されたのです。

その後、川はカルシウム、マグネシウム、炭酸を海に運び、そこでカルシウム、マグネシウム、そして二酸化炭素が一緒になって不溶性の石灰岩を形成しました。

「言い換えれば、気候を制御するのに役立つフィードバック効果がある。高温は化学岩石の風化プロセスを促進し、大気中の二酸化炭素のレベルを減らし、気候の回復を可能にする」とポッゲ・フォン・ストランドマン氏は述べた。

PETM の 1,600 万年後、始新世中期気候最適期 (MECO) の間に、気候温暖化が再び起こりました。 火山活動により、PETM 時とほぼ同量の二酸化炭素が大気中に放出されましたが、気候が安定するまでにははるかに長い時間がかかりました。 温暖化の影響は、PETM の 2 倍である 40 万年という膨大な期間にわたって続きました。 なぜあの時期の回復がこれほどまでに遅かったのでしょうか?

答えを求めて、ポッゲ・フォン・ストランドマンと筆頭著者アレックス・クラウスを含む共著者らは、4000万年前の海洋炭酸塩と粘土鉱物の分析を開始し、その結果を5600万年前の同様の例の結果と比較した。 。

「PETMのときと同じように、MECOでも風化と浸食が激化しました。しかし、4,000万年前の地球の表面には、露出した岩石ははるかに少なくなっていました。その代わりに、地球は広範囲にわたって地球規模の熱帯雨林で覆われており、その土壌はその土壌でした。大部分は粘土鉱物で構成されています」と研究者は説明しました。

岩とは対照的に、粘土は風化しません。 実際、それは風化の産物です。 「そのため、高温にもかかわらず、粘土質の土壌が広範囲に広がっていたため、岩石の風化が効果的に妨げられました。これは土壌シールドとして知られるプロセスです」と地球科学者は述べた。

この知識を今日の世界でどのように活用できるでしょうか? 「私たちは古気候を研究して、現在の気候にプラスの影響を与えることができるかどうか、そしてどのように影響を与えることができるかを判断しています。選択肢の1つは、岩石の化学的風化を促進することかもしれません。これを達成するために、細かく砕いた岩石を畑に鋤き込むことができます」とポッゲ・フォン・ストランドマン氏は語った。 岩石の細かい粒子は急速に侵食され、その結果、大気中の二酸化炭素が結合し、気候の回復が可能になります。