科学界、政府、人道組織、さらには軍事計画者の間でさえ、気候変動は今日の人類が直面している単一の最大の脅威であると考えられています。その結果、飢饉、病気、洪水、避難民、異常気象、カオスの増加の間に、地球を暖かくしている方法が悲惨な結果をもたらしていることは明らかです。
しかし、現在行われている危害が暴走効果をもたらし、大量絶滅につながる可能性のあるシナリオがいくつかあります。この可能性は、NASAと全米科学財団（NSF）の支援を得て、MITのダニエルロスマン教授が最近実施した研究で示されました。ロスマンによれば、私たちは地球の海で暴走効果を引き起こす可能性のある「炭素閾値」に違反する危険にさらされています。
地球物理学の教授であり、MITの地球地球惑星科学省のローレンツセンターの共同ディレクターであるロスマンは、私たちが直面している重大なしきい値について警告してきた過去数年を費やしています。 2017年に、彼は論文を 科学の進歩 これは、地球の海洋が2100年までに大量絶滅の引き金となるのに十分な二酸化炭素を保持する可能性があることを警告しています。
それ以来、Rothmanは、炭素循環が臨界しきい値を超えた後の炭素循環の応答方法を研究することにより、この予測を改善してきました。彼の新しい論文では、 全米科学アカデミーの議事録、ロスマンは、彼が開発した単純な数学モデルを使用して、地球の上層海洋の炭素循環と、このしきい値を超えたときの挙動を表しています。
このサイクルは、炭素が地球の大気中に放出され（主に火山活動により）、炭酸塩鉱物の形で地球のマントルに貯蔵されることで構成されています。私たちの海は「炭素シンク」としても機能し、大気中の炭素を空気から取り除き、それを炭酸に変換します。このサイクルにより、地球の温度と海の酸性度は長期にわたって安定しています。
大気中の二酸化炭素が海水に溶けると、海洋の炭酸イオン濃度を下げる効果もあります。それらが特定のしきい値を下回ると、炭酸カルシウムでできた殻が溶解し始め、保護のためにそれらに依存している生物の生存が困難になります。
これは2つの理由で有害です。一方で、それは海洋のライフサイクルの重要な部分が衰退し始めることを意味します。一方、貝殻は上層海洋から二酸化炭素を除去する上で重要な役割を果たします。これは、生物が殻を利用して海底に沈み、有害な有機炭素を運んでいる結果として発生します。
したがって、大気中の二酸化炭素の増加（および結果として生じる海洋の酸性化）は、石灰化する生物が少なくなり、除去される二酸化炭素が少なくなることを意味します。 RothmanがMIT Newsの最近のインタビューで説明したように、
「それは肯定的なフィードバックです。より多くの二酸化炭素はより多くの二酸化炭素につながります。数学的な観点からの問題は、そのようなフィードバックはシステムを不安定にするのに十分なのでしょうか？」
このプロセスは、地球の歴史の中で何度も発生しました。ロスマンが彼の研究で指摘したように、堆積層の研究から得られた証拠は、海洋の炭素貯蔵が過去5億4,000万年の間に数十回急速に変化（そしてその後回復）したことを示しています。これらのうち最も劇的なものは、地球の歴史における5つの大規模な大量絶滅のうちの4つとほぼ同時期に起こりました。
これらのケースのそれぞれで、ロスマンは、二酸化炭素の増加（漸進的であれ突然であれ）が最終的にしきい値を超え、化学的フィードバックを含む暴走カスケード効果をもたらすと結論付けています。これは、極端な海洋酸性化と元のトリガーの影響の増幅につながりました。
さらに、ロスマンのモデルの混乱の約半分では、炭素が増加する速度は、運動が開始された後は基本的に同じでした。過去の引き金は、火山活動の増加や他の自然現象が原因である可能性が最も高いのですが、これらは数万年の間に発生しました。今日、人類はCOを汲み上げています2 地質学の記録ではこれまでに聞いたことのない速度で大気中に放出されました。
これは、ロスマンの研究の主要な発見の1つであり、2 導入されたシステムが強打からノックアウトする上で主要な役割を果たす。炭素循環の穏やかな摂動は時間とともに横ばいになり、全体的な海洋の安定性に影響を及ぼさないが、COの急速な導入は2 問題を拡大する一連の肯定的なフィードバックにつながります。
今日、ロスマンは私たちが「興奮の絶壁」にあると主張し、それが発生した場合、結果のフィードバックと影響は過去の地球規模の大惨事に似ていると思われます。 「私たちが基準を超えたら、そこに到達する方法は重要ではないかもしれません」と彼は言った。 「あなたがそれを乗り越えると、あなたは地球がどのように機能するかを扱い、それはそれ自身の乗り物で行きます。」
プラス面として、彼の研究はまた、地球の海洋（現在の酸性化のレベルに基づく）が最終的には平衡に戻るが、数万年後にのみ戻ることを示しました。このパターンは地質学的記録、特に持続的な大規模な火山活動に関連すると考えられている少なくとも3つの大量の絶滅と一致しています。
言い換えれば、人為起源の炭素排出量が閾値を超えてそれを超えた場合、その影響は以前の大量絶滅と同じくらい深刻になる可能性があります。 「今日何が起こっているのかを考えると、物事がどのように終わるのかを知るのは難しい」とロスマン氏は語った。 「しかし、私たちはおそらく限界に近づいています。スパイクは約10,000年後に最大に達します。うまくいけば、解決策を見つけるための時間が得られるでしょう。」
すでに、科学界は人為的CO2 排出量は地球の環境に影響を与えています。これは数千年にわたって感じられる影響です。ただし、この研究は、これらの結果が以前に予想されたものよりもはるかに劇的であり、特定の時点を過ぎると元に戻せない可能性があることを示唆しています。他に何もない場合、Rothmanの研究は、まだ時間がある間に、ソリューションを今実装する必要性を強調しています。
