大規模気候変動を誘発する炭素を蓄積する永久凍土層

ブリガムヤング大学の研究チームが、海中永久凍土気候について調査しました。北極圏の炭素貯蔵量、温室効果ガス放出、などの推定値を発表しました。

In the far north, the swelling Arctic Ocean inundated vast swaths of coastal tundra and steppe ecosystems. Though the ocean water was only a few degrees above freezing, it started to thaw the permafrost beneath it, exposing billions of tons of organic matter to microbial breakdown. The decomposing organic matter began producing CO2 and CH4, two of the most important greenhouse gases.

参照元：https://ioppublishing.org/news/a-groggy-climate-giant/
– IOPパブリッシング IOP Publishing. 22 Dec 2020 –

極北では、膨張する北極海が沿岸のツンドラと草原の生態系の広大な帯に氾濫しました。

海水は氷点下わずか数度でしたが、その下の永久凍土層が溶け始め、数十億トンの有機物が微生物の分解にさらされました。

最も重要な温室効果ガスの2つであるCO2とCH4を生成し始めました。

研究者は何十年にもわたって海中永久凍土の劣化を研究してきましたが、測定値の収集と国際的および学問分野でのデータ共有の難しさにより、炭素量と放出速度の全体的な推定が妨げられてきました。

博士号が主導する新しい研究 ブリガムヤング大学（BYU）の候補者SaraSayedi氏と主任研究員のDr.Ben Abbott氏が、IOPPublishingジャーナルEnvironmentalResearch Lettersに掲載され、海中永久凍土気候フィードバックに光を当て、北極圏の炭素貯蔵量、温室効果ガス放出、および可能性の最初の推定値を生成します。

Sayedi氏と25人の永久凍土研究者の国際チームは、米国国立科学財団によってサポートされている永久凍土炭素ネットワーク（PCN）の調整の下で働きました。

研究者たちは、公表された研究と公表されていない研究の結果を組み合わせて、過去と現在の海底炭素蓄積量と、それが今後3世紀にわたって生成する可能性のある温室効果ガスの量を推定しました。

複数の独立したもっともらしい値を組み合わせた専門家評価と呼ばれる方法論を使用して、研究者は海底永久凍土地域が現在600億トンのメタンをトラップし、堆積物と土壌に5600億トンの有機炭素を含んでいると推定しました。

参考までに、産業革命以来、人間は合計約5,000億トンの炭素を大気中に放出しています。

これにより、海中の永久凍土層の炭素蓄積は、気候変動に対する潜在的な巨大な生態系フィードバックになります。

Sayedi氏は話します。

「海中永久凍土層は、1万年以上前からの劇的な気候変動に依然として対応しているため、非常にユニークです。ある意味で、人間の活動のために今日解凍されている永久凍土の可能な反応を垣間見ることができます。」

Sayedi氏のチームの推定によると、海中の永久凍土層はすでにかなりの量の温室効果ガスを放出しています。

ただし、このリリースは、現在の人間の活動ではなく、主に古代の気候変動によるものです。

彼らは、海中の永久凍土層が毎年約1億4000万トンのCO2と530万トンのCH4を大気に放出すると推定しています。

これは、スペインの全体的な温室効果ガス排出量と大きさが似ています。

研究者たちは、人為的な気候変動が続くと、海中永久凍土からのCH4とCO2の放出が大幅に増加する可能性があることを発見しました。

ただし、この応答は、突然ではなく、今後3世紀にわたって発生すると予想されます。

研究者たちは、海中永久凍土からの将来の温室効果ガス放出量は、将来の人間の排出量に直接依存すると推定しました。

彼らは、通常のビジネスシナリオでは、海中永久凍土層を暖めると、人間の排出量を減らして2°C未満に保つ場合と比較して、4倍多くのCO2とCH4を放出することを発見しました。

Sayedi氏は説明します。

「これらの結果は、かなりの、しかし遅い気候フィードバックを示しているので重要です。この地域のいくつかの報道は、人間の排出がメタンハイドレートの壊滅的な放出を引き起こす可能性があることを示唆していますが、私たちの研究は何十年にもわたって徐々に増加することを示唆しています。」

この気候フィードバックが比較的緩やかであっても、研究者たちは、海中永久凍土が現在の気候協定や温室効果ガス目標に含まれていないことを指摘しています。

Sayedi氏は、海中永久凍土についてはまだ多くの不確実性があり、追加の研究が必要であることを強調しました。

Sayedi氏は説明します。

「海中の永久凍土が将来の気候にとってどれほど重要であるかと比較して、私たちはこの生態系について驚くほどほとんど知りません。より多くの堆積物と土壌のサンプル、および温室効果ガスの放出が現在の温暖化にいつ反応するか、そしてこの巨大な炭素プールが凍った眠りからどれだけ早く目覚めるかを検出するためのより良い監視ネットワークが必要です。」

重要な科学的ポイントの要約：

• 海底永久凍土層は、最終氷期の終わり（約14、000年前）に海が氾濫し始めて以来、解凍されています。
• 25人の永久凍土研究者からなる国際チームは、海底永久凍土地域が現在、堆積物と土壌に600億トンのメタンと5600億トンの有機炭素を閉じ込めていると推定しています。ただし、これらの炭素貯蔵量の正確な量は非常に不確実なままです。
• この炭素はすでに海中永久凍土地域から放出されていますが、これが退氷に対する自然な反応なのか、それとも人為的温暖化が温室効果ガスの生成と放出を加速しているのかは不明です。
• 研究者らは現在、それを推定する、海底永久凍土領域リリースCOの約1.4億トン2及びCHの530万トン4雰囲気に毎年。これは、人為的な温室効果ガスの総排出量のごく一部であり、スペインの温室効果ガス排出量とほぼ同じです。
• 専門家は、突然の放出ではなく、今後300年間で海底永久凍土からの排出量が徐々に増加すると予測しています。
• 温室効果ガスの増加量は、人間の排出量がどれだけ削減されるかによって異なります。専門家は、緩和なしのシナリオと比較して、人間が積極的に排出量を削減すれば、海中の余分な排出量の約3/4を回避できると推定しています。
• この気候フィードバックは、気候政策の議論にはまだ事実上​​存在せず、このシステムの将来をより正確に予測するには、より多くの現地観測が必要です。