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3億400万年前の氷河期に、アルカリ性の湖に潜む古代微生物が温暖化を引き起こした可能性

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(著) (編集)

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 現在、我々は気候変動の真っ只中にいる。国連の気候変動に関する政府間パネル(IPCC)は、2021年、人間が地球の気候を温暖化させてきたことに「疑う余地がない」とする報告を公表している。

 だが地球の歴史を振り返れば、同じような気候変動が繰り返し起こってきている。人類が誕生する前の氷河期にも温暖化は起きているのだが、いったいそれは何によって引き起こされたのか?

 研究チームが、3億400万年前の古生代後期氷河期(カルー氷河時代)の最中にあった温暖化の謎を探った。

 すると、アルカリ性の湖に潜んでいる古代の微生物が大量にメタンを排出し、温暖化を押し進めた可能性が高いことがわかったという。

強力な温室効果ガス「メタン」を排出するアルカリ湖の微生物

 古生代後期氷河期(カルー氷河時代)は、石炭紀とペルム紀初期の間の3億6000万年前から2億6000万年前まで続いた。

 その最中、3億400万年前に温暖化が起きていたという。

 その謎を解明するため、中国、南京大学の研究チームは、中国北西部ジュンガル盆地にある水アルカリ性の湖に足を向けた。こうした湖からは大量のメタンが排出されているのだ。

 メタンは強力な温室効果ガスであり、同じ量なら二酸化炭素の28倍もの熱を大気中に閉じ込めておくことができる。

 アルカリ湖からメタンが排出されるのは、そこに潜む微生物がメタンを作り出しているからだ。世界全体のメタン排出量の大部分(74%)は、じつはこうした微生物が出すメタンで占められている。

 こうした微生物がどのようなときに繁殖しやすいのか、それを知ることは温暖化の今後を予測し、対策を考案するうえでも重要なことだ。

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photo by iStock

アルカリ湖から2.1ギガトンのメタン

 その湖底から3億400万年前のサンプルを集めて化学分析したところ、ある重要な事実が判明したという。

 それは低硫酸化された酸素のない環境でよく育つ「好アルカリ性のメタン生成古細菌」が大量のメタンを排出していたということだ。

 こうしたメタン生成古細菌は、メタンを生産することで生きるために必要なエネルギーを得ている。

 作られたメタンは空気中に放たれるのだが、今回の研究によると、この時代においては、2.1ギガトンものメタンを排出していた可能性があるという。

 古生代後期氷河期において大気中のメタンがピークに達したのは3億400万年前のことだが、その背後には世界中のアルカリ湖から排出されたメタンがあったのかもしれない。

 中国北西部から排出されるメタンだけでも、109ギガトン(二酸化炭素7521ギガトンに相当)を超えていたと推定されている。

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photo by iStock

火山からの二酸化炭素が引き金に

 もう1つ重要なのは、こうした微生物の活動を活発にさせていたのが、火山活動からの二酸化炭素かもしれない点だ。

 火山活動などによって排出された二酸化炭素が、湖の中で「無機炭素」(重炭酸イオンや炭酸イオン)に変わり、これが湖のアルカリ度を高める。

 すると好アルカリ性微生物が活発になって、より多くのメタンを排出するようになるのだ。

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アルカリ湖に潜む微生物はエネルギーを得るためにメタンを作り出す。火山からの二酸化炭素が湖のアルカリ度を高めることで、その活動はより活発になる / image credit:Xia et al, 2023

 このことは、こうした微生物の活動を抑えることができれば、温暖化を防ぐことにつながるということだ。

 たとえば湖のpHを変える、特定の粘土などで湖底を変えるといった方法が指摘されている。

 ただし、いずれの方法も課題を抱えている。どのやり方でも環境にそれなりの影響があることは間違いないし、世界中のアルカリ湖を特定すること自体が大変なことだからだ。

 この研究の『Geology』(2023年7月27日付)に掲載された。

References:Effects on global warming by microbial methanogenesis in alkaline lakes during the Late Paleozoic Ice Age (LPIA) | Geology | GeoScienceWorld / Ancient lake microbes caused global warming during ice age / written by hiroching / edited by / parumo

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この記事へのコメント 19件

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  1. 不勉強で恐縮です。誰か教えてください
    今現在の技術で大気中海中の炭素を固定化出来ないんですか?
    ドライアイスを作りまくるとかメタンガスを集めて液化するとか

    • +1
    1. >>1
      単純に、再固定するのに必要なエネルギー > 燃やして得たエネルギー。だからです。

      • +3
      1. >>4
        ありがとうございます
        やっぱり不経済なんですね

        • +2
    2. >>1
      排ガス中のCO2を物理的・化学的に吸収して
      大気中へ出さないようにする技術は一応ある。
      効率性など課題も多いから普及してるとは言えないけど。

      既に大気中にあるCO2を吸収するなら一番手っ取り早いのは
      植物に光合成で吸収してもらうことだろうね。
      砂漠など植生が乏しい地域に森林を作ることができれば
      それだけ多くのCO2を貯蔵することができる。

      • +6
      1. >>6
        アンサーありがとう
        緑地を開発する時は植樹を課するなどの規制が必要かも、です

        • 評価
    3. >>1
      やろうと思えばできると思います。火力を使わず水力や原発、再エネを使えば、排出量より多くの二酸化炭素を固定できます。

      ただ固定した二酸化炭素をどこに貯蔵するのか、短期的にはほとんど利益を生まないこの事業にどこが資金を出すのか、どれぐらい固定すれば意味があるのか、という問題がありますね。

      解決のためには固定した二酸化炭素の使い道の開発が必要ですね。これが大きな利益を生むようになれば、二酸化炭素は大きな資源になります。

      • +3
      1. >>9
        お返事ありがとう、為になります
        方法はあるけど経済や政治になっちゃうんですね・・・
        それも人間の営みだと思うとやりきれないです

        • 評価
    4. >>1
      陸上では >>6 のおっしゃるように植物がよさそうですね。海水中だとサンゴ+褐藻あたりで造礁サンゴとして固定化できるようになると良いかも。
      技術的には生物を使わないでもできますが、金がかかるわけで、そうなると政治でそう仕向けないとならないくらい儲からないわけ。
      私の疑問は二酸化炭素よりも温暖化係数(いわゆる二酸化炭素比で何倍の温暖化効果があるか)が大きくて最大量を占める水蒸気について誰も何も言わないところですね。温暖化効果の9割以上を占めるハズの水蒸気を百万分の410程度の二酸化炭素濃度(1立方メートル中 0.82g )に対し、水蒸気は1立方メートル中20℃で湿度100%で17.2gと21倍、湿度50%で10倍も温暖化ガスとして存在するのにどうして誰も何も言わないのでしょうね。わたし気になります😊

      • +1
      1. >>17
        現在の地球の温室効果全体に対する水蒸気の寄与度は
        5割くらい。CO2は2割くらいだとされてる。

        水蒸気について特段の対策がされてないのは
        ・大気中の水蒸気を除去するのが難しいこと
        ・除去できたらできたで旱魃など気象上のリスクが大きいこと
        ・除去してもその分海などから供給されるので意味が無いこと
        などだと思うよ。

        大気中の水蒸気量は気温に左右されるので
        別の要因によって気温が上がると応答的に増える。
        なのでその「別の要因」を解決せずに水蒸気だけ除去してても
        エネルギーが無駄にかかるだけで何も改善しない。
        現在の温暖化についてはその「別の要因」が
        CO2等の他の温室効果ガスだという事だね。

        • +1
  2. 今から3億400万年後の知的生命体
    「地球温暖化は猿から進化した生物によって引き起こされた」

    • -7
    1. >>7
      そこですよね。大量に放たれたメタンはどうやって大気から取り除かれたのか?

      • +1
      1. >>10
        メタンは大気中の水酸基等と反応して分解されるから
        放出が止まれば何もしなくても勝手に減っていくよ。

        • +6
  3. 流石にそこに擦り付けるのは難しいかなぁ

    • +1
  4. 氷河期が起きた切っ掛けが分かれば少しは冷やせる?
    大山脈を造るのは流石に無理として

    • +1
  5. 地球温暖化は自然なものであると証明されたな
    QED

    • -2
    1. >>13
      自然に起こる温暖化もあれば
      人為的に起こる温暖化もあるってことだね。
      現在起きてる温暖化は後者という話。

      • +1
  6. 「自分が楽できそうな情報」に日和らないで、現実を受け入れて対策をすべきなんだよね

    • 評価
  7. ほほ~~~
    昔・・・アルカリ性の湖に潜んでいる古代の微生物が大量にメタンを排出!
    現代・・・地上の人間という生物の残骸が温暖化を進めています!

    • 評価

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