新しい研究によると、地球温暖化の上昇が生物学的および海洋学的プロセスにより逆説的に極端な冷却を引き起こす可能性がある。科学者たちは、藻類のブルームと栄養循環が炭素を捕捉し、氷河期を誘発する方法をモデル化している。この超過は現在の気候努力を助ける可能性は低いものの、地球システムの複雑なダイナミクスを強調している。
地球の歴史の大部分において、ケイ酸塩岩のゆっくりとした風化は惑星の気候を規制する主なメカニズムとされてきた。雨水は大気から二酸化炭素を吸収し、岩石を溶かし、炭素とカルシウムを海洋に運び、そこで石灰岩のような長期的な堆積物を形成する。「惑星が温暖化すると、岩石の風化が速くなり、より多くのCO2を吸収し、地球が再び冷却することを可能にする」と、ブレーメン大学のMARUM - 海洋環境科学センターの研究者ドミニク・ヒュルセは説明する。
しかし、このプロセスだけでは、地球が極から極まで完全に凍結した時期を説明できない。Science誌に掲載された研究は、生物学的および海洋学的フィードバックループが重要な役割を果たすことを明らかにしている。気温が上昇し、大気中のCO2が増加すると、リンなどの栄養素が海に流れ込み、藻類のブルームを促進する。これらの藻類は光合成で炭素を吸収し、死ぬと海洋底に沈む。
温暖な条件下では、藻類の分解により酸素が枯渇し、リンが堆積物に埋没する代わりに再循環する。これによりフィードバックが強化される：より多くの栄養素がより多くの藻類を育て、それがより多くの酸素を消費し、追加の栄養素を放出して、大量の炭素を捕捉し、惑星を劇的に冷却する。ヒュルセと共著者のアンディ・リッジウェルは、これらの相互作用を組み込んだ先進的な地球システムモデルを開発した。「このより完全な地球システムモデルは、温暖化段階の後に気候を徐々に安定させるわけではなく、過剰補償して地球を初期温度をはるかに下回るまで冷却する可能性がある -- ただし、このプロセスは依然として数十万年かかる。研究のコンピュータモデルでは、これが氷河期を引き起こす可能性がある」とヒュルセは述べる。ケイ酸塩風化だけでは、このような極端な状況をシミュレートするのは不可能だった。
モデルによると、地球の遠い過去の低い大気酸素レベルがこれらのフィードバックを強化し、深刻な氷河期を引き起こした。現在、より高い酸素レベルは、人為的な温暖化による将来の冷却超過を緩和するだろう。「結局のところ、次の氷河期の始まりが5万、10万、または20万年先であっても、それほど重要か？」とリッジウェルは問う。「今は進行中の温暖化を制限することに集中する必要がある。地球が自然に冷却されるのは、私たちを助けるほど速く起こらない。」この研究は、MARUMのCluster of Excellenceの支援を受け、過去の気候回復における海洋の役割を強調している。