南極海が二酸化炭素を排出する仕組み

わ南極のことを考えるとき、人は見渡す限り広がる、まばゆいばかりの白、氷、雪の広大な風景を想像します。 しかし、南極を本当に考えることは、その水を考慮することと同じです。

南極大陸を取り囲む南極海は、海が息を吹き出す場所です。 それは、深海の水が表面に上昇し、一種の抱擁のように大気と混ざり合い、その後深海に沈む主な場所です。 この交換の過程で、南極海は大気から炭素を消費するとともに、地球最大の天然炭素吸収源である深海に蓄えられた膨大な量の炭素の一部を放出します。 したがって、南極海は海洋と大気の間の地球規模の炭素交換を制御しており、これは世界の二酸化炭素レベルを調整するために不可欠です。 しかし、気候変動によってこの力関係が変化する可能性があります。

私たちは、南極と南極海に関する研究で賞を受賞したラトガース大学の海洋生物地球化学者および古海洋学者であるエリザベス・L・サイクス氏に、南極海が炭素規制にとってなぜそれほど重要なのか、そして地球規模の気候変動がその役割にどのような影響を与えているのかについて話を聞きました。

南極海は炭素吸収源としてどのように機能するのでしょうか?

それは発生源でもあり、吸収源でもある。表層の海洋植物プランクトンはCOを吸収する。₂光合成によって炭素を生産します。そして死ぬと、その死骸は海の底に沈み、他の誰かがそれを食べます。そして、大気から吸収され、有機物となって沈んだ炭素は、COとして深海に放出されます。₂. COが₂ 深海に隔離されます。このプロセスは生物ポンプと呼ばれます。

これが海がCOを隔離できる理由の第一歩です₂。 2番目のステップは、それが再び出てくる理由のようなものです。

それはどうして起こるのでしょうか?

海洋には風による表層循環とは異なる深層循環が存在します。 この深層循環を熱塩循環といいます。 この深海が形成される主な場所は北大西洋です。

メキシコ湾流は北大西洋に非常に暖かく塩分を多く含んだ水を送ります。塩分によってすでに濃度が高まっている塩水を冷やすと、 本当に 冷たくて非常に密度が高いので、北大西洋の深層水は海の底を巡ります。この深層水は海の他の部分から切り離されて移動しており、生物ポンプが有機物を投入してCOに変化します。₂。 つまり、今、CO をすべて蓄積していることになります。₂ 深海の中で。

それは風と密度に関するものです。

では、その炭素はどのようにして大気中に戻るのでしょうか?

南極海は、この深層水が実際に大気中に露出する場所です。 それは風に関するものであり、密度に関するものです。

このCOの蓄積₂ それは生物学的ポンプを通じて発生し、この深いコンベアベルト循環が解放されます。 風が強く、二酸化炭素とともに水が露出するため、そのすべてではありませんが、その大部分が南極で交換されます。₂ 負荷。

南極海のこうした力学は、実際にCO₂ 大気中に存在するものです。どれだけ放出されるかは、南極海の生産性によって決まります。南極海の生物ポンプが機能していれば、再び大気中に閉じ込められます。そして、南極海の生物ポンプがあまり効率的でなければ、いくらかは再び大気中に放出される可能性があります。

沈む量と放出される量は何によって決まりますか?

それは風と波の相互作用に依存します。したがって、風と湧昇が最適な状態にあるとき、CO₂ 放出されます。しかし、風がこの水が湧き上がる場所とうまく一致していないと、炭素はあまり放出されません。炭素は再び下に沈んでいきます。

それは南極海に大きく依存しているようです。 どれくらい安定していますか?

南極海について次に重要なことは、その北の境界は大陸ではなく、風によって方向付けられるということです。基本的に、南半球の周りには南偏西風と呼ばれる風の帯があります。そして、その風の位置は大気の温度によって決まります。そのため、寒いときは、南偏西風の帯が北に移動し、前線も北に移動し、南極海が拡大します。そして暑いときは、その熱が風を南に押し下げ、南極大陸に近づけ、南極海が縮小します。これは非常にダイナミックな現象です。

南極海を巡るエネルギー量は同じで、それを縮小すると、つまり同じエネルギーで面積が小さくなると、海流は回転し始めます。そのため、地球が温暖化し、南西風が縮小すると、南極海を吹き抜ける風が強くなり、より多くのCOが吹き抜けるという予測もあります。₂ 海から大気圏へ。 そしてそれが正のフィードバックループを生み出し、COが発生します。₂ さらに早く上がります。

これらすべてが相互に関連しているというのは少し怖いです。

気候科学に携わっていると そして 海洋学者、良いニュースはありません。 しかし、私たちは良いニュースが欲しいからこのビジネスに参入しているわけではありません。 私たちは真実を求めています。

先頭写真：リズ・グリーン

• リズ・グリーン

  2024年5月22日掲載

  リズ・グリーンは、 オウムガイ。

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