소 빙하기 시대에 탄소 저장량이 증가한 이유

소 빙하기 시대에 탄소 저장량이 증가한 이유

소 빙하기 시대의 대기 중 이산화탄소 수준의 하락은 뉴 월드 개척자들이 이전에 생각한 것처럼 미국 원주민 농업을 통해 물결을 자르지 않아서가 아니 었습니다.

대신, 우리의 새로운 분석 남극의 빙하 코어에 포함 된 기후 기록은 1500에서 1750까지의 추운 기간 동안의 대기 중 이산화탄소 수준의 감소가 식물에 의한 순 탄소 (C) 흡수 증가에 기인한다는 것을 시사한다.

이는 곧 식물이 더 많은 탄소를 흡수하여 떨어지는 기온에 반응하면 더 많은 양의 탄소를 대기로 방출함으로써 현재의 CO2 상승 수준에 반응 할 가능성이 있음을 시사합니다.

역사적인 분위기

대기 CO2 농도는 2000 년 전부터 산업 혁명이 시작될 때까지 상당히 안정적이었습니다. 극적으로 오른다.. 그러나 소 빙하기 (LIA)에서 보였던 것과 같이 상대적으로 작은 변화가있었습니다.

이산화탄소는 자연적으로 대기, 육지 및 해양 사이를 순환합니다. 육상에서는 식물 광합성에 의해 대기에서 제거되고 식물 재료가 분해되면서 되돌아옵니다. 일반적으로 이러한 공정은 균형을 이루지 만 이러한 공정 중 하나의 공정 속도가 바뀌면 대기 CO 2 수준이 새로운 평형으로 바뀔 수 있습니다.

분해가 따뜻해지면 분해 속도가 빨라지거나 균형이 바뀌어 분위기에 더 많은 이산화탄소가 남고 기후가 계속 더 따뜻해지면서 긍정적 인 반응을 보일 것입니다.

LIA는 신세계의 유럽 식민지 개척의 시작과 일치했다. 유럽의 질병은 미주 지역의 인구를 황폐화 시켰습니다. 하나의 이론 이것이 원주민 농업의 감소로 이어지며 숲이 다시 자라서 대기로부터 상당한 양의 이산화탄소를 흡수하게했다. 이것은 세계에 대한 인간의 영향에 대한 최초의 지질 학적으로 인식 가능한 서명으로서, 따라서 Anthropocene epoch의 시작으로 제안되어왔다.

사실이게 사실입니까? 우리 연구는 CO2 농도의 LIA 변화가 육상 식물의 행동 차이에 기인한다는 것을 상대적으로 확신 할 수 있기 때문에, 우리의 결과는 변화가 인간 중심의 변화가 아닌 변화하는 기후에 대한 반응이라고 제안했다. 식물 덮개에.

단서 찾기

우리는 어떻게 말할 수 있습니까? 우리는 광합성 식물에 의해 선호되는 동위 원소 탄소 -12를 함유 한 이산화탄소에서 LIA 동안의 대기가 더 낮기 때문에이 과정이 육상 식물과 관련되어 있음을 알고있다.

그러나 그 변화가 초목 표지의 변화 또는 기후 되먹임의 변화 때문인지 어떻게 알 수 있습니까? 그 대답에 우리는 또 다른 가스 인 carbonyl sulfide (COS)를 보았습니다. carbonyl sulfide (COS)는 또한 이산화탄소와 함께 기포에 갇혀 있습니다. 이 분자는 산소 원자 중 하나가 황으로 대체 된 것을 제외하고는 거의 같은 구조를 가지고 있습니다.

이것은 식물을 속일만큼 충분히 가깝습니다. 식물은 광합성 중에 걸립니다. 그러나 CO2와 달리 COS는 식물 재료가 분해 될 때 방출되지 않으므로 광합성의 증가는 대기 COS의 감소로 이어진다.

이것은 "초기 Anthropocene"가설이 시험할만한 결과를 가져 왔다는 것을 의미한다. 그것은 빙하 코어 내에서 COS 농도의 관측 가능한 감소로 이끌었 음에 틀림 없다. 그러나 빙하 코어 기록을 살펴보면 증가가 있음을 알았습니다. 이것은 LIA에서 광합성이 실제로 감소했음을 의미합니다. 그 차이가 산림 재성장 때문인 것으로 예상되는대로 증가하지 않았습니다.

이것은 LIA 동안 대기 중 이산화탄소의 감소가 침적 온도에 대한 직접적인 반응 일 가능성이 높다는 것을 의미합니다. LIA의 시원한 기후로 인해 광합성은 감소되었지만 식물 호흡과 분해가 느려졌으며 시원한 기간 동안 육지 생물권에 더 많은 이산화탄소가 흡수되었다.

미래는 어떨까요?

이것의 플립 사이드는 온도가 상승 할 때 역전이 일어날 수 있다는 것입니다. 상승하는 기온은 더 많은 CO2가 육상 생물권에서 방출되는 것을 의미합니다. 식물은 지구가 따뜻해지면서 광합성을 계속 증가 시키지만, 식물 분해가 더욱 더 증가하여 토양에 탄소가 더 적게 남아 있음을 의미합니다.

이것은 우리가 알고 있듯이, 인간은 이전에 지하 공간에 가둬 졌던 화석 연료 인 새로운 탄소원을 이용하기 시작했기 때문입니다. 우리는이 저장된 탄소를 많은 양으로 빠르게 대기로 되돌려 보내고 있습니다. 육지와 대양은 우리가 추가 한 것의 절반 정도만 제거하고 있습니다.

우리의 발견에 따르면 온도가 올라가면 대기 중 이산화탄소가 20 정도 증가합니다. 이것은 기후 모델에 대한 기대의 중간에 관한 것입니다. 즉, 우리가 지구 온난화를 산업 평균 기온의 2 ℃ 이내로 유지하고자한다면, 파리 기후 협약우리는이 긍정적 인 피드백 루프를 고려할 필요가 있습니다. 즉, 온도가 올라 갈수록 세계의 경관에서 더 많은 양의 CO2가 방출 될 것입니다.

저자 정보

피터 레이너 교수 (Professor Fellow) 멜버른 대학교

Cathy Trudinger, 수석 연구 과학자, CSIRO

David Etheridge, 수석 연구 과학자, CSIRO,

Mauro Rubino,, 나폴리의 두 번째 대학

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