2011年5月26日木曜日

3_97 低アルベド:暗い太陽4

 「暗い太陽」は、過去の地球では降り注ぐ太陽の光が少なかったことをいいます。しかし、地球には、常に海が存在できるほどの暖かさを保っていたという証拠があります。そのような環境は、少しの大気組成の変化と表層の反射能(アルベド)の変化で、達成できると考えられると提案されました。どんな仕組みでしょうか。

 過去の温暖化ガスは、「暗い太陽」を補えるほど、多くなかったという見積りが、ロージング(Rosing, et al., 2010)らによって示されました。代替として彼らが提案した地球を暖める方法は、アルベド(地球表層の反射能)を下げるというものでした。アルベドが低ければ、地球に吸収される太陽からのエネルギーは多くなり、それが地球を暖める効果になったというものです。
 ロージングらは、アルベドさえ低ければ、自分たちが算出した900ppmv(ppmvとは体積における百万分率のこと)の二酸化炭素と900ppmvのメタンの大気でも、地質時代を通じて平均気温は、0℃を下回わらないと見積りました。では、アルベドを下げる方法には、どのようなものがあるのでしょうか。
 彼らは、現在と比べて過去(太古代)の地球の表層で違っているものとして、大陸の面積、陸上植物の有無、雲の性質を挙げています。
 大陸は、確かに太古代と比べて増えているということが、いろいろな研究者によって指摘されています。また、陸上植物は顕生代(古生代以降)になって出現するので、増えていることになります。大陸や陸上植物の存在は、氷で覆われない限り、アルベドを下げる効果があります。
 雲のもととなる核(凝結核と呼ばれています)が増加すれば、雲が多く形成されます。現在の凝結核としては、海からの塩の粒子や土壌粒子、硫酸エアロゾル、人為的なエアロゾルが主要なものです。過去には、人為的なエアロゾルはありません。海塩粒子は今も昔もあるので、凝結核の変化に関与なさそうです。
 一方、大陸が増えてくれば、風によって巻きあげられる土壌粒子が増えます。また、生物が増えたり、進化して陸上に進出してくれば、硫酸エアロゾルが多くなります。海洋植物の真核藻類や陸上植物は、硫化物をつくりだし、放出することが知られています。生物による硫化物が大気中で硫酸エアロゾルになり、凝結核を増加させたと考えられます。凝結核が増えると雲が増え、アルベドが大きくなります。つまり、過去のほうがアルベドが低かったことになります。
 さらに、陸地や生物が少なかった時代(太古代)は、雲の粒が大きなもので、雲があっても透過度の高い(アルベドの低い)ものであったと考えました。現在と比べて、過去の雲は、アルベドを下げる性質があったことになります。
 これらの効果を加味してしてアルベドの範囲を推定すると、かつていわれていたような温室効果が高い大気組成でなくても、充分「暗い太陽」の効果を補うことができるというものです。彼らの見積もりのある程度温室効果のある大気(二酸化炭素900ppmv、メタン900ppmv)でなくて、見積で一番低い温室効果の大気組成(二酸化炭素375ppmv、メタン1.7ppmv)であっても、アルベドの効果だけでも、30億年以降は0℃を上回ると推定されています。この見積もりでは、38億年前の海の証拠(堆積岩や枕状溶岩の存在)が上手く説明できませんが、大量の二酸化炭素がなくても、ある程度温室効果ガスがあれば、アルベドの効果によって、地球は海が存在できることを意味しています。
 「暗い太陽」のパラドクスは、大量の二酸化炭素による温室効果だと考えられていたのですが、アルベドさえ低ければ回避できるということです。この説に対して、反論がありますが、それは次回としましょう。

・悪天候・
前回も書きましたが、
いまだになかなかすっきりとした天気が訪れません。
自宅のストーブを今でもつけることがあります。
温度設定を20℃にしているので、
20℃を下回る朝夕には自動的にストーブがつきます。
昼間暖かくなれば、ストーブつけなくてもすむのですが、
からりとした晴天が長続きません。
晴れたと思っても、すぐに曇り雨がちらつきます。
農作物は大丈夫でしょうか。
日照不足と低温の影響はないか、
そろそろ心配になってきました。
東北震災を補うために北海道の農作物は
重要な役割をはたすはずです。
それなのにこの悪天候は少々心配になります。

・ジンギスカン・
北海道でも運動会のニュースが流れて始めました。
でも、寒々としてまだ、早いきがします。
息子の小学校は6月中旬なので、
もう少しは暖かくなっているでしょう。
最近小学校の行事に参加していません。
まあ、もともと運動会や学芸会などの
決まった行事でしか訪れていませんでした。
近々、校庭整備のボランティがあり、
それも待ち遠しいです。
整備のあとは、ジンギスカンがあります。
やっぱり北海道は青空のもとでのジンギスカンが似合います。