気候シリーズ：コラム～暗い太陽のパラドックスと秩序化システムを持つ地球(後編)

2013-05-22

気候シリーズ：コラム～暗い太陽のパラドックスと秩序化システムを持つ地球(後編)

前回「かつて太陽が暗かった時代、理論的には地球はひとたび凍結したら二度とそこから抜け出せないという理論的仮説」と「全球凍結の時代と凍らない海があったが時代が繰り返されているという地質学的事実」の間には矛盾があり、これを「暗い太陽のパラドックス」と呼ぶということをお話しました。では、この矛盾を解決する案はあるでしょうか？この暗い太陽のパラドックスという難問にチャレンジしたのが古地磁気学者ジョー・カーシュビングでした。ではカーシュビングの仮説に最新の学説を重ねて「暗い太陽のパラドックス」の謎を解いてみましょう。
●地球の炭素循環の仕組み
ここで、改めて、地球の炭素循環についてみてみましょう。まず地下のマントル活動の影響によるCO2が地殻プレートがぶつかる大陸周辺の火山帯及び海洋火山帯（中央海嶺）から放出されています。これがCO2の発生源です。地球誕生当初は火山活動も盛んでしたからCO2はたくさん、地球表面に放出されました。現在これを大気から取り除いているのが陸地の光合成植物ですが、それ以外にCO2を固定化する役割を果たした生物として注目すべきは、貝や珊瑚そしてプランクトンのうち石灰質の殻をつくる種類の生物たち、そして海で初期光合成をはじめた藻等類です。そして彼ら石灰質（CaCO3）を作り出す貝や珊瑚、プランクトンの死骸が石炭のもとになり、藻類の死骸が石油になったといわれています。逆に言えば、CO2が多かった時代、それをもとに光合成や石灰質の殻をつくる動植物が海洋で繁殖し、地球大気の組成は変わっていったのです。
なお大気中のCO2が海洋に吸収されるプロセスを仲立ちしているのは、雨と岩石です。大気のCO2を含んだ雨が岩石と化学反応を起こすことで、岩石中のカルシウムCaやマグネシウムMqと結合して、海に運び込まれれるのです。これを化学風化といいます。

この炭素循環に滞りがあると、温暖化したり寒冷化したりすることになります。
しかし、地球の大気組成も歴史上、全く同じだったわけではありません。ですから、かつての大気組成と炭素循環を組み合わせて、「暗い太陽のパダドックス」を解いていく必要があります。

●初期の大気組成～CO2よりも更に温室効果の高いガス“硫化カルボニル”“メタン”に覆われていたので、暗い太陽でも地球は暖かかった！
生命誕生の当初期は地球はＣＯ２ではなくメタンに覆われていた可能性が高いといわれています。しかも、メタンはCO2よりも20倍も温室効果の高いガスなのです。しかも最近の研究ではメタンやCO2よりも更に温室効果の高いガス“硫化カルボニル”が含まれていた可能性が示唆されています。
http://www.hyoka.koho.titech.ac.jp/eprd/recently/research/research.php?id=63
つまり生命誕生当初の地球は、今よりも太陽は暗かったけれども、大気組成は現在よりも温室効果の高い硫化カルボニルやメタンが含まれていたため、全球凍結を免れたというわけです。
●光合成生物がメタンを分解しＣＯ２をつくりだしたことで、大気の温室効果が低下し、２５億年前の全球凍結が起こったが、海が凍ると地球の炭素循環が停止するので、再び温暖化した！
生物進化の研究成果に基づくと、だいたい２５億年前に酸素を発生する光合成生物シアノバクテリアが誕生します。光合成生物シアノバクテリアが放出する酸素と大気中のメタンが化合し、水と二酸化炭素に分解します。すると二酸化炭素の20倍の温室効果があるメタンの減少が地球を急速に冷却させ全球凍結に向かったと考えられます。（硫化カルボニルの消滅過程はまだ不明のようですが、同様に生物活動が起因しているものと推察されます。）
しかし、一旦、全球凍結したとしても、火山活動によって大気に放出されるCO2が海洋に吸収される大気と海洋の炭素循環が停止してしまいます。しかも火山活動が作り出すススは地球表面を黒く覆うことになりますから、地球の反射能＝アベルドも低下しますので、大気は温暖化に向かい、最終的に、全球凍結は解除されたと考えられます。非常に驚くべきことですが、地球は一度凍結したとしても自ら元の温かい姿に復元するフィードバックシステムを内包しているということなのです！

●多細胞生物の誕生により引き起こされた６．５億年前の全球凍結
では６．５億年前の全球凍結はどのようにして起こったのでしょうか。注目すべきは６．５億年前の全球凍結に先駆けて、多細胞生物の誕生が起こっているのです。つまり、単細胞に過ぎなかったプランクトンを食べる多細胞生物が登場したのです。微小なプランクトンが死骸となって炭素を海底に固定化するスピードを１とすると、多細胞生物がプランクトンを捕食して糞にして海底に沈めることで炭素を海底に固定させるスピードは１００倍も速いと言われています。
どうも、６．５億年前の全球凍結を招いたのは、多細胞生物の誕生だった可能性があるのです。しかし、ここでも、一旦、全球凍結してしまうと、大気から海洋に吸収されるCO2が停止しますので、２５億年前同様、再び、全球凍結は解除されることになります。
このように地球は、生命を産み育てる一方で、生命活動の影響を受けて、その環境をがらりと変え、生命を死滅させるような事態＝全球凍結を生み出しています。しかし、それで地球は終わりかというとそうではなくて、地球自身には、その温度環境を一定に保つような自律的なフィードバックシステムが埋め込まれており、再び、全球凍結から回復し、生命を育み続ける環境を取り戻すのです。

●生命活動の根幹を成す“地球”が持つ自律的なフィードバックシステム～“自然の摂理”への感謝
こうした地球が持つ自律的なフィーバックシステムはまるで地球そのものが生と死を繰り返す、生命活動そのものをいとなんでいるようにもみえますね。私たちを産み育てる“地球”そのものに改めて深い畏敬と感謝の念が沸いてきませんか？るいネットに以下のような記事がありました。
http://www.rui.jp/ruinet.html?i=200&c=400&m=275619　より引用
かつて巨大隕石による火山噴火、気温低下が起き、多くの動物たちが絶滅した。しかしながら「弱者」であった原モグラは、地中に潜ることで生き残ることが出来た・・・。樹上に逃避した原猿は、死なずに縄張りも無く、本能が混濁した。そのような敗者たちが互いに身を寄せ合うことで、共感回路が発生し、相手の期待に応えることが自己の充足となる「共感の神髄」が生まれた・・・。
以上のような大自然からの外圧、同類からの圧力によって、人類の祖先は進化発展を繰り返してきた。そこには大いなる自然の摂理の力が働いていたと思う。ある種の絶滅も、自然界の進化発展には必要なことであり、すべてに無駄は無かった。未来に人類を生み出すために必要なプロセスであったのだろう。
そのプロセスは現在にも受け継がれている。地球環境の破壊から発生している地震等の振動エネルギーも、人類にとっては脅威だが、自然界の摂理にとっては当たり前のことであり、それは更に進化する人類創造、自然創造に向けての作動であろう。
私たちは外圧に対して、常に恐怖心を抱き、不平不満を言うが、その前に、人類の歴史を振り返ることで「来るべきが来た」という認識を（淡々と）持つことが大切である。今こそ、この宇宙意思の期待に応える意識を持つことではないか。それは、自然を破壊することで生きるシステムから、自然を生かすことで生きるシステムへの進化を成し遂げることである。
宇宙創成プロセスの中で、このような何千年（何万年）に一度のようなタイミングに生きている（生かされている）ことが、奇跡に近い。その劇的な「転」の時代を経験できることは、おそらく、今生きている全ての人類の潜在的な欲求であったのかもしれない。現状を恐れること無く、むしろ感謝の意識を持って、かつて原モグラや原猿たちが、共感回路を発達させたように、私たち人類も、新しい回路を生み出す時である。それは感謝回路なのかもしれないが、今人類が抱えている多くの課題を解決する最終進化かもしれない。その根幹に感謝と宇宙の進化があると思う。
今日も宇宙は人類を温かく見守ってくれている。機嫌を悪くして、地球の自転を止めなかったし、太陽の出力を上げたり、下げたりしなかった。今日もみんなに（平凡な）朝が来たことは、まだ人類に明るい未来がある証拠である。そういう視点で「感謝」を考えてみると、日常に感謝とは、単なる社交辞令である。人類の幸福な未来を創造するために、大自然に生かされている私たちがすべき感謝とは、「生命をいただいていること」への感謝である。それが宇宙の期待に応えることのような気がする。
全くその通りだと思います。引き続き“自然の摂理への感謝”を忘れずに、追求を続けていきたいと思います。