研究者らは暴走温室効果に関する新たな研究を実施し、水蒸気の臨界閾値がどのようにして地球や他の惑星に壊滅的な気候変動を引き起こす可能性があるかを明らかにした。この研究は、この不可逆的な気候変動を引き起こす重要な雲のパターンを明らかにし、系外惑星の気候と生命を支える可能性についての洞察を提供します。
フランス国立地理研究所 (UNIGE) とフランス国立科学研究センター (CNRS) のチームは、地球を人間がまったく住めなくなってしまう温室効果の暴走全体をシミュレーションすることに成功した。
地球は海と生命に覆われた素晴らしい青緑色の点ですが、金星は淡黄色の無菌の球体で、人間を寄せ付けないだけでなく、生命も存在しません。ただし、両者の温度差はそれほど大きくありません。
ジュネーブ大学（UNIGE）の天文学者とプラネットS国立研究センター（NCCR）のメンバーで構成された研究チームは、フランス国立科学研究センター（CNRS）のパリ研究所とボルドー研究所の支援を受けて、温室暴走プロセス全体のシミュレーションに世界で初めて成功した。
科学者たちはまた、このプロセスの初期段階から、大気の構造と雲量に重大な変化が起こり、ほぼ止めることのできない非常に複雑な温室効果の暴走につながることも実証しました。地球では、地球の平均気温が数十度上昇するだけで、太陽の光度がわずかに上昇するだけで、この現象が引き起こされ、私たちの惑星が居住不可能になるのに十分です。
温室効果と暴走シナリオ
温室効果が制御不能になっているという考えは新しいものではありません。この場合、惑星は地球のような温帯状態から、表面温度が1,000℃を超える真の地獄へと進化することになる。なぜ？天然の温室効果ガスである水蒸気。水蒸気は、地球が吸収した太陽放射が熱放射として宇宙に再放射されるのを防ぎます。捕らえた熱はまるで生命の毛布のようなものです。わずかな温室効果は大いに役立ちます。それがなければ、地球の平均気温は氷点下となり、氷と雪に覆われたボールのようになり、生命にとって好ましくない状態になってしまいます。
逆に、温室効果が大きすぎると海洋からの蒸発が増加し、それによって大気中の水蒸気の量が増加します。 「水蒸気の量には臨界値があり、これを超えると地球は冷却できなくなります。その時点からすべてが運び去られ、最終的には海が完全に蒸発し、温度が数百度に達します」と、この研究の筆頭著者であり、国連大学理学部天文学部の元博士研究員であるギヨーム・シャベロ氏は説明した。
気候変動に関する画期的な研究
パリとボルドーにある国立科学研究センター（CNRS）の研究者Martin Turbet氏は、この研究の共著者である。研究チームが三次元の地球規模の気候モデルを使用して遷移自体を研究し、その過程で気候と大気がどのように進化したかを調査したのはこれが初めてである。
研究の重要なポイントの 1 つは、暴走効果を増大させ、プロセスを不可逆的なものにする非常に特異な雲のパターンの出現について説明しています。 「移行の始まりから、上層大気中に非常に濃い雲がいくつか出現しているのが観察できます。実際、上層大気はもはや地球の大気の特徴である温度の逆転を示しておらず、対流圏と成層圏という2つの主要な層を隔てていません。大気の構造は重大な変化を遂げています」とギョーム・シャベロ氏は指摘する。
この発見は、他の惑星、特に太陽以外の恒星を周回する系外惑星の気候を研究する上で重要な兆候となる。 「他の惑星の気候を研究する私たちの最も強力な動機の1つは、その惑星に生命が生息する可能性があるかどうかを判断することです」と研究共著者で国連大学宇宙生命センター（LUC）所長兼助教授のエメリン・ボルモント氏は述べた。
このセンターは、地球上の生命の起源と、太陽系内外の系外惑星系における生命の探索に関する最先端の学際的研究プログラムを主導しています。 「以前の研究の後、私たちはすでに水蒸気閾値の存在を疑っていましたが、この雲パターンの出現は本当に驚きでした。」エメリーヌ・ボルモント氏が明らかにした。
「私たちはまた、この雲のパターンが、系外惑星の大気を観察する際に検出できる特定の特徴や『指紋』をどのように生成するのかについても研究しました。次世代の機器はそれを検出できるはずです」とマーティン・ターベット氏は語った。研究チームの目標はそこにとどまらず、ギョーム・シャベロ氏は「グルノーブル惑星天体物理学研究所」（IPAG）でこの研究を継続するための研究助成金を受け取った。この新しい研究プロジェクトは、地球の詳細に焦点を当てます。
脆弱なバランスにある地球
科学者たちは、新しい気候モデルを使用して、地球の温度の世界的な上昇を引き起こす太陽放射量のほんの数十度のわずかな増加が、地球上でこの不可逆的な暴走プロセスを引き起こし、私たちの惑星を金星と同じくらい住みにくいものにするのに十分であると計算しました。現在の気候目標の 1 つは、温室効果ガスによって引き起こされる地球温暖化を 2050 年までに 1.5 度に抑えることです。ギヨーム・シャヴィロ研究基金の研究テーマの 1 つは、温室効果ガスが太陽の光度のわずかな増加などの暴走プロセスを引き起こす可能性があるかどうかを判断することです。そうである場合、次の問題は、2 つのプロセスのしきい値温度が同じかどうかを判断することです。
したがって、地球はこの終末シナリオからそう遠くないのです。 「この暴走プロセスが地球上で始まったと仮定すると、海面のわずか10メートルの蒸発により、表面大気圧が1バール上昇することになる。わずか数百年後には、表面温度は500℃以上に達するだろう。「その後、表面圧力は273バール、温度は摂氏1,500度以上に達し、その時点ですべての海洋は完全に蒸発するだろう。」ギヨーム・シャヴィロ氏はこう結論づけた。
コンパイルされたソース: ScitechDaily