放浪する異星人が元々居た惑星は温暖化で気温が250℃になった

発電をすべて原子力にしなければ地球も温暖化で気温が250℃になる

「地球の気温は250度まで上昇し硫酸の雨が降る」ホーキング博士
2017年7月4日（火）19時01分 ニューズウィーク日本版ウェブ編集部

理論物理学者のスティーブン・ホーキング博士　Toby Melville-REUTERS

＜アメリカのパリ協定離脱を批判したホーキング博士が、地球の「金星化」を予言。さらにこれを裏付けるデータも＞

著名な理論物理学者スティーブン・ホーキング博士が、人類に警告を発した。地球上の気温はいずれ250度まで上昇し、このままだと手遅れの状況になる可能性があるという。

7月2日に母校のケンブリッジ大学で行われた75歳の祝賀記念講演でホーキング博士は、アメリカの「パリ協定」からの脱退が原因で、地球上の気温上昇が加速するとの見方を示した。人類にとっての最善策は、他の惑星を植民地化することだと語った。

ホーキング博士は「地球温暖化は後戻りできない転換点に近づいている」と指摘し、ドナルド・トランプ米大統領によるパリ協定脱退の決断がさらに地球を追い詰めることになると非難した。気温は250度まで上がって硫酸の雨が降るという、まるで金星のように過酷な環境だ。

さらにこれを裏付けるような調査結果が出た。アメリカ気象学会の衛星データから地球表面と地球全体の温度が連動してどんどん暑くなってきていることが確認されたとワシントン・ポストが報じた。

【参考記事】イーロン・マスク「火星移住は生きている間に可能だと知ってほしい」
【参考記事】リッチな人々の火星移住は近い

不可逆的な状況になる前に

トランプは6月1日にホワイトハウスで声明を読み上げ、パリ協定から離脱すると発表した。同時に、自ら離脱するにもかかわらず「（パリ協定に署名する194カ国と）再交渉を始めて公正な協定を結びたい」とも提案。これを受け、ドイツ・メルケル首相とフランス、イタリアの首相は即座に連名で声明を発表。「パリ協定は再交渉できない」とトランプの提案を拒んだとニューヨーク・タイムズなどが報じた。

トランプの掲げるアメリカ第一主義に則って、離脱は「米国の雇用を守ることにつながる」と主張したが、アップル、フェイスブックなどの企業から批判を浴びる結果になってしまった。アップルのティム・クック最高経営責任者（CEO）はツイッタ―で、「パリ協定脱退は間違った決定」だと投稿した。
https://www.newsweekjapan.jp/stories/world/2017/07/250-1.php

地球の温度と温室効果
http://www.s-yamaga.jp/kankyo/kankyo-kankyo-3-1.htm

人間が作り出すエネルギーが大きくなりすぎてＸ点を超えてしまうと、地球は熱暴走を始め、海水はすっかり蒸発、石灰岩もすべて分解して、やっとＤ点（細かくいうとＤ点より少し温度の高いところ）で釣り合うようになる。そのとき地球の大気圧は水蒸気270気圧、二酸化炭素30〜50気圧の合計300〜320気圧、温度も200℃を越えるだろう。実際に、金星がこの状態である（図のＥ点）。金星は地球の90倍（90気圧）の大気を持ち、またその95％以上が温室効果ガスである二酸化炭素であるために、その温度は460℃〜480℃にもなっている（※２）。

　地球の温度は、大きく見れば太陽からの放射エネルギー（地球が受け取るエネルギー）と、地球からの放射エネルギーが釣り合うところで決まる。物体が放射するエネルギーは、物体の表面積が一定ならば、その物体の表面温度（絶対温度）の４乗に比例している。これをステファン・ボルツマンの法則という。式で書くと

　　E(J)＝σT4　　ここで、σシグマはステファン・ボルツマン定数＝5.67×10-8（J/秒･m2･K4）

　地球の位置での太陽放射（太陽定数）は1.37×103J/秒･m2、それを地球全体に平均するとその1/4（１・２の（１）参照）、また地球の反射能（アルベド）は0.3だから（吸収しているのは0.7だから）、地球（地表と大気）が吸収している太陽放射は結局1.37×103J/秒･m2×0.7＝2.40×102J/秒･mである。地球もこれと同じだけのエネルギーを放射しなくてはならない。この値をステファン・ボルツマンの法則に代入すると、

　2.4×102（J・s-1・m-2）＝σＴ4　　　σ＝5.67×10-8（J・s-1・m-2・K-4）
　Ｔ4＝4.23×109（Ｋ）
　Ｔ＝255（Ｋ）　（0℃＝273Ｋだから255K＝−18℃）

地球の温度は255Ｋ（−18℃）となる。これは実際の地表の温度より約33℃も低い。

　なお、この詳しい計算についてはこちらも参照。
http://www.s-yamaga.jp/nanimono/taikitoumi/taikitotaiyoenergy.htm

また、

＜１・２　食料＞
http://www.s-yamaga.jp/kankyo/kankyo-shokuryo-1.htm

で用いた太陽エネルギーは、地表が吸収しているエネルギー（地表に到達するエネルギー）で、上で用いている太陽エネルギーは

地表＋大気（対流圏の大気）
http://www.s-yamaga.jp/nanimono/taikitoumi/taikinokouzo.htm

が吸収しているエネルギーであることに注意。

　地球の温度が単純な計算値より高いのは、地球の大気には水蒸気や二酸化炭素、さらにはメタン、窒素酸化物、オゾン、フロンガスなどの温室効果ガスが含まれているためである。温室効果ガスは、太陽からの放射エネルギー（おもに可視光線）は通すが、地球から宇宙に出ていこうとする放射エネルギー（赤外線）を抑えるのである。そのために熱がこもって、ステファン・ボルツマンの法則から期待される温度よりも高い温度になってしまう。

※　物体が放射する電磁波の最大強度の波長はその物体の表面温度で決まる（ウィーンの変位則）。太陽のように表面温度が6000℃(5800K）の物体の最大強度は460nm（ナノメートル、黄色に見える）で、そのまわりの波長の電磁波が可視光線。そこで、太陽の放射エネルギーは大部分は、可視光線として放射されている。一方、地球程度の温度（-18℃であろうが、15℃であろうが）では、放射エネルギーは赤外線となる。

図6-3　温室効果

　これをもう少し詳しく見てみよう。大気がない場合の地球（つまり月（※１））の放射エネルギーはステファン・ボルツマンの法則に従い、表面温度の４乗に比例する。このとき、太陽放射と釣り合う温度（図6-4のＡ点＝約マイナス18℃）が月全体の平均温度であり、地球に大気がなかった場合の地球の温度ともなる。

図6-4　地球の温度と地球からの放射エネルギーの概念図：自然の数理（筑摩書房、数理科学シリーズ、1975年）などから作成

　しかし、地球には海水として水が大量にあるし、さらに石灰岩も温度が上昇すると分解して二酸化炭素になる。つまり温度が上がれば上がるほど、大気中の水蒸気や二酸化炭素はどんどん増えて温室効果が強くなる。そのため温度が上がるとかえって放射エネルギーが低くなる。だが、すべての海水が蒸発し、またすべての石灰岩が分解すると、それ以上は温室効果は強くならないので、温度が上昇すると再び放射エネルギーは大きくなる。そこで、放射エネルギーのグラフは図の青線のようにいったん右下がりになったあと、再び上昇することになる。このグラフで、太陽放射と釣り合う温度は３カ所あるが、地球の温度はＢ点（約15℃）になる。

　もし、太陽の放射がいまより少し（10％くらい）大きくなったり、あるいは人間が作り出すエネルギーが大きくなりすぎてＸ点を超えてしまうと、地球は熱暴走を始め、海水はすっかり蒸発、石灰岩もすべて分解して、やっとＤ点（細かくいうとＤ点より少し温度の高いところ）で釣り合うようになる。そのとき地球の大気圧は水蒸気270気圧、二酸化炭素30〜50気圧の合計300〜320気圧、温度も200℃を越えるだろう。実際に、金星がこの状態である（図のＥ点）。金星は地球の90倍（90気圧）の大気を持ち、またその95％以上が温室効果ガスである二酸化炭素であるために、その温度は460℃〜480℃にもなっている（※２）。

　いくら人間が無限の、しかもクリーンなエネルギー源を開発しても、それを地球で使えば最終的には熱になる。熱暴走を起こさないためには、太陽エネルギーの10％以下に抑えなくてはならないこともわかる。実際には、こんなに使う前に地球の環境は完全に破壊されるであろう。

※１　月のアルベド（反射能）は0.07なので、これを使って計算すると月の温度は276K（3℃）になる。

※２　金星のアルベドは0.78もあり、地球よりも太陽に近いのにもかかわらず吸収している太陽エネルギーは地球よりも小さい。

補足：安定な平衡と不安定な平衡

　図6-4で、地球放射と太陽放射が釣り合う点が３つある。Ｂ点とＤ点は、地球の温度が上がれば太陽放射より地球放射の方が大きくなり、出ていくエネルギーの方が大きくなるので温度が下がる。逆に、地球の温度が下がれば太陽放射より地球放射の方が小さくなり温度は上がる。ここは、負のフィードバックがかかっている。つまり、この点は地球の温度がちょっと変動しても必ず元に戻る。このような平衡を安定な平衡（釣り合い）という。

　一方、Ｃ点はちょっとでも地球の温度が上がると、出ていくエネルギーの方が小さくなるのでますます温度が上がり、逆に温度が下がると出ていくエネルギーの方が大きくなるのでますます温度が下がる。ここは、正のフィードバックがかかっている。このような平衡を不安定な平衡（釣り合い）という。

　安定な平衡、不安定な平衡は、坂に球（ボール）を止めることを考えるとわかる。右図の青い球は谷底と頂上で止まる。その青い球は、谷底では位置が少しずれても谷底に戻るが、頂上では少しでも左右にずれると坂を転がり落ちてしまう。谷底が安定な平衡のイメージ、頂上が不安定な平衡のイメージである。
http://www.s-yamaga.jp/kankyo/kankyo-kankyo-3-1.htm
　


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（ＣＮＮ） 世界気象機関（ＷＭＯ）はこのほど、地球温暖化の原因とされる大気中の二酸化炭素（ＣＯ２）の濃度が昨年、過去８０万年の最高記録を更新したと発表した。

ＷＭＯは原因として人間活動と、東太平洋の海水温が上昇する「エルニーニョ現象」の影響を挙げ、「ここ７０年でみられた大気の急激な変化は前例がない」と強調している。

ＷＭＯのターラス事務局長は「ＣＯ２など温室効果ガスの排出量を素早く削減しない限り、今世紀末までに危険な気温上昇が起きる」「将来の世代が受け継ぐ地球ははるかに住みにくい場所になる」と警告した。

ＷＭＯによると、過去にＣＯ２濃度がこのレベルまで上昇したのは３００万〜５００万年前。当時の気温は現在よりさらに２〜３度高く、海水面は１０〜２０メートル高かったとされる。

これとは別に、世界環境計画（ＵＮＥＰ）は３１日、世界各国の温室効果ガス排出量に関する報告書を発表する。

ＵＮＥＰのソルハイム事務局長はＷＭＯの報告を受け、「数字はうそをつかない。我々のＣＯ２排出量はまだはるかに多すぎる」と強調。「過去数年で再生可能エネルギーの導入が大きく進んだが、こうした技術の発展に向けて努力を強化する必要がある。問題に立ち向かう解決策はすでにたくさんある。今必要なのは、世界が政治的意志と新たな緊迫感を持つことだ」と指摘した。

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大気中の二酸化炭素が増えると、まず寒暖の差が極端な異常気象になって、最終的にはこうなります：

古代の南極には森林が？　２億８千万年前の化石を発見
2018.01.21 Sun posted at 19:21 JST
https://www.cnn.co.jp/fringe/35113051.html

写真特集：南極で発見された化石の数々

（ＣＮＮ） 現在の南極は厚く固い氷に覆われた不毛の地だが、２億８０００万年あまり前には木々が生い茂っていた――。米ウィスコンシン大学などの研究者が、そんな可能性を示唆する化石を発見した。

地質学者のエリック・ガルブランソン氏らは前回の南極の夏、これまで南極で発見された中で最古の森のものとみられる化石に遭遇した。最初の恐竜が地上を闊歩（かっぽ）する以前の時期のものだ。

研究チームは現在、かつての南極で森が繁茂するに至った経緯について手がかりを見つけるべく、再び氷の地に足を踏み入れている。

２億８０００万年前の南極は今日よりもはるかに温暖だった。当時の南極はまだ、現在のアフリカや南米、アラビア半島、インド、オーストラリアを包含する「ゴンドワナ大陸」の一部だった。

ガルブランソン氏によれば、大陸の南端は当時、高さ４０メートルまで伸びるシダ種子植物に覆われていた可能性がある。こうした樹木は４〜５カ月ほどに及ぶ真っ暗闇の時期を生き延びることができていたようだ。

南極における化石探しでは、大陸を東西に分ける南極横断山脈の一部を登る場面もある。

しかし零下の気温や強風の中で氷河や雪原を横断するのは簡単なことではない。ガルブランソン氏らのチームは登山用ハーネスでお互いの体を結び、靴に鉄のスパイクを装着。氷河の割れ目に転落するのを避けるため氷の亀裂を探した。

化石探索が始まるのは、研究チームが山頂にたどり着いた時からだ。手がかりを求めて岩を探る。「樹木の化石を見つけるのは特に難しい。岩の中に溶け込んでおり、若干目立たなくなっているためだ」

ウィスコンシン大学ミルウォーキー校教授であるガルブランソン氏は専門家らのチームとともに、７年間にわたり南極の化石を探してきた。１３種類の樹木の化石などを発見したのは２０１６年１１月〜１７年１月の旅でのこと。「予想だにしていない驚きの発見だった」という。

化石はボートで５カ月をかけて運び、世界のさまざまな研究所に送られた。現在では各種専門家が植物の部位を継ぎ合わせたり、葉の化石や幹、年輪を調べたりする作業に当たっている。

大きな課題の一つとなっているのは化石の年代特定だ。ガルブランソン氏は、２億８０００万年というのは大まかな推定に過ぎないと説明。前後に２０００万年のずれがある可能性もあるとしている。

森の大体の年代については、付近で見つかった葉の化石や、堆積岩内に保存されていた植物花粉の年代を特定することで判断した。

今回の旅では、正確性で上回る放射性年代測定のため火山灰から「ジルコン」と呼ばれる鉱物を抽出する計画。この種のウラン・鉛年代測定法により、約１万年という誤差の範囲でより正確な年代把握が可能になる見通しだ。

研究チームはまた、こうした南極の森を「新しい」木の化石と比較し、大量絶滅の期間中に南極の生態系がどのように変化したかを調べたい考え。

２億５０００万年前に起きたペルム紀末の大量絶滅では、南極の森を含め生物種の９０％以上が地上から姿を消した。

ガルブランソン氏によれば、大量絶滅の原因については正確に分かっていないが、２０万年間にわたり大量の二酸化炭素が大気中に流入したことに要因を求める理論もある。結果として、地球規模での気温上昇や海洋の酸性化が起きたという。

大量絶滅後には大気中の二酸化炭素量が減少する一方、常緑樹や落葉樹の多様性は拡大し、生態系もはるかに安定したという。

ガルブランソン氏は自身の研究について、現代の気候変動の影響を理解するうえで一助になる可能性もあると指摘。「大気中のガスの集中と、将来予想される環境面での地球の状態との間に一定の関連がありそうなことは分かっている」と話す。
https://www.cnn.co.jp/fringe/35113051-3.html

温暖化で平均気温8℃上昇の予測、北極が熱帯に
化石燃料を燃やし尽くし、氷河期が終わる「最悪のシナリオ」2016.05.26
http://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/16/052500185/

科学者らは、もしこのまま化石燃料を使い続ければ、温暖化によって極地の氷が解け、「大地がむき出しになって極地地方の熱吸収が活発化し、それがさらなる温暖化を促すだろう」と指摘する。（Photograph by DIANE COOK AND LEN JENSHEL, National Geographic Creative）

　これまでの研究では、とりわけ深刻な予測をしているものでさえ、今世紀末には地球温暖化の速度は緩やかになっていくだろうとされてきた。しかし、カナダの学者らによって5月23日付けの学術誌『Nature Climate Change』に発表された論文には、そうした楽観的な言葉は一切ない。気温は二酸化炭素排出量とともに確実に上昇し、石油の最後の一滴、石炭の最後のひとかけらが消費されるまで続くだろうと書かれている。

　この論文によれば、もし地球上のすべての化石燃料が燃やされたなら、地球の気温は2300年までに産業革命以前の水準と比べて平均8℃上昇し、大気中には5兆トンの炭素が増加。北極の平均気温は17℃も上昇するという。

　これらの数値は、従来の研究で示されてきたものよりも数℃高い。

　専門家らは、本当にこの気温になったら、温室効果ガスの働きによって地球規模で食料が激減し、人間が住めない場所が増え、多くの動植物が絶滅するだろうとしている。

　英オックスフォード大学の気候ダイナミクスグループの代表者、マイルズ・アレン氏は、氷河期が終焉を迎えるために必要な気温上昇は6℃であることを指摘し、「ここで議論されている変化とは、それほどに深刻なものなのです」と述べている。（参考記事：「気候変動 大特集　地球を冷やせ！」）

アラスカにヤシが繁り、北極でワニが泳ぐ

　8℃の気温上昇というのは、昨年、パリで各国が合意した「世界の平均気温上昇を2℃未満に抑える」という目標をはるかに上回る数値だ。（参考記事：「【解説】COP21「パリ協定」勝ち組になったのは？」）

　これだけ気温が上昇すれば、アラスカにヤシの木が繁り、北極でワニが泳いでいた5600万〜5200万年前の始新世初期の気候に近い状況になるだろう。（参考記事：「気候変動 瀬戸際の地球　薄氷の北極海へ」）

　哺乳類は始新世という高温の時代を生き延びた。初期の霊長類が現れたのはこの頃だ。しかし一部の馬は、暑さや炭素のせいで変化した食料事情に適応するため、イエネコほどのサイズに小型化した。米スミソニアン研究所の化石植物の学芸員であるスコット・ウィング氏は、現在の生物や生態系は、この先200〜300年という短い期間で起こる気温上昇に適応できない可能性もあると語る。

　ウィング氏はまた、始新世の気温上昇が始まったとき、地球の極地は現在のように氷に覆われてはいなかったと指摘する。「気温の上昇によって氷床が解ければ、大地がむき出しになって極地地方の熱吸収が活発化し、それがさらなる温暖化を促すでしょう」（参考記事：「世界各地で氷河が融解」）

　極地の氷の融解は海水位を上昇させ、そうなれば世界人口の40パーセント以上にあたる海岸地帯に住む人々は大混乱に陥る。（参考記事：「海面上昇は予想を上回るペース、NASA」）

　新たな論文は、熱帯太平洋では降水量が4倍になる一方、南北アメリカでは最悪3分の1にまで、またオーストラリア、地中海、アフリカ南部、アマゾンの一部では2分の1にまで減少すると予測している。

　アレン氏によると、熱帯雨林のシステムは崩壊し、さらには南欧や北米で起こる干ばつによって「農業が壊滅的な打撃を受ける」可能性があるという。

　今回の論文を執筆したカナダ、ビクトリア大学の研究者であるカタジナ・トカルスカ氏のチームは、気候変動に関する政府間パネル（IPCC）による報告書が触れていない重要な問題を指摘するため、新たにモデリングを行った。IPCCが提示した最悪のシナリオは、2100年までに増加する累積炭素量を最大2兆9000億トンとして計算したものだ。トカルスカ氏のチームは新たな研究において、もし既知の採掘可能な化石燃料資源がすべて消費された場合には何が起こるのかを考察している。

排出量の累積に上限を

　IPCCの最悪のシナリオでは、2100年までの気温上昇は2.6〜4.8℃とされており、それより先の未来を予測した数少ない研究はどれも、濃度が高くなった時の温室効果ガスの物理的特性によって、温暖化は減速するだろうとしている。トカルスカ氏のチームは、そうした予測においては、地球の複雑な炭素循環システムが考慮されていないと指摘する。なにより深刻な問題は、海が――ちょうど水がいっぱいに染みこんだスポンジのように――熱や炭素を吸収する能力を失うことだ。そうなれば、熱や炭素はもう大気中にとどまるしかない。

　もちろん、人類が石油や石炭をすべて使い切るまで燃やし続けるかどうかはわからない。しかしクリーンな代替エネルギーの価格が下がり、世界中で使われるようになるまでは、化石燃料の使用継続は事実上避けられないだろうと専門家は見ている。

　パデュー大学およびニューハンプシャー大学の地球科学者、マシュー・フーバー氏は、IPCCによる期間を限定した予測は、大きな誤解を生む原因となると述べている。（参考記事：「目標「気温上昇2度以下」は無意味？」）

「2100年までに何が起こるかを決まったことのように述べるのは有害であり、より長いタイムスケールで検討した場合に見えてくる重大なリスクを無視しています」

　フーバー氏自身は、北極が熱帯化するほどの変化は、極地の気温が、新たな論文で指摘されているよりも10℃以上上昇しなければ起こらないと考えている。

　それでも、気温の上昇は人口が密集する地域に殺人的な熱波を引き起こすだろうと彼は言う。

　今回の論文の執筆者らは、彼らの研究が、気候政策に「炭素予算（累積排出量の上限）」の設定を組み込む動きを後押しするだろうと考えている。

　アレン氏もまた、パリ協定では炭素予算についての言及を避けたが、科学が政策の方向修正をするよう働きかけるべきだと指摘する。

「ゼロエミッションを実現するためにまず必要なことは、それを達成しなければならないと我々が認識することです」（参考記事：「温暖化対策の切り札が地球にとっては逆効果？」）
http://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/16/052500185/

CO2減少が氷河期や地球寒冷化の原因

石炭紀末の寒冷化

石炭紀（せきたんき、Carboniferous period）は、地質時代の区分のひとつ。古生代の後半で、デボン紀の後、ペルム紀の前の時代を指し、これはおおよそ現在より3億5920万年前から2億9900万年前までの時期にあたる。この期間はデボン紀末の大量絶滅からペルム紀直前の数百万年に及ぶ氷河期で区切られている。

名前の由来はこの時代の地層から多く石炭を産することによる。この地層から石炭を産するのは当時非常に大きな森林が形成されていたことの傍証となる。

陸上では、シダ植物が発達し、昆虫や両生類が栄えた。
巨大なシダ類が繁栄し、中でもリンボク（レピドデンドロン）は大きいもので直径2m、高さ38mのものが存在し、このような巨大なシダ類が湿地帯に大森林を形成していた。これらの巨木は標準的なものでも20m〜30mの高さがあった。

末期には数百万年に渡る氷河期が到来し多くの生物が死滅した。

石炭紀で多くの地域は年間を通して季節の変化はあまりなく、1年中湿潤な熱帯気候であったといわれる。

一方で南極では氷河が形成されるなど、寒冷化が進行しつつあった。

石炭紀には木材のリグニンを分解できる菌類が十分に進化しておらず、森林の繁栄により大量の炭素が石炭として固定化され、ペルム紀初期の大気中の酸素濃度は35%に達したといわれる（現代は21%）。このことが動植物の大型化を可能にしたと考えられている。

また、植物が繁栄したことで大量の二酸化炭素が吸収され、その多くが大気中に還元されずに石炭化していったため、大気中の二酸化炭素濃度が激減した。これが寒冷化と氷河の発達、ひいては氷河期の一因とされる。

巨大な陸塊であるゴンドワナ大陸の南部が南極にあったこともあり、ここには大規模な氷河（氷床）が形成されていき、終盤に氷河期が訪れた。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%9F%B3%E7%82%AD%E7%B4%80

地質時代と地球環境[geologic period and globalenvironment]

　 植物は成長・繁殖する際に自身の光合成産物を使うのであるから，光合成生産は子孫の存亡を左右する．すなわち光合成は植物の進化にも大きく関与する．また光合成が地球環境の変化をもたらすこともあった．

シアノバクテリアなどの原核光合成生物が誕生したのは今から約30億年前の海中で，約9億年前に真核光合成生物(植物)が誕生した．これらの生物の光合成によってつくられた酸素が大気中に蓄積していき，ついにはオゾン層が形成されるに至った．

オゾン層には紫外線を吸収する効果がある．約4億年前には，オゾン層の発達によって地上の紫外線量が生物の致死量以下になり，陸上植物が誕生した．

その後，中生代白亜紀の終わりまで地球は全体に温暖湿潤であったので，植物はよく茂り巨大化した．特に約3億年前には，巨大シダが密林をつくり，枯死体が分解されずに堆積して分厚い石炭層をつくったので，石炭紀と呼ばれる．

　植物の誕生以来中生代まで，C3光合成を行うＣ3植物のみであった．これに対してC4ジカルボン酸回路を有するC4植物は，中生代から新生代第三紀にかけて進化したものと考えられている．

この進化には，大気中の二酸化炭素濃度の変化が大きく関与しているとされている．

現在の地球の大気中の二酸化炭素濃度は約370 ppm， 酸素濃度は約21%である．

しかし地球誕生から光合成生物の誕生に至るまで約15億年間は，地球の大気中には酸素はほとんどなく，二酸化炭素濃度は約3%と，現在の100倍もあった．

原生代以降，大気中の酸素濃度は上昇を続け，二酸化炭素濃度は，火山活動期以外はほぼ一貫して現在の濃度の3〜4倍程度であった．

ところが中生代白亜紀から新生代第三紀にかけて，二酸化炭素濃度は低下し，新世代第三紀の氷河期には， 180 ppmと現在の約半分程度になることもあった．

低二酸化炭素濃度下では，Ｃ3植物は光呼吸によってATPやNADPHを消費し，しかも二酸化炭素を放出してしまうため，高い光合成生産を行うことができない．一方C4植物では，光呼吸がほとんど起こらないため，光合成は二酸化炭素濃度の影響を受けにくい．すなわちC4光合成系は，二酸化炭素濃度の低下に対応して進化してきたと考えられている．C4植物は葉内の細胞間隙の二酸化炭素濃度が低くても高い光合成生産をあげることができるので，一般に気孔開度を小さくして気孔コンダクタンス(気孔抵抗の逆数)を低く抑えている．このため蒸散による水の消費量が少なく，乾燥にも強い． CAMは，乾燥地帯のＣ3植物から，乾燥化に対応して進化してきたとする仮説がある．

　地球の平均温度と大気中二酸化炭素濃度の変化には，地質年代的にみてたくさんの変動があるが，これらは同調的に起こってきた．すなわち，

温度の高い時期には二酸化炭素濃度も高く，逆に温度の低い時期には二酸化炭素濃度も低かった．

最終氷期以降，2万年前から，地球は一貫して温暖化し，二酸化炭素濃度は増加してきた．増加がおさまったのが1万年くらい前で，過去の周期からすれば，現在は気温も二酸化炭素濃度も増加期ではなく，むしろ低下期にあるはずであった．

ところが産業革命以降，人類による化石燃料消費量の激増に伴い，わずか160年ほどで二酸化炭素濃度は280 ppm から370 ppm に増加し，地球の平均温度も1℃近く上昇した．

「気候変動に関する政府間パネル(IPCC)」の2000年度報告書では，21世紀中に二酸化炭素濃度が最大で700 ppm を越え，地球の平均温度がさらに最大で6℃近く上昇する可能性が高いとされている．このような急激な地球環境変化は，過去に起こった変化の100倍以上も早く，地球史上かつてないものである．
http://photosyn.jp/pwiki/index.php?%E5%9C%B0%E8%B3%AA%E6%99%82%E4%BB%A3%E3%81%A8%E5%9C%B0%E7%90%83%E7%92%B0%E5%A2%83


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主要３５地域の動植物、気候変動で半数が絶滅の危機　ＷＷＦ
2018.03.14 Wed posted at 15:32 JST

気温の上昇がこのまま続いた場合、３５地域の動植物の半数が絶滅の危機に陥る可能性があるとの報告書が発表された

（ＣＮＮ） 世界の気温上昇がこのまま続いた場合、地球上の生物多様性に富んだ地域に生息する動植物のうち、約半数の種が絶滅の危機にさらされるとの研究結果が新たに報告された。

国際ＮＧＯの世界自然保護基金（ＷＷＦ）が英イーストアングリア大学、豪ジェームズクック大学と共同で報告書をまとめた。

報告書はアマゾンの熱帯雨林やガラパゴス諸島、オーストラリア南西部、マダガスカルなど、世界でも生物多様性に富んだ３５の地域に着目。そこに生息する動植物のうち約８万種近くは絶滅する恐れがあるとして、温暖化対策の必要性を訴えている。

ＷＷＦの専門家は「高い気温や長引く干ばつ、大型の暴風雨が常態化して、世界中の生物に影響を及ぼし始めている」と指摘する。

産業革命前からの気温上昇が４．５度に達すると、アフリカゾウは飲み水を失い、インド・スンダルバンス国立公園のトラの繁殖地は９６％が水没する恐れがある。

一方、２０１５年に温暖化対策の国際的な枠組み「パリ協定」が目標に定めた２度の上昇にとどめることができれば、絶滅種の割合も２５％に抑えられるという。

ＷＷＦは報告書の中で、「特定の場所に生息する特定の種が消えるというだけの問題ではない。何億人もの人々の命を支える自然生態系全体に深刻な変化が起きるかどうかの問題だ」と強調している。

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人類史上最低レベルの海氷量を記録：海に消え行く北極と南極の氷
https://headlines.yahoo.co.jp/article?a=20180224-00028058-rolling-ent
Rolling Stone Japan 2/24(土) 8:30配信

NASAの研究チームが発表した南極における氷解写真：撮影2017年(Photo by Mario Tama/Getty Images)

2018年2月、我々の住む惑星が新たな転機を迎えた。現在の海氷の状態は、人類の文明が始まった約1万2000年前以降で最低のレベルにある。

今懸案の新事実は、海氷の量が、人類の文明が始まって以来で最低のレベルにあるということだ。最近は気温上昇が、地球で最も寒い極地に継続的な変化を与えている、という兆候がみられる。新たな最低記録は、地球の気候システムが、比較的安定していた時期から変化してきたことを示している。安定していた時期には、都市が発展し、商業が栄え、現在の我々の生活様式の成立に貢献していた。

2018年に入って今までのところ、両極地とも著しく気温が高い。人が恒久的に居住する北限とされるノルウェーのスヴァールバル諸島では、ここ30日間の平均が通常よりも6℃以上高い。2018年1月、1隻のタンカーが砕氷船の助けを借りずに初めて冬の北極海を横切った。一方の南極海では、夏の風が近づくにつれ、海氷が3年連続でほとんど消滅している。

極地の海氷の減少は長い間、地球温暖化による最も重要な転換点のひとつとみなされてきた。明るい白色の氷が溶けると、熱を吸収しやすく反射の少ない海水が表面に出る。さらに残念なことに、温暖化の新たなサイクルを促進してしまう。

2017年秋に発表された研究によると、そのサイクルは、北極の氷の溶解を助長する主原因だと思われるという。つまり、永久的な海氷の終焉の始まりを示している。気候や生態系の極端な変化など広範囲に渡る変動は、既に遥か北極の地で捉えられている。

現在地球上は1600万平方キロメートルの海氷で覆われているが、1990年代の同時期と比較して約260万平方キロメートル減少した。最低を記録した2017年から、さらに数万平方キロメートル少ない数字である。地球の両極の状況は、比較的新しく始まった宇宙からの観測により、詳細に知ることができる。両極をモニタリングしている衛星は、1978年以降の海氷データしか記録していないが、このように記録的な海氷の量の少なさは、長い間見られなかったことは間違いない。

地球の歴史上見られなかったペースで温暖化が進んでいる

北極の海底で発見された微細な化石を分析したところ、北極海の海氷量はここ数世紀、或いはもっと長い間で最低レベルにあることを示している。また、カナダの北限地域で発見された植物の化石からは、北極が現在のように温暖だったのは少なくとも4万4000年前まで遡ることがわかった。一方で南極の海氷は、より変化しやすく、古代からの確かな証拠なども存在しない。もっとも、12万8000年前の海氷量は今よりも少なかったという確証はあるが。そして約1万2000年前、最後の氷河期の終わり頃に気温が安定し、中東地域で農耕が始まった。

例年2月中旬は、地球上の海氷量が1年を通じて最も少ない時期だ。土地の量の少ない南極は、いつでも北極より氷の量が多い。しかし近年は、両極で通常よりもより氷の量が減少している。北極と南極は、地球の気候システムにおいてほぼ別々の役割を担っている。しかし現在は両極の状況が同期しており、研究者を悩ませている。

カリフォルニア大学アーバイン校の海氷研究者ザック・ラベによると、いくつかの理由が考えられるという。北極の海氷は、この数十年間で急激に減少しているが、ラベら研究者たちは、人類がもたらした地球温暖化によるものだと確信している。

一方、2016年から減少し始めた南極の氷は、気候の自然な変化によるものと考えられている。「現在見られる南極の氷の減少が、新たな減少傾向を示すものだと決めつけるには時期尚早だ」と、ラベは言う。

海氷の減少は懸念事項であるが、全体的な変化のペースはより悪くなっている。地球全体の気温は、最近の地球の歴史上見られなかったペースで上昇を続けている。つまり、現在の記録もまた破られるに違いない。

※本記事は、米国ローリングストーン誌と提携するGrist誌に掲載された記事である。

Translation by Smokva Tokyo

Eric Holthaus

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北極圏で冬季の最高気温記録 例年を30度上回る
http://www.asyura2.com/15/nature6/msg/639.html

米航空宇宙局（NASA）が撮影した北極圏の海氷。NASA提供（2018年2月27日入手）

AFPBB News
2018/02/28 09:02

AFP＝時事】欧州に厳しい寒波が襲来する中、真冬の北極圏で記録的な高気温が観測されている。北極点では最近、例年の同じ時期の水準を30度上回り、0度を超える気温が記録された。海氷に覆われた範囲は、50年余り前に観測が開始されて以来、最小となっている。

　一連の高気温は、「成層圏突然昇温」と呼ばれる現象によるもの。

　米独立研究機関バークリー・アース（Berkeley Earth）の主任科学者ロバート・ローデ（Robert Rohde）氏はツイッター（Twitter）への投稿で、今回の高気温について、平年を30度上回っていると説明した。

　北極点には常設の計測器はないが、米国と北欧諸国の気象当局は、同地の気温は2月25日に最高に達したと報告している。

　ノルウェー北極研究所（Norwegian Polar Institute）の気候科学者、ロバート・グラハム（Robert Graham）氏はAFPに対し、「冬季に北極点付近の気温が０度を超えた例は、1980年から2010年までの間に4回あったと考えられている」と説明。それが「今や最近の過去5回の冬のうち、4回で発生している」と述べている。

　科学者らは、蓄積されたデータは、気候変動が冬季の異常気象の一因であることを示していると指摘した。

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北極で「真夏並み」の暖かさ、世界の異常気象の原因に
2018.02.28 Wed posted at 12:26 JST

（ＣＮＮ） まだ冬の真っただ中のはずの北極で、気温が急上昇して真夏のような暖かさになる異常気象が観測されている。

北極は今、１日２４時間太陽が昇らない極夜の闇に包まれている。ところがデンマーク気象庁によると、気温は今週に入って零度を超え、同地の冬としては観測史上最高を記録した。 世界最北の陸地にあるモリスジェサップ岬測候所の観測では、グリーンランド東部と北極中部の２月の平均気温は、平年を約１５度上回った。

デンマーク気象庁によれば、北極の気温は数十年前から上昇を続けているが、ここ数年は特に極端な変化が起きている。過去２０年の間に２月の気温が零度を超えたのは、２０１１年と１７年、今年の３回のみだった。

特に今月のような異常な暖かさは前例がなく、過去最長の９日連続で零度を上回る状況が続いているという。

ノルウェー北極研究所の専門家によると、北極の「熱波」の原因は、南からの暖かい風と海氷の後退、海面の上昇と温暖化にある。

北極に流れ込む暖かい風は、例年であれば海氷によって冷却されるが、海氷が後退したために南風が暖かいまま北上を続けた。海面の上昇と温暖化も続いているため、暖かい風は北極海を覆い、北極点に達している。

北極の異常気象は悪循環を生み、欧州全土やアラスカにも影響が及んでいる

アラスカのダイオミード島は、例年であれば２月は海氷が押し寄せる季節だが、今年は流氷に代わって波が海岸に打ち寄せ、沿岸部の地形も変化した。

長年北極の観測を続けている米国立測候所の専門家によると、２０１７年は観測史上初めて、アラスカ沖の海上で海氷が１度も観測されなかったという。

１月〜２月にかけての北極の海氷は、１９８０年以来、縮小を続けている。米国立雪氷データセンターによると、２０１８年１月から２月にかけては記録的な激減が観測され、昨年の海氷減少は過去最悪だった。

一方、北極の温暖化とは対照的に、欧州は異例の寒波に襲われている。「東から来た野獣」と呼ばれるこの寒波は、シベリアからの寒気が欧州全土を覆ったことによる。

氷河に詳しい専門家のジェイソン・ボックス氏は、北極の寒気が通常停滞している場所から押し流されたと解説する。この寒気が、イタリア・ローマのように通常は温暖な場所にも異例の積雪をもたらした。

北極は地球の空調装置の役割を果たし、中緯度地域の気温調節や気象パターンの調節を担っている。そのバランスが崩れれば、異常気象が発生する。

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2018.3.2
最強寒波襲来と食糧不足の原因になる「北極温暖化」の深刻
『北極がなくなる日』
http://diamond.jp/articles/-/161802

北アフリカのサハラ砂漠で
積雪が観測された！

　この冬、最強寒波が世界各地を襲っている。日本の北海道・東北・北陸地方では記録的な豪雪となっているし、世界各地でも年初よりアメリカ北東部やロシアの東シベリアは猛烈な寒波におそわれている。ついには北アフリカのサハラ砂漠にて異例の積雪が観測されたという。いったい全体、何が起こっているのか。

『北極がなくなる日』
ピーター・ワダムズ著、武藤崇恵（訳）、原書房、308ページ、2400円（税別）
https://www.amazon.co.jp/dp/4562054441?tag=yosuke0419-22&ie=UTF8

　どうやら北極の温暖化がその原因のようである。北極の海氷が溶けたことが中緯度北部地域（特に東アジアと米国東部）の異常な寒冷化現象に繋がっていると、科学者の間では論じられているのだ。北極が温暖化することによってシベリア寒冷高気圧が強大化したことに加え、上空のジェット気流も南北に蛇行しがちになるので、寒冷高気圧が日本や韓国などにもが南下しやすくなるという。

　北極なんて遠い世界の話、と思っていたら意外と私たちの身近に影響を与えているようだ。北極の氷が溶けたら北極海航路による貨物輸送が増えるし、北極圏の資源開発が進んで世界経済が潤う、なんてのんきなことを言っていられない状況になってきた。

　ただ冬に寒くなるだけであればなんとかそれに適応すればいいのだが、一番厄介なのは北極の温暖化によって影響をうける北半球の中緯度地域が、地球全体にとって農作物の高生産性地域であることだろう。異常気象が農作物生産量に影響をおよぼし、世界全体でみれば食料価格が上昇してしまうリスクが高まることになる。貧困国では飢餓の発生が避けられなくなると予想されている。

北極の温暖化は
なぜ起こっているのか

　ではこの北極の温暖化はなぜ起こっているのだろうか。「そりゃあ、二酸化炭素排出量の上昇による温暖化だろう」と安直に思い込みがちだが、最新の研究によるとどうやらそれだけではないようだ。二酸化炭素の数十倍以上の温室効果があると言われるメタンガスの放出というより深刻な問題が指摘されている。

　北極の海氷は2005年頃より溶け始めているが、時を同じくして北極海大陸棚海底の永久凍土も溶け始めている。永久凍土は数万年間メタンハイドレートを地中にとどめる蓋の役割を果たしていたが、この蓋が溶けたことによって、現在では大量のメタンガスが海底から大量に放出されているのだ。本書『北極がなくなる日』の口絵には、気泡ブルーム状のメタンガスが海底から噴出している異様な写真が載っており、まるで地球が怒っているかのようなぞっとする光景である。

　かつては800平方キロメートルあった夏期の北極海水は、いまやその半分以下へと面積が縮小し、厚さもどんどんと薄まった。「ティッピング・ポイントをすでに超えてしまった」と著者は評価する。40年以上に亘って極地の海氷量の変化を計測・観測してきた第一人者の言葉は重く読み手に突き刺さってくる。

海氷はまだまだ
解明されていないメカニズムが多い

　本書は、北極のダイナミズムを解説するサイエンス本であると同時に、著者であるピーター・ワダムズ博士の長年にわたる海氷研究の挑戦を綴った本でもある。北極から南極まで地球のあちこちを飛び回る博士は、これまで海氷研究に新たな視点を常に取り入れ続けてきた稀有な研究者の一人だ。本書ではその長年の経験をもとに読者に自然環境メカニズムの解明作業に向かう科学者たちの臨場感を存分に味あわせてくれている。

　著者の経験談の中でも最も臨場感が溢れるのは、著者の十八番である潜水艦を使った海氷研究の場面だろう。世界に多くの海氷研究者がいるといえども、潜水艦で自ら氷の下を訪れた人は世界広しといえどもそうそういない。本書で紹介されている海氷の下を潜水中に潜水艦内で起こった事件についてはぜひ本書を手にとって確認してほしい逸話だ。

　海氷はまだまだ解明されていないメカニズムが多くあるという。特に2000年以降は科学者の追随を許さぬかたちで急速に変化が起きており、世界中の科学者がその解明を試みている。本書はそのダイナミックな変化を追う科学者達の奮闘記ともいえる一冊である。

　また、本当はあまり声を大にして宣伝したくないのだが、ジオエンジニアリングを活用した地球環境ビジネスのアイデアが豊富に掲載されている。ビジネスマンにとっては恰好のネタ帳の役割を果たすことは、ここだけの話だ。


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