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永久凍土の融解はCO2を放出するが、岩石はその一部を吸収する可能性がある

気候変動により永久凍土が融解し、何千年も閉じ込められていた膨大な量の有機炭素が放出されている。この炭素は鉱化され、川を通じて二酸化炭素として大気中に放出され、温室効果を増幅させる。しかし、このダイナミクスだけが作用しているわけではない。融解により、これまで保護されていた鉱物が露出し、その化学的風化が加速される。この過程は岩石の風化と呼ばれ、二酸化炭素を捕捉し、酸性を中和するイオンを生成したり、炭酸塩を形成したりする。

チベット高原で行われた研究では、永久凍土が特に脆弱なこの地域で、これら2つのメカニズムの間に複雑な相互作用が明らかになった。研究者たちは、永久凍土が連続している地域では、川によるCO2排出が支配的であることを観察した。一方、永久凍土が不連続または孤立している地域では、岩石の風化が優勢となる。これらの場合、鉱物の風化によって吸収されるCO2は、川の排出量を上回り、時には完全に相殺することさえある。

チベット高原は、78万平方キロメートルの流域を有し、これらの現象を研究するための理想的な場所である。この地域の川は、融解によって生じた古い有機炭素だけでなく、岩石の風化によって生じた無機炭素も運搬している。分析によると、これらの川に溶解した有機炭素の3分の1は、永久凍土や岩石などの古い源に由来し、残りは比較的新しいものである。一方、無機炭素の一部は、炭酸塩やケイ酸塩の風化に由来し、これらの鉱物は溶解する際にCO2を閉じ込める。

研究結果によると、一部の地域では、岩石の風化が川のCO2排出量の最大35%を吸収している。永久凍土があまり広がっていない地域では、この割合は100%を超えることもあり、吸収量が排出量を上回ることを示している。この現象は、地球温暖化が進むにつれて、融解によりより多くの反応性鉱物表面が露出するため、さらに増幅する可能性がある。

岩石の風化は、炭素排出に対する自然のカウンターウェイトとして機能する。硫化物（例えば黄鉄鉱）が酸化するとCO2を放出するが、炭酸塩やケイ酸塩の風化はCO2を吸収する。チベット高原では炭酸塩が優勢であるため、この過程は融解に関連する排出量の一部を緩和する。しかし、硫化物が豊富な地域では、これらの鉱物の酸化がCO2排出を悪化させる可能性がある。

チベット高原の川は、現在、年間約230万トンの炭素をCO2の形で排出している。同時に、岩石の風化は約80万トンのCO2を吸収しており、これは川の排出量の35%に相当する。これらの数字は、永久凍土の融解が古い炭素を放出する一方で、地球化学的反応がその相当部分を中和できる可能性があることを示している。

この発見は、融解が炭素循環に与える影響を理解するためには、生物学的および地質学的プロセスの両方を考慮することの重要性を強調している。気候モデルは、これらのメカニズムを統合し、永久凍土地域が地球温暖化に果たす役割を正確に評価する必要がある。

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À propos de nos sources

Étude citée

DOI : https://doi.org/10.1038/s41586-026-10664-8

Titre : Rock weathering can counteract river CO2 emissions induced by permafrost thaw

Revue : Nature

Éditeur : Springer Science and Business Media LLC

Auteurs : Liwei Zhang; Aaron Bufe; Joshua F. Dean; Gerard Rocher-Ros; Ryan A. Sponseller; Emily H. Stanley; Jan Karlsson; David E. Butman; Ran Liu; Lijun Hou; Jinzhi Ding; Shilong Piao; Xinghui Xia; Tom J. Battin