気候変動に対する風化フィードバックの再検証：氷床形成の影響

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本研究は氷河性の侵食・風化作用を被った堆積物試料に含まれる陸源物質の化学分析から，気候変動と氷床形成に対するケイ酸塩鉱物の風化強度の時系列変化を 捉え，気候の寒冷・温暖サイクルと岩石分解反応の効率の関係性を解明することを目的としている。氷河が形成され，新鮮な岩石が削剥されることで非常に細粒な砕屑物が生産される。細粒鉱物は非常に高い反応性をもち溶解が迅速に進行する。ケイ酸塩岩の化学風化によって生産された溶質が海洋に運搬され，海洋生物の石灰化反応によって炭素が海底に固定されることで効率的な二酸化炭素の除去に寄与することが予想される。堆積物試料は陸域と海洋で生産された多様な成分の混合物であるため，これらを化学試薬によって段階的に抽出する必要がある。本研究で海洋堆積物から分離する成分は，交換性イオン・炭酸カルシウム・ドロマイト・ケイ酸塩の4つの異なる化学画分である。交換性イオンはイオン交換によって迅速に組成が変化するので，水組成や続成作用の直接的な証拠となる。炭酸塩鉱物は海水から沈殿するものと，陸域の侵食に由来するものの混合であり，前者は海水組成を反映することが知られている。ケイ酸塩の同位体比はよく制約されているが，二次変質鉱物による特定の同位体比を濃集するため風化による変質の強度を知ることができた。化学風化の気候変動への応答は数万年スケールで進行する氷期-間氷期変動よりも長期的な変動を示しており，数十万年の時間スケールで効率的な地球表層の炭素消費に寄与したと考えられる。