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地球史を通じた大気酸素濃度上昇と気候安定性に関する理論的研究

关于地球历史上大气氧浓度上升和气候稳定性的理论研究

基本信息

批准号：
20J12951
负责人：
渡辺泰士
金额：
$ 1.09万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J12951/
关键词：
地球大気進化大気酸素濃度海洋基礎生産

项目摘要

本年度はまず、全球炭素循環の調節作用が働く長期的な系の変化に伴う海洋の栄養塩循環および大気の応答を取り扱う理論モデルを開発し検討を行った。その結果、大気中の二酸化炭素およびメタンの混合比の変化に対して河川からのリン供給速度が異なる応答を示すこと、初期地球における大陸地殻成長は非酸素発生型光合成生物の活動次第で大酸化イベントもしくは炭化水素ヘイズ層の形成を引き起こしうることなどを明らかにした。この成果は投稿論文として出版済みである。次に、前年度に開発を進めた地球システムボックスモデルの海洋部を改良し、酸化還元敏感微量元素である鉄と海洋物質循環、気候や大気組成の応答の時間発展的挙動を取り扱うことを可能にした。海洋化学循環系の挙動について多くの新たな知見が得られる見込みが立ったため、前年度進めた大気光化学ボックスモデルを用いる代わりに大気光化学反応系についてのパラメタリゼーションを用いる手法を採用し、鉄と酸素発生型光合成生物の活動の関係性の検討に注力した。その結果、海洋鉄循環系の大気酸素濃度上昇への応答は大酸化イベント発生後に鋭敏となること、それに伴い溶存鉄の海洋からの除去プロセスが海洋表層水における非酸素発生型光合成生物の活動から深層水における酸化反応へと遷移するなどの新たな知見を得た。これは太古代に多量に埋没した鉄を多量に含む堆積物である縞状鉄鉱床の埋没量が、大酸化イベント後に激減した一因であると考えられる。さらに、前年度に開発を進めた酸素発生型光合成生物登場後の条件に適応可能な大気光化学-海洋微生物生態系結合モデルを用いて大酸化イベントの発生条件を調べたほか、大酸化イベント発生前に大気への酸素供給速度がメタン供給速度を上回ると、大気メタン混合比の低下に伴い、水素、一酸化炭素の混合比が低下し、それらを電子供与体として用いる生物活動が低下することなどを定量的に明らかにした。

This year's long-term development of carbon-based and global carbon monitoring systems, together with marine environmental monitoring, has been conducted in a long-term manner. The results of the experiment, the mixing ratio of diacidized carbon and carbon dioxide in the atmosphere, the speed of the supply of carbon and water in the atmosphere, the speed response of the response, the growth of non-acid biogenic photosynthesis in the early stage of the earth, the second major acidizing cycle, the formation of carbonized water cycle, the formation of carbonized water cycle, and the formation of carbonization water cycle. Contribution to the results, articles, publication, publication and publication. In the second and previous years, the Ministry of Oceanography of the Ministry of Marine improvement, acidification and sensitive trace elements of the Ministry of Oceanography have been launched to improve the quality of marine materials in the second and previous years. The system of marine chemistry has been widely used in the field of photochemistry. in the past year, it has been widely used in the field of photochemical reaction in the system of photochemistry. in the past year, it has been widely used in the field of photochemical reaction in the system of photochemistry. in the past year, the photochemical reaction system has been widely used in the field of photochemical reaction. The results show that the ocean has a wide range of acid concentrations in the environment. The results show that the ocean is sensitive to acidizing after birth, and is associated with the removal of marine surface water. The activities of non-acid-producing photosynthetic organisms in deep water have been greatly improved. The Archean Archean "multi-dose" buried "multi-quantity" contains "stack active material", "bed", "buried quantity", "excessive acidizing", "burying", "burying," burying, burying and acidizing. In the previous year, after the registration of acid-forming photosynthetic organisms, it is possible that the combination of photochemistry and marine microorganisms has been greatly acidified in combination with the use of large acidizing and high acidizing conditions, the rate of supply of carboxylic acid is high, the rate of supply is low, the mixing ratio is low, water, water, and so on. The mixing ratio of acidified carbon is low, the electricity is used for body use, the biological activity is low, and the quantity of acidified carbon is low.