気候の変化を止めるには (Kunzig & Broecker)

• Wallace S. BROECKER & Robert KUNZIG, 2008年: Fixing Climate: What past climate changes reveal about the current threat -- and how to counter it. New York: Hill and Wang (Farrar, Straus and Giroux社の一部), 253 pp. [わたしはこの版を読んだ。]
• Robert KUNZIG & Wallace S. BROECKER, 2008年: Fixing Climate: The story of climate science -- and how to stop global warming. London: GreenProfile (Profile Books).
• [日本語版] ウォレス・S.ブロッカー, ロバート・クンジグ 著, 内田 昌男 監訳, 東郷 えりか 訳 (2009): CO₂と温暖化の正体。河出書房新社。
　

新刊書を検索していたら出会った。 Columbia大学Lamont-Doherty地球研究所(LDEO)の BROECKERは、大学の授業の教材をつぎつぎに自家出版しているが (Eldigio Pressと称しているがこれは研究所の旧略称LDGOだ)、 今回はふつうの出版社から出している。一般向け読みものにちがいない。 ともかく取り寄せてみた。

前書きを見ると、BROECKERは金持ちのスポンサーから本を書くことを勧められ、 「共著者としてプロのもの書きを雇う。 しかもその人選をまかせてもらう」という条件で 引き受けたそうだ。 内容はBROECKERの生い立ちから最近の関心事におよぶ。 自伝を書くのを助けてくれるとはずいぶん寛大なスポンサーだ....

全16章中の13章で裏の事情がわかってくる。 BROECKERはこのスポンサーに、 あるベンチャー会社への出資もさせていた。 スポンサーとしては、投資したお金を直接回収することは求めないものの、 この投資が世のためになるものだということを宣伝してほしかったわけだ。 (本の完成を待たずに病気で亡くなってしまったそうだが。）

謝辞によれば、 文章はKUNZIGが書き、BROECKERは材料を提供した ということだ。 KUNZIGは、 ニュージーランドの氷河や北アメリカのあちこちの湖を BROECKERの共同研究者であるフィールド地質学者に案内してもらって 野外の風景を描写している。 なおGreenProfile版にはHill & Wang版にない写真がいくつも含まれている。

1931年生まれのBROECKERは、 いわばTom SAWYERばりのいたずらっ子だったらしい。 ただし、滑車などの科学知識を応用したいたずらをした。 また、自動車らしきものを作ってしまうなど、工作が得意だった。 大学3年のとき、物理を専攻したものの、 職業科学者になることなど考えていなかったのだが、 先輩にさそわれて夏休みに研究所の手つだいをしたところ、 機器のトラブルに対処する創意くふうが買われて、 その研究室で働くことになった。 その仕事は炭素14による年代測定で、 当時とても新しい研究技法だった。

研究者としてのBROECKERの業績はたくさんあるが、 本書でも重視されている3つをあげておこう。

• 第四紀(地球史のうちの最近2百万年)の氷期・間氷期サイクルの原因を 地球の公転・自転の軌道要素の変化に求めるMILANKOVICの理論 [別記事参照]は、 1976年のHAYS, IMBRIE & SHACKLETONの論文でよみがえるのだが、 その前の1960年代の数少ない支持者に、 サンゴ礁段丘の年代をウラン・トリウム法で測定したBROECKERがいた。 【MILANKOVICの名前は 正確にはCの上に左下がりのアクセント記号がつく。 しかし本人が フランス語・ドイツ語などの著作で使ったMILANKOVITCH というつづりのほうがよく知られている。】
• 1970年代、海水の微量成分、とくに炭素14やトリチウムなどの放射性同位体の 量をはかることによって、深海の水の動きが解明された [ビデオ「深層海流」の読書ノート]。 深層水の大部分は、北大西洋の高緯度の狭いところで沈みこんでいることがわかった。 これはGEOSECSというプロジェクトの成果だが、 その中でBROECKERは重要な役割をした。
• 第四紀の間には、急激な気候変化がたびたび起こっていたことがわかった。 そのひとつは最終氷期の終わりごろの新ドリアス(Younger Dryas)期で、 その現象を認識することにも、また原因を考えることにも、 BROECKERは貢献している。 また、グリーンランドの氷の分析から見つかった DANSGAARD - OESCHGER振動 [COXの本の読書ノート] [ALLEYの本の読書ノート] と、海底堆積物から見つかったHEINRICH eventsと呼ばれる現象を 関連づける研究にも関与している。

そしてBROECKERは地球温暖化の問題を 早くも1975年から指摘してきた[補足参照]。 最近では強く警告する。 その心配のひとつは、USA西部やオーストラリアの乾燥化だ。 この点はわたしも同様に心配している。 ただし本書12章で、USA西部のかんばつはラニーニャのときに起きやすいことは よいとして、温暖化によってラニーニャがふえそうだから心配だ、というのは あまり強い議論ではないと思う。 (オーストラリアの場合はエルニーニョがふえるのが困る。) 平均的水収支(降水量と蒸発量の差)がどちらのほうにずれるかが問題なのだ。 実際、LDEO所属の気象学者SEAGERを中心とした研究では おもに降水量と蒸発量の差を議論しているのだが、 本書ではその論点をとらえそこなったようだ。

心配のもうひとつは、海面上昇だ。 ただし、IPCC第3次・第4次報告書のおもな結論のように、100年で1メートル未満の 上昇ならば、人類はなんとか適応できるだろう。 BROECKERが心配しているのは、 グリーンランドや西南極の氷床が、もっと速く崩れることだ。 その可能性がどのくらいあるかは、 まさに研究の先端だが(たとえばBELL, 2008参照) まだ答えは出ていない。 ただし、過去の事例を知っているBROECKERから見ると、 地球の気候は、大きな変化を起こしうるシステムだ (「気まぐれな獣」にたとえられる)。 そして、人間が大気の二酸化炭素をふやしていることは、 システムに強制作用を与えている(獣をつついている)ことに相当し、 気候の大きな変化を誘発する可能性を高めるのではないかと考えている。

ただし、過去の急激な気候変化の因果関係はまだよくわかっていない。 また、近い将来の条件は氷期と同じではなく、類推がきくかどうかもわからない。 「CO₂増加という強制作用が急激な気候変化の可能性を高めるにちがいない」 というのは直観的判断にすぎない。 BROECKERはその直観に自信があるのだろうが、 それは、人や動物をつついたいたずらっ子の個人的経験にもよって 育ってきた直観ではないだろうか。 「この強制作用があっても急激な気候変化の可能性は変わらない」という直観、 あるいは 「この強制作用は急激な気候変化の可能性を減らす」という直観さえ もつ人もいるだろう。どれが正しいか、今のところ科学だけでは判断できない。

さて、BROECKERはぜひ温暖化を防ぐべきだと考えるのだが、 他方で、人間は化石燃料を使うのをそう簡単に減らせないと考える。 とくに、いわゆる途上国の人々が貧困から脱出するのは正当なことであり それにはエネルギー資源が必要だと考えている。 そこで、BROECKERの思考は、 化石燃料消費抑制とは別の対策に向かう。

いわゆるgeoengineering型の策のひとつ、 成層圏に硫酸エーロゾルを注入するという構想は、 CRUTZEN (2006)の論文を機会に論争をまきおこしたが、 すでにBUDYKO (1974)が述べている。 (ただし当時BUDYKOが心配したのは人工廃熱による温暖化だった。 1980年の本ではCO₂のほうを重視するように変わったが。) BROECKERは1984年にこの案を検討したが出版に至らなかったそうだ。 毎年注入をくりかえさなければならないことが最大の欠点だ。

BROECKERが向かった道は、 大気中のCO₂を積極的に減らすことだ。 (題名の「fixing」は、故障を「なおす」ことでもあるし、 二酸化炭素を「固定する」ことでもあるし、 気候変化を「止める」ことでもあるようだ。) 燃料を燃やしているところの排気からのCO₂回収は すでに研究されているが、 (本書の判断によれば) 自動車や飛行機については、CO₂を持ち帰らせるよりも、 大気中に排出することを認めるのが現実的だろう。 むしろ大気からCO₂を回収することを考えるべきだ。 薄まってしまったものを回収するのは熱力学的にむだが大きいと思われるが、 物理学者でColumbia大学の同僚になったKlaus LACKNERに よれば、エネルギーコストは確かに燃焼排気からの回収よりも高いものの、 2倍も違わないそうだ。 そこで、BROECKERは、LACKNERに知恵を、 Gary COMERに資金を出させ、 WRIGHT兄弟(本名!)に装置の開発をさせることにした。 兄弟の兄のほうはふつうの町工場の職人だが、 弟のAllen WRIGHTには、 BROECKERは "Biosphere 2" プロジェクトで出会って どうやら若いころの自分に似た特殊能力を見出したようだ。

PIELKE Jr. の本 [読書ノート]の議論に沿っていうと、 温暖化の危険を警告する科学者の多く、たとえば HANSEN [BOWENの本の読書ノート]が、 政策の選択肢をしぼりこむ意見を言うissue advocateになってしまったのに対して、 BROECKERは選択肢をふやそうとしている。 ただし、自分の案への執着があるから、 PIELKEのいうhonest brokerの概念の典型とは違うだろう。 (また、ごろ合わせとしては、 BROECKERはideaのbrokerにはちがいないのだが、 どうもhonestは似合わないような気がする。 正直でないというつもりは全くないのだが。) PIELKEは2005年から Prometheusというblog (http://sciencepolicy.colorado.edu/prometheus/ http://sciencepolicy.colorado.edu/pro_archive/prometheus/ [2017-03-04リンク先変更])で 空気からのCO₂回収の意義を論じ、 2007年に再び論じたときにはLACKNERたちの動きにもふれた。 (なおPrometheusは2009年7月に更新が止まり、 PIELKEのblog活動は http://rogerpielkejr.blogspot.com/に移った。)

どこから取り除くにせよ、CO₂を空気にもどさないように閉じこめる ことが必要だ。 深海注入は、生物への害が心配されるが、 本書の著者たちは全面的に反対はしない。 いずれにせよ人類は環境を変えているのであり、相対的に害の少ない策が必要なのだ。 また、油田・ガス田などへの注入にも反対はしない。 しかしそれでは不じゅうぶんだと考えている。 そこで提案するのはマグネシウムやカルシウムを含む珪酸塩の火成岩と反応させて 炭酸塩にしてしまう方法だ。 地球化学者らしい提案だが、物理学者のLACKNERも独立に考えていたそうだ。 火山のすきまに注入する方法と、人工的に岩石の粉末と反応させる方法が考えられる。 うまくいけば「隔離貯留」というよりも(人類の時間スケールでは)「最終処分」に なりそうだ。 (火山地帯では、火山活動に伴って逆もどりしてしまうこともあると思うが。)

温暖化問題は化石燃料への依存を減らす機会だと考えているわたしとしては、 CO₂隔離貯留は、熱力学的にむだでないことがわかったとしても 手ばなしで奨励する気にはなれない。 しかし、世界全体の化石燃料消費はそう簡単に減りそうもないから、 並行して隔離貯留あるいは最終処分も考える必要があるのかもしれない。

[補足 2011-01-13] 地球温暖化の予言者

「地球温暖化」(global warming)という表現はBROECKER (1975)に 始まるという話がある。 実際、科学雑誌の論文(研究論文ではなく評論だが)の題名に現われたものとしては 最初にちがいない。 実際に全球平均気温が上昇していることが認識される前のことだ。 運よくあたったという面もあるが、もちろん根拠はあった。 その年には、 MANABE & WETHERALD (1975)の 大気大循環モデル(3次元モデル)による最初のCO₂倍増実験の結果が出た。 また、SCHNEIDER (1975)が これとそれまでの1次元モデルによる結果を総合的に評価した (その中でRASOOL & SCHNEIDER (1971)の実験設定の欠点も指摘した)。 これで物理気候理論家の間で、 大気中のCO₂がふえるとどの程度の温暖化が起こりそうかの共通のめやすができた。 他方、物質循環はまだ謎が多かったけれど、 人が出すCO₂は、海も陸もあまりよく吸ってくれず、 大気中にたまっていくことはどうやら確かだった。 BROECKERは両方の知見をつなげられる発想をもった人だったのだ。

文献

• Robin E. BELL, 2008: The role of subglacial water in ice-sheet mass balance. Nature Geoscience, 1, 297 - 304. (これは科学者向けレビュー論文。 同じ著者による一般向け解説がScientific American、 日経サイエンスに出ていたと思うが、未確認。)
• Wallace S. BROECKER, 1975: Climatic change: Are we on the brink of a pronounced global warming? Science 189, 460 - 464.
• Mikhail I. BUDYKO [ブディコ], 1974: Izmeniya Klimata. Leningrad: Gidrometeoizdat.
  日本語版: 内嶋 善兵衛, 岩切 敏 訳 (1976): 気候の変化。 日本イリゲーションクラブ。
  英語版: (1977): Climatic Changes. Washington DC: American Geophysical Union.
• Mikhail I. BUDYKO, 1980: Klimat v Proshlom i Budyshchem. Leningrad: Gidrometeoizdat.
  英語版: (1982): The Earth's Climate: Past and Future. Academic Press.
  日本語版: 内嶋 善兵衛 訳 (1983): 気候と環境--過去・未来(上・下)。 古今書院。
• Paul J. CRUTZEN, 2006: Albedo enhancement by stratospheric sulfur injections: A contribution to resolve a policy dilemma? Climatic Change, 77, 211 - 219.
• Syukuro MANABE and Richard T. WETHERALD, 1975: The effects of doubling the CO₂ concentration on the climate of a general circulation model. Journal of the Atmospheric Sciences, 32, 3 - 15.
• S. Ichtiaque RASOOL and Stephen H. SCHNEIDER, 1971: Atmospheric carbon dioxide and aerosols: Effects of large increases on global climate. Science, 173, 138 - 141.
• Stephen H. SCHNEIDER, 1975: On the carbon dioxide- climate confusion. Journal of the Atmospheric Sciences, 32, 2060 - 2066.
• Richard SEAGER, M.F. TING, I.M. HELD, Y. KUSHNIR, J. LU, G. VECCHI, H.-P. HUANG, N. HARNIK, A. LEETMAA, N.-C. LAU, C. LI, J. VELEZ, N. NAIK, 2007: Model projections of an imminent transition to a more arid climate in southwestern North America. Science, 316, 1181 - 1184. SEAGERのウェブサイト http://www.ldeo.columbia.edu/res/div/ocp/people/seager/に解説がある。