初期地球大気におけるメタン濃度の非線形的増幅機構

抄録

初期の太陽は現在より20-30%暗かったが，当時の気候は温暖であったと示唆されており，高濃度の二酸化炭素(CO2)に加え，メタン菌の活動によって生成されるメタン(CH4)が重要な役割を担っていたと考えられている．Ozaki et al.(2018)では，大気光化学－海洋微生物生態系結合モデルを用いて，初期地球大気に必要とされるCH4濃度を実現可能な条件を検討した．そして水素や鉄を利用する複数の嫌気性光合成細菌が共存する場合には，高いCH4濃度をもたらす高いCH4フラックスが実現可能なことが示された．本研究では，大気光化学―海洋微生物生態系のそのような挙動及びCH4濃度がCH4フラックスの2乗に比例して増加する理由を詳細に解析するとともに，さらに幅広いCH4フラックス領域におけるCH4濃度の関係についても調べ，基本的に両者は比例関係にあることを明らかにした．さらに，海洋微生物生態系活動の有無が初期地球の大気組成に与える影響についても議論する．