地質記録によれば、38億年前以降、海はずっと存在し続けた。	
一方、恒星進化論によれば、45億年前の太陽は、現在より30%暗かった。	
その場合、大気組成が現在と同じであれば、地球表面は全面凍結してそこから抜けだせない筈である。	
これは、現在の地球の状態と矛盾する。	

太陽叏
明召
厷
（現在可咆
叉去召）	

地球が出来てからの時間（10臆年）	
•太陽の内部で、核融合反応により水素が燃焼してヘリウムが合成され、太陽中心部の熱、密度が上昇し、次第に明るくなる。（恒星進化論）	

氷床無し	

1.0	  Sin	  (緯度)	  0.8	  部分凍結	

0.6	  0.4	  0.2	  0	  全球凍結	0.7	  	  	  	  	  	  	  0.8	  	  	  	  	  	  0.9	  	  	  	  	  1.0	  	  	  	  	  	  1.1	  	  	  	  	  1.2	  	  	  	  	  1.3	  	  	  	  	  1.4	  太陽の明るさ（現在を１とする）	

南北一次元エネルギーバランスモデルによる安定解	（現在の大気組成を仮定） North	  (1981)に加筆	

セーガンは、~40億年前の地球大気が強い温室効果を持っていたため、全球凍結を免れたと考えた。	
その後40億年間、 海が存在し続けたなら、	なんらかのメカニズムが地球大気組成を調整し、	~30%の太陽輝度の増加の影響を相殺する様に、	大気組成を変化させてきた事になる。	

海が凍結したり蒸発したりせずに存続し続ける為には、太陽輝度の増大を打ち消す様に、大気中のCO2が減少しなければならない。	

10	  二酸化炭素分圧（ ー ）	吧呂1	  10-­‐1	  10-­‐2	  10-­‐3	  10-­‐4	  4.5	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  3.5	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  2.5	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  1.5	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  0.5	  	  	  	  0	  時代（10億年前）	

Kas6ng(1992)を改変	

その様な自動制御メカニズムは存在したか？	
存在したとすれば、どの様なメカニズムか？	

岩波「地球進化論」より	

しかし、CO2が大気中から一方的に固定され、O2が大気に一方的に放出されている訳ではない。	

そして、地表温度および大気中のCO2濃度が高まる程、化学風化速度も早くなる	

放出	

放出	

固定	

固定	

マントル	

10	  二酸化
炭素分圧（ ー ）	

吧
呂1	  10-­‐1	  10-­‐2	  10-­‐3	  10-­‐4	  4.5	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  3.5	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  2.5	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  1.5	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  0.5	  	  	  	  0	  時代（10億年前）	

Kas6ng(1992)を改変	

氷床無し	

1.0	  Sin	  (緯度)	  0.8	  部分凍結	

0.6	  0.4	  0.2	  0	  23	  	  	  	  8	  全球凍結	
0.7	  	  	  	  	  	  	  0.8	  	  	  	  	  	  0.9	  	  	  	  	  1.0	  	  	  	  	  	  1.1	  	  	  	  	  1.2	  	  	  	  	  1.3	  	  	  	  	  1.4	  太陽の明るさ（現在を１とする）	

南北一次元エネルギーバランスモデルによる安定解	（現在の大気組成を仮定） North	  (1981)に加筆	

何らかの理由でpCO2が１桁下がる	

化学風化再開しpCO2減少	

全球凍結からの脱出	

横軸をCO2とした	全球凍結へ	化学風化が停止し、pCO2が徐々に上昇	（田近、2000）	

全球平均温度（℃）	

CO2分圧（気圧）	

100	  10-­‐2	  何らかの理由で	CO2濃度が減少	10-­‐4	  	  50	  寒冷化	全球凍結	

異常温暖化と	そこからの回復		  	  	  0	  -­‐50	  数10万年	 数100万年	

数10万年	

（田近、2000）	

超大陸の形成に伴なう火山活動の低下？	
生物の進化に伴なう炭素固定効率の増加？	
大気酸素レベルの上昇に伴なう風化効率の増加？	
（まだ、明らかにされていない）	

10	  二酸化
炭素分圧
（ ー ）	

吧
呂1	  10-­‐1	  10-­‐2	  10-­‐3	  10-­‐4	  4.5	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  3.5	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  2.5	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  1.5	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  	  0.5	  	  	  	  0	  時代（10億年前）	

Kas6ng(1992)を改変	

• 地球表層の気候状態には、複数の安定モードが存在する。	
• 各安定モードは、（炭素循環などの）負のフィードバックで維持されている。	
• システムの境界条件（エネルギー供給速度、CO2供給速度、CO2固定速度など）がある敷居値を越えると、システムは不安定になり、環境モードは別のモードへと急激にジャンプする。	

20100223-­‐24森羅万象学校	

顕生代の気候は、地球外要因で制御されたのか？	

20100223-­‐24森羅万象学校	

(from Veizer et al., 2000)	

(from Veizer et al., 2000)	

h;p://www.ras.ucalgary.ca/CGPS/where/plan/plan_basic_big.gif	  （Shaviv	  and	  Veizer,	  2003)	  (Royer	  et	  al.,	  2004)	  (Royer	  et	  al.,	  2004)	  参考文献	
Shaviv	  and	  Veizer,	  2003:	  Celes6al	  driver	  of	  Phanerozoic	  climate,	  EGS	  -­‐	  AGU	  -­‐	  EUG	  Joint	  Assembly,	  Abstracts	  from	  the	  mee6ng	  held	  in	  Nice,	  France,	  6	  –	  11	  	  Mann	  et	  al.,	  2009:	  Global	  Signatures	  and	  Dynamical	  Origins	  of	  the	  Li;le	  Ice	  Age	  and	  Medieval	  Climate	  Anomaly.,	  Science,	  Volume	  326,	  Issue	  5957,	  pp.	  1256	  	  20100223-­‐24森羅万象学校