GEOCARB III: 고생대 기간 동안의 대기 CO2의 수정된 모델

대기 CO₂의 고생대 고찰을 위한 GEOCARB 모델(Berner, 1991, 1994)이 대륙 풍화에 의한 CO₂ 흡수에 영향을 미치는 요인에 중점을 두고 수정되었습니다. 여기에는: (1) 빙하가 존재하는 기간과 존재하지 않는 기간 모두에 대한 CO₂에 대한 지구 평균 표면 온도 및 유출의 의존성을 위한 새로운 GCM(일반 순환 모델) 결과, 태양 복사 변화에 대한 온도 반응의 새로운 결과; (2) GEOCARB II에서 이루어진 대로 Sr 동위 원소 기반의 풍화-융기 요인 fᵣ(t) 값이 고생대 기간 동안 지구 물리적 침식 속도의 척도로 사용된 테리지노 계량 토사량으로 계산된 독립적 값과 일반적으로 일치함을 입증; (3) Devonian 기간 동안 대륙에서 대형 혈관 식물의 출현이 Ca-Mg 규산염 풍화에 미치는 영향의 정량적 효과 및 시기에 대한 보다 정확한 추정치; (4) 풍화 속도에 미치는 전적 CO₂ 및 태양 복사 변화의 영향을 포함; (5) 섭입대 및 해저에서의 화산풍화의 효과를 고려; (6) 고생대 석회암 및 유기물에 대한 새로운 δ¹³C 값 데이터 사용; (7) 피침과 쌍떡잎식물의 상대적인 풍화 개선 효과 고려; (8) 최근 데이터에 기반한 생리적 토지 면적의 수정 및 이 데이터를 사용하여 시간에 따른 세계 물 유량을 계산하기 위한 GCM 기반 고사유출 결과 사용. 결과는 GEOCARB II와 유사한 전반적인 패턴을 보여줍니다: 초기 고생대 동안 매우 높은 CO₂ 값, Devonian과 석탄기에 큰 하락, 초기 중생대 동안의 높은 값, 그리고 약 170 Ma부터 신생대 동안 낮은 값으로의 점진적인 감소. 그러나 새로운 결과는 중생대 동안 상당히 높은 CO₂ 값을 보이며, 시간에 따른 하향 추세는 Ekart 및 다른 연구자들의 독립적 추정치와 일치합니다(1999). 민감도 분석 결과, 고대 CO₂에 대한 결과는 특히: CO₂ 비료와 온도가 식물에 의한 화학 풍화를 가속화하는 데 미치는 영향; 일정한 온도와 CO₂에서 식물이 광물 용해 속도에 미치는 정량적 효과; 암석 풍화 가속화에 있어 쌍떡잎식물과 피침식물의 상대적인 역할; 그리고 사용된 글로벌 기후 모델에 대한 고대 온도의 반응에 민감하다는 것을 보여주었습니다. 이는 화학 풍화에서 식물의 역할에 대한 추가 연구와 고대 CO₂ 및 장기 탄소 순환 연구를 위한 GCM의 적용 필요성을 강조합니다.