地球の酸素と水の量

質問

地球はCO2が年々増え温暖化しているそうですが、地球の生命（特に動物）に必要な酸素と水（海水を含む）の量はどうなっているのか、時々気になることがあります。
　・地球表面の酸素と水の量は現在までどう変化してきたのか。
　・今後、どう変化するのか、それとも変化しないのか。
まだ、納得のいく答えに出会いません。素人にも分かりやすい答えがありましたらよろしくお願いします。

回答No.3

coralseaco2

水の量はこれまでほとんど変わらなかったし、今後もほとんど変わりません。水は、プレート境界の海溝からのプレートの潜り込みとともに地下深くに入って行きますが、火山帯の火山の噴火に伴って火山ガスに含まれる水蒸気として再び出てきます。また、プレート境界の海嶺や地溝帯では噴火活動に伴って水蒸気が出てきます。

酸素は人為的に排出する炭酸ガスの増加に伴って、減りますがもともと21％もあるので、0.02％（200ppm）減ったとしても、千分の１であり、割合からすると無視できるほどわずかです。平たく言うと、酸素濃度は今後も変わりません。
生物が必要とする水と酸素の量はほとんど変化がなく、炭酸ガス濃度の増加が続いても生命への影響はありません。
地質時代の酸素濃度の推移は下記のＨＰにあります。植物やプランクトンなどの有機物が分解することなく、たくさん地下に埋もれて石炭や石油が形成された時期に酸素濃度が高まっていたようです。
http://www.s-yamaga.jp/nanimono/chikyu/taikitokaiyonorekishi.htm　

「CO2が年々増え温暖化している」というのは、ＩＰＣＣの誤った報告によるもので、違っています。
1896年にアレニウスは炭酸ガス濃度が2倍になると気温が5～6度上昇すると主張しました。1865年に炭酸ガスが温室効果ガスであることを発見したチンダルが、1900年頃に実験で炭酸ガス濃度を２倍にしても炭酸ガスによる吸収が増えないことを明らかにし、温暖化炭酸ガス原因説を既に論破しています。
当時の炭酸ガス濃度でも既に炭酸ガスによる赤外線の吸収は飽和していて、それ以上に濃度を高めても吸収は増えず、温室効果も高まらないということです。

温暖化炭酸ガス原因説では、炭酸ガスには温室効果があり、現状よりも濃度が高くなると、炭酸ガスによる地表からの放射の吸収が増えて、地球から宇宙に出て行く放射が減少するから、温度が上昇すると説明されています。
　しかし、炭酸ガスに温室効果がある所までは合っていますが、その後の部分は間違っています。炭酸ガスは、地表からの地球放射のうち、吸収可能な波長15μmの赤外線をものすごく強く吸収します。わずか1mで9割以上、10mでは100%吸収します。
http://www.sundogpublishing.com/fig9-13.pdf　1mの空気柱の赤外線吸収率(Petty)
　現在の炭酸ガス濃度は390ppmですから、わずか百分の1の3.9ppmしかなくても、波長15μmの地球放射は1000mの高さまでで全部吸収されてしまいます。ということは、温室効果の大きさはゼロと3.9ppmの間には明らかな差がありますが、3.9ppmと産業革命前の濃度280ppmとの間、390ppmと2倍の780ppmの間に温室効果の差はありません。

実際に炭酸ガスが吸収できる15μmの波長では、地球放射と同じ大きさの大気放射が観測されていて、地表から上向きに出た地球放射はすべて炭酸ガスに吸収され、周囲の空気を暖めることなく、再放射されて大気放射として地表に戻っています。
http://www.asahi-net.or.jp/~rk7j-kndu/kenkyu/ke03.html　近藤純正先生のHPの図 3.5

15μmの波長では炭酸ガスに吸収されずに宇宙まで出て行っている地球放射は全くありませんから、炭酸ガスの濃度が高くなっても、炭酸ガスによる吸収は増えませんし、温室効果も増しません。炭酸ガスはすでに温室効果を100%発揮済みであり、これ以上の温室効果は発揮できません。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%82%A1%E3%82%A4%E3%83%AB:Atmospheric_Transmission_JA.png　大気通過後の放射スペクトル分布　水蒸気と炭酸ガスの吸収波長の地球放射は全て吸収されてしまうため、宇宙まで出て行けない。

炭酸ガスよりもはるかに広い吸収波長域を持つ水蒸気も吸収可能な波長の赤外線を全て吸収し、同じ大きさの大気放射として地表に戻していますから、現在以上に水蒸気濃度が高くなっても、温室効果は増大しません。
平たく言うと、15μmの炭酸ガスの吸収波長と水蒸気の吸収波長域では、地表からの地球放射と大気から地表に向かう大気放射が同じ値であるため、放射冷却は全く生じません。
大気の窓領域の放射をふさいだ場合（対流圏オゾンの増加）のみ、温室効果が増大します。

炭酸ガス濃度が増すと、15μｍの吸収波長域が長波長側と短波長側に広がるから、温室効果が高まるとの主張（地球温暖化懐疑論批判、地球温暖化懐疑論へのコメントVer.3）がありますが、それは水蒸気が存在しない架空の世界での話で、実際の空気には炭酸ガスの50倍近い水蒸気が含まれていて、広がるはずの波長域と吸収波長が重なっています。従って、広がるはずの波長域は水蒸気によって既に吸収されてしまっていますから、炭酸ガス濃度が増しても温室効果は高まりません。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%82%A1%E3%82%A4%E3%83%AB:Atmospheric_Transmission_JA.png　大気通過後の放射スペクトル分布

炭酸ガスに一度吸収された地球放射は半分が上向きに再放射され、炭酸ガス濃度が増すと、吸収と再放射を繰り返して宇宙へ出て行く距離が増すから温室効果が高まるとの主張がありますが、地表では15μｍについて上向き地球放射と同じ大きさの下向き大気放射が観測されています。
従って、炭酸ガスが吸収して上向きに再放射した分は吸収と再放射を繰り返し、結局、全部下向きになって地表に戻ったことになります。15μｍの地球放射と大気放射の差引はゼロで、宇宙に出て行く放射はありませんから、上記の主張は誤りであることがわかります。
熱収支図でも大気の窓領域から直接宇宙に出る放射40を除く地球放射350　のうち、半分の175を圧倒的に超える324が地表に大気放射として戻っていますから、水蒸気と炭酸ガスの両方の温室効果の場合でも、水蒸気と炭酸ガスによる地球放射の吸収後の再放射の半分が上向きで吸収と再放射を繰り返しながら宇宙に出て行くというストーリーが誤りであるのは明らかです。
http://www.rist.or.jp/atomica/data/pict/01/01080201/03.gif

　成層圏のような低温低圧の高空は未飽和だから、炭酸ガス濃度が増すと、温室効果が高まるという説がありますが、人工衛星からの観測では炭酸ガスが吸収可能な波長15μｍ(波数670/cm)について、気温－53度(220K)の成層圏下部からの放射をとらえています。
0.1気圧では、わずか１ｍの空気柱でみると吸収は未飽和でも、実際の成層圏下部の厚みははるかに大きく、数十ｍ、数百ｍの空気柱で考えると、吸収は飽和していますから、炭酸ガス濃度が高くなっても、温室効果は高まりません。
また、地表からの15μｍの地球放射は高さ10ｍ未満で全て炭酸ガスに吸収されていて、成層圏下部まで届いている15μｍの地球放射は存在しません。
http://www.warwickhughes.com/papers/barrett_ee05.pdf
http://www.sundogpublishing.com/fig9-13.pdf　1mの空気柱、0.1気圧での炭酸ガスによる赤外線の吸収スペクトル
http://www.s-yamaga.jp/nanimono/taikitoumi/taikitotaiyoenergy.htm 太陽スペクトルと大気の吸収の図　炭酸ガスは高度11kmでも15μmの吸収率100%

炭酸ガスが吸収できる15μmの赤外線の吸収の飽和を無視したシミュレーションにより、炭酸ガス濃度が倍増すると、気温は1.2度上昇するという予測が行われました。
　次に、幅広い吸収波長域を持つ水蒸気による赤外線の吸収の飽和も無視されて、温度が上がると水蒸気の濃度が高まって、温室効果がさらに高まるはずだという正のフィードバックがあることを前提に、炭酸ガス倍増時の温度上昇は、1.5～4.5度とされたのです。これは極めて過大な値です。
　炭酸ガス倍増時の温度上昇は別のいくつかの手法による計算ではいずれも0.4度です。
また、人工衛星による温度と水蒸気・雲の関係の実測では、負のフィードバック効果があったことが分かっています。温度が上がると、水蒸気が増え、雲が多くなって日射をさえぎったり、反射したりして、地表温度を下げる方向に働きます。
http://blogs.yahoo.co.jp/nishiokablog/14779529.html
　従って、正しくは炭酸ガス濃度倍増時の温度上昇は0.4度未満で、炭酸ガス濃度の上昇による温暖化の問題はもともと存在しないのです。

温暖化は1900年代後半の、8000年ぶりという極めて活発な太陽活動による自然現象です。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%AA%E9%99%BD%E5%A4%89%E5%8B%95　太陽変動
http://www.mission-k.net/globalwarming/cosmicray/cosmicray.html　
オマーンのモンスーン(降水量の指標)と太陽活動に非常に密接な相関

回答No.2

michael-m

確かに温暖化しているようですが、実際にはそれが二酸化炭素のせいなのか、長い地球のサイクルなのかは結論は出ていません。
これに伴い南極や氷河は溶けていることは確かです。世間では南極と北極の氷が溶けたら…と騒いでいますが、しかし、北極の氷が溶けても地球に影響はありません。水に浮かべた氷が溶けても水位が上がらないからです。（氷の方が体積が大きく、水の下にある体積は非常に大きいから、溶けてもその分排除される体積は小さくなるだけ。）

その他、詳しく見るとエコと言われている事には疑わしい事ばかり。
それに数字を上げて応えてくれた本を最近見つけました。
一方的な情報は間違いの基ですので、「武田邦彦」の本をあわせて読んでみてください。

お礼

丁寧なご回答ありがとうございます。
ご紹介の本、早速探してみます。地球の将来を考えるときは、日頃の頭脳とは別次元の思考力が要るようです。

回答No.1

gh123-2009

太陽活動や地球自身の公転軌道の関係、人間社会の影響により、長い目で見れば当然変化します。
温暖化は二酸化炭素の濃度を上げたり、氷が解けて海水面を上昇させることは、ご承知の通りです。
そのガスが植物の生育に関係すれば、また海に溶ければ、酸素量の比率が変わるということです。

詳しくは「太陽系の地図帳」という本を参照されては如何でしょう。
その「地球」という項目の中に、少しは参考になることが書かれています。

お礼

懇切丁寧なご回答を頂き有難うございます。早速、ご指摘の本を探し、調べて見ます。地球への漠然とした不安が少しでも解消できれば幸いです。