砂漠の鉱物に隠れていた炭素循環を科学者が発見(In a first, scientists reveal an unexpected carbon cycle occurring in the Mojave Desert)

2026-09-23 カリフォルニア大学バークレー校(UCB)

米カリフォルニア大学バークレー校の研究チームは、モハーベ砂漠の土壌で、植物や微生物による生物学的過程とは異なる非生物的な炭素循環を発見した。砂漠土壌の鉱物や微粒子は、夜間に気温が低下すると大気中のCO₂を吸着し、日中に温度が上昇するとCO₂を放出する。この吸着・脱着は土壌センサーによる長期観測と、土壌試料を用いた温度別の実験によって確認された。研究者らは、この現象が砂漠土壌での炭素交換を従来の生物学的な土壌呼吸だけでは説明できないことを示すと指摘。モハーベ砂漠のデータを地球規模に外挿すると、年間1~3ギガトンの炭素が砂漠土壌と大気の間を移動する可能性があり、炭素循環モデルや自然を活用した気候変動対策に新たな知見を与える。

<関連情報>

熱駆動型CO2吸着/脱着と土壌呼吸への影響 Thermally driven CO2 adsorption/desorption and its effect on soil respiration

Anna Abramova, Jennifer Mills, Gregory E. Maurer, Benjamin Gilbert, […] , and Ronald Amundson
Science Advances  Published:23 Sep 2026
DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.aed9979

砂漠の鉱物に隠れていた炭素循環を科学者が発見(In a first, scientists reveal an unexpected carbon cycle occurring in the Mojave Desert)

Abstract

Soil respiration counterbalances global photosynthesis, yet several aspects of this process remain unexplained despite decades of research: (i) nighttime negative soil carbon flux in drylands and (ii) diurnal temperature-dependent hysteresis patterns. We propose that abiotic CO2 adsorption-desorption in the soil is the cause or contributor to these phenomena. Laboratory isotherms were conducted on desert soil at various diurnal temperatures and CO2 partial pressure levels. These results, combined with field data from the Mojave Desert, demonstrate that adsorption causes negative nocturnal CO2 fluxes, while desorption during the day leads to positive fluxes. In addition, by accounting for thermally driven physical CO2 exchange, the apparent temperature hysteresis commonly observed is reversed. The annual CO2 adsorption in the thermally active soil layer ranges from 16.7 to 19.3 grams of CO2-C per square meter per year, indicating a possible abiotic exchange of up to 2.2 to 2.5 billion tonnes of CO2-C with the atmosphere globally. Our findings suggest that gaseous adsorption should be included in the global carbon cycle to more accurately represent land-atmosphere CO2 exchange.

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