Fast energy transitions can reduce climate tipping risks

地球の気候システムには、巨大な氷床、海洋循環、熱帯雨林のように、地球が温まりすぎると突然かつ不可逆的な変化を起こす可能性のある、特定の極めて重要な構成要素が含まれています。科学者たちはこれらを「ティッピング・エレメント（臨界要素）」と呼んでいます。あるティッピング・エレメントが特定の温度閾値を超えると、それを止めるのが困難な自己強化型のフィードバック・ループによって、自律的に崩壊し始めることがあります。例えば、アマゾンの熱帯雨林が十分に乾燥すれば、サバンナへと変貌し、膨大な量の炭素を放出し、大陸全体の降雨パターンを変えてしまうかもしれません。同様に、グリーンランドおよび西南極の氷床の融解は海面を数メートル上昇させる可能性があり、大西洋の海流の減速は、ヨーロッパや南半球の天候パターンを劇的に変えてしまう可能性があります。危険なのは、これらの変化が一度きりで終わるのではなく、一つのシステムの崩壊が別のシステムを限界へと押しやるという、連鎖反応を引き起こす可能性があることです。世界はすでに大幅に温暖化しており、こうした変化のいくつかがますます現実味を帯びてきていますが、問題は、まだ破滅から回避する道はあるのか、そして行動に移すための時間はどれほど残されているのかということです。

スイスとドイツの機関の研究者による新しい研究は、まさにこの可能性を検証しています。彼らは、物理学的に可能な限り速くクリーンエネルギーへと切り替えることで、世界が気候変動の最悪の結果を回避できるかどうかをテストするために、精巧なコンピュータ・シミュレーションを構築しました。チームは、再生可能エネルギーのインフラをいかに迅速に構築できるかを計算するモデル、それらのエネルギー選択を地球規模の温度変化へと変換するモデル、そしてそれらの温度に対して気候のティッピング・エレメントが数千年にわたってどのように反応するかを予測するモデルという、3つの異なるモデルを組み合わせて完全な全体像を作り上げました。彼らの目的は、単に温暖化を止めることができるかどうかを見ることではなく、実際に温暖化を逆転させ、地球の温度をより安全なレベルへと下げ戻すことができるか、そしてそれが気候の破局を誘発するリスクをどの程度低減させるかを理解することでした。

研究者たちは、人類が化石燃料からの即時かつ積極的な移行を開始し、数年以内にネットゼロ排出を達成した上で、その後、地球を冷却するために大気中から二酸化炭素を積極的に除去することを目指すシナリオに焦点を当てました。彼らは、この移行のタイミングが将来にどのように影響するかを見るために、2020年から2100年まで、様々な時期にこの移行を開始する場合をテストしました。最も楽観的なシナリオ、すなわち2025年に切り替えを開始し、世界が産業革命前と比較してわずか1.0度の温暖化レベルに戻る場合、その結果は驚くべきものです。今後1世紀の間、4つの主要なティッピング・エレメントのうち少なくとも1つを誘発する平均的な確率は劇的に低下します。現在の政策の下では、約3度の温暖化が予測されており、今後100年以内に少なくとも一つの崩壊が起こるリスクは約5.8パーセントです。対照的に、この急速な移行シナリオでは、この短期的なリスクはわずか0.1パーセントにまで減少します。

迅速に行動することの恩恵は、次の1世紀だけに留まりません。研究では、たとえ地球が冷却されたとしても、ティッピング・エレメントが最終的に崩壊してしまうかどうかを確認するため、今後5万年間にわたる気候をシミュレートしました。現在の政策の下では、シミュレーションによれば、これらの重要なシステムのうち少なくとも一つが最終的にティップ（臨界点に達する）する確率は96.6パーセントです。しかし、もし世界が2025年から可能な限り速いエネルギー移行を採用すれば、その長期的なリスクは18.6パーセントにまで低下します。最も顕著な減少が見られるのは、西南極氷床と大西洋の海流です。西南極氷床については、最終的な崩壊のリスクが93パーセント超から約16パーセントに低下します。大西洋の海流については、85パーセント近くから10パーセントへと低下します。アマゾンの熱帯雨林とグリーンランド氷床もリスクが大幅に削減されますが、シミュレーション内では他の要素よりも依然としてやや脆弱なままです。

しかし、タイミングこそがすべてです。研究によれば、この急速な移行を開始するのを遅らせることは、決定的な違いをもたらします。世界が急速な移行を開始するのを2050年まで遅らせた場合、短期的なティッピング・イベントのリスクはわずかに上昇するだけですが、長期的なリスクはより顕著に上昇し始めます。もし遅延が半世紀にまで及べば、状況は急速に悪化します。例えば、移行の開始を2075年まで遅らせると、少なくとも一つのティッピング・エレメントを誘発する長期的なリスクは、遅延10年ごとに約4パーセントずつ上昇します。これは、開始が遅れるほど地球がより長く高温の状態に置かれるためであり、アマゾンや大西洋の海流のような一部のティッピング・エレメントは、高温に対して比較的素早く反応するためです。氷床は反応に時間がかかるため、短期的な遅延に対するリスクは低いですが、待てば待つほど、システム全体の不安定性は増していきます。

たとえティッピング・イベントを完全に防ぐことができないとしても、移行を早期に開始することは、人類に多大な時間をもたらします。研究者たちは、2025年に始まる急速な移行は、現在の政策に従った場合と比較して、アマゾンの熱帯雨林の崩壊を12,000年近く遅らせることができることを発見しました。大西洋の海流は、ほぼ13,000年遅らせることができます。この余剰時間は極めて重要です。なぜなら、社会が新しい条件に適応し、レジリエンス（回復力）を構築し、臨界点を超える前にシステムを安定させるための数世紀にわたる時間を確保できるからです。研究は、たとえティッピング・イベントが最終的に発生したとしても、それが2329年に起こるのか、あるいは14,000年後に起こるのかという差は、管理可能な課題であるか、あるいは差し迫った破局であるかという決定的な差を生むことを示唆しています。

また、本研究は、可能なことの限界についても明らかにしています。ティッピングのリスクを、航空業界や原子力分野で使用される安全基準に匹敵する非常に低い閾値である0.5パーセント未満に抑えるためには、世界はピーク時の温暖化を2.0度以内に制限し、その後、長期的には地球を0.8度以下まで冷却し戻す必要があります。国際政治で頻繁に議論される目標である1.5度への復帰だけでは、依然として重大な長期的ティッピング・リスクが残ります。0.8度の目標を達成するには、エネルギー消費が激しく高価なダイレクト・エア・キャプチャー（直接空気回収）のような、大規模な炭素除去技術が必要となります。研究は、移行が数年でも遅れれば、地球をこれほど低い温度まで引き戻すために必要なエネルギーと財政的資源は劇的に増加し、現在の技術やインフラの能力を超える可能性があると指摘しています。

結局のところ、この論文は明確、かつ厳しい進むべき道を提示しています。それは、すべての気候リスクを回避するための窓は狭まってはいるものの、閉じてはいないということを示唆しています。物理的に可能な限り速やかにクリーンエネルギーへと移行し、大気中から炭素を積極的に除去することで、人類は不可逆的な気候の変化を誘発する確率を劇的に下げることができます。この研究は、これらのティッピング・ポイントを永遠に回避できると約束しているのではなく、今行動することが、破局の確率を「ほぼ確実」から「管理可能なレベル」へと下げることができ、世界に適応するための数千年の時間を稼ぐことができると実証しているのです。研究者が示唆する選択肢は、気候システムが数世紀以内に崩壊する未来か、それとも数千年間にわたって安定し続ける未来かであり、その違いは、世界がいかに迅速に行動できるかに完全にかかっています。