キーリング曲線

1950年代の半ば、空気中の二酸化炭素の量が年とともに増えているのかどうかは、誰にも分からなかった。19世紀の終わりには、スウェーデンのアレニウスが、石炭を燃やして二酸化炭素が増えれば地球は暖まると計算していた（二酸化炭素と気温の計算）。だが、それまでの測定は場所や方法によってばらつきが大きく、海が余分な二酸化炭素をすぐに吸い込んでしまうだろう、と考える科学者も多かった。

チャールズ・デイヴィッド・キーリングは1928年、アメリカに生まれた。カリフォルニア工科大学で研究員をしていた若いころ、空気中の二酸化炭素を正確に測る装置を自分で作り、カリフォルニアの海岸や山の中を回って測った。すると、街や森のそばから離れた場所では、どこでもほぼ同じ値が出ることに気づいた。地球の大気には、地域の影響を除いた「基準の値」がある。それを長く測り続ければ、地球全体の変化が分かるはずだった。

1956年、キーリングは、スクリップス海洋研究所の所長ロジャー・レヴェルに招かれた。レヴェルは、人類は大気を使って大規模な実験をしている、と論文に書いた科学者である。1957年から翌年にかけての国際地球観測年の計画の中で、キーリングはハワイ島のマウナロア山の中腹、標高3400メートルほどの観測所に装置を据えた。周りは草木の少ない溶岩の原で、太平洋の真ん中にあり、工場や森の影響を受けにくい。1958年3月、最初の測定値は、空気の分子100万個のうち二酸化炭素が313個ほど、という割合だった。以下、この100万分の割合で数を示す。南極でも測定が始まった。

数年のうちに、はっきりした形が現れた。値は毎年、北半球の春の終わりに最も高くなり、秋に最も低くなる。北の大陸の植物が夏に葉を茂らせて二酸化炭素を吸い込み、冬に枯れた葉が分解されて吐き出すためである。地球が呼吸しているような、この季節の波の上で、値は年ごとに確実に上がっていった。ぎざぎざの波を乗せて右上へ伸びる一本の線は、のちに「キーリング曲線」と呼ばれるようになる。

測り続けることは簡単ではなかった。研究の資金は、何度も打ち切られかけた。新しい発見の無い、同じ測定の繰り返しに見えたからである。キーリングは測器の較正に異常なほどこだわり、資金を出す役所と交渉を重ねて、記録を途切れさせなかった。わずかな誤差も許さない、この粘り強さが、曲線を誰も疑えない証拠にした。

測定から分かったことは重い。産業革命の前、空気中の二酸化炭素はおよそ280だったと、南極の氷に閉じ込められた昔の空気から分かっている。マウナロアの年平均の値は、1950年代の終わりの315前後から上がり続け、2013年には初めて400を超えた。2020年代には420を超えている。しかも、上がる速さそのものが増していた。増えた分が化石燃料を燃やしたことによるものであることは、炭素の種類の割合からも確かめられている。

キーリング曲線は、地球温暖化をめぐる議論の出発点となった。1988年に気候変動に関する政府間パネル（IPCCの設立）が作られ、各国が温暖化の科学を評価するようになったとき、その報告書でも、この曲線は温暖化を示す最も基本の証拠として掲げられた。のちの京都議定書やパリ協定の交渉の背後にも、毎月発表されるマウナロアの数字があった。

キーリングは2002年にアメリカ国家科学賞を受け、2005年に亡くなった。測定は息子のラルフ・キーリングとアメリカの海洋大気庁に引き継がれている。2022年にマウナロア山が噴火して観測所への電気と道が断たれたときも、近くのマウナケア山に装置を移して、記録は途切れなかった。一人の化学者が始めた測定は、いまも毎日続いている。