🔬 はじめに
炭素同位体解析は、大気中CO₂増加の原因を科学的に突き止める手法であり、安定同位体（¹²C/¹³C）と放射性同位体（¹⁴C）の両面からデータを提供します。
同位体の基礎
地球上の炭素は主に質量数12の¹²Cと質量数13の¹³C、さらに放射性同位体¹⁴Cから成り、物理・生物的プロセスで同位体分別が生じます。光合成や化石燃料燃焼は軽い¹²Cを優先的に取り込むため、これら由来CO₂は同位体比に特徴的なシグナルを残します :contentReference[oaicite:0]{index=0}。
δ¹³C分析による起源識別
δ¹³Cは大気中の¹³C/¹²C比の変化を‰単位で示す指標です。産業革命前（Holocene）の大気中δ¹³Cは約–6.5‰、現在は–8.0‰に低下しており、この継続的な負偏差は化石燃料由来CO₂の累積放出を反映しています :contentReference[oaicite:1]{index=1}。
∆¹⁴C分析による定量評価
¹⁴Cは半減期約5,730年で減衰し、石炭・石油など古炭素にはほぼ含まれません。大気中∆¹⁴Cの低下（Suess効果）を追跡すれば、化石燃料由来CO₂の混入割合を定量化でき、多くの研究で現代CO₂の約80％が化石起源であると示されています :contentReference[oaicite:2]{index=2}。
二指標の併用とモデル解析
δ¹³Cと∆¹⁴Cを同時に用いることで、自然由来（森林・海洋）と人為由来のCO₂寄与を高精度で分離可能です。例えば、
$$\delta^{13}C = (\frac{^{13}C/^{12}C_{sample}}{^{13}C/^{12}C_{standard}} – 1)\times1000$$
という質量バランスモデルを適用し、各供給源の割合を算出します :contentReference[oaicite:3]{index=3}。
応用事例と社会的意義
– 政策立案：定量化データは国別のCO₂削減目標設定・検証に利用されます。
– 技術評価：CCSや再生可能エネルギー導入の効果測定に役立ちます。
– 学術研究：地球システムモデルの精度向上や炭素収支評価の基盤を支えます。
💡 結論
炭素同位体解析は、δ¹³Cの負偏差と∆¹⁴Cの希釈を組み合わせることで、大気中CO₂増加の主因を明確に解明し、気候変動対策を科学的に支える不可欠な手法です。
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