『Abstract
　The Earth may be described as a global system consisting of the components solid Earth, hydrosphere, atmosphere, and biosphere. This system evolves under the external influence of increasing solar luminosity. In spite of this changing external forcing, the Earth's climate has been stabilized by negative feedbacks against global freezing in the past (faint young Sun paradox). The future long-term trend of further increasing solar luminosity will cause a further atmospheric CO2 decrease. Atmospheric CO2 will fall below the critical level for photosynthesis and the plant based biosphere will die out. In the present paper we propose a modelling study of the evolution of the carbon cycle from the Archaean to the planetary future. Our model is based on a paper published previously by Caldeira and Kasting [Caldeira,K., Kasting,J.F., 1992. The life span of the biosphere revisited. Nature 360, 721-723]. The difference of the current study with respect to this work resides in the forcing function used for the silicate weathering rate. While Caldeira and Kasting used a constant weathering rate over time, we calculate the time evolution of this rate by assuming a balance between the weathering flux and the CO2 release flux by volcanism and metamorphism. We use the geodynamics theory to couple the two internal forcing functions continental area (for weathering) and spreading (for CO2 release flux) which were generally considered as independent in previous models. This coupling introduces an additional feedback in the system. We find a warmer climate in the past and a shortening of the life span of the biosphere up to some hundred million years.

Keywords: Carbon cycle; Earth system; Geodynamics; Biosphere』

『地球は、固体地球、水圏、気圏、そして生物圏という構成要素からなる世界的なシステムとして説明されるだろう。このシステムは、増え続ける太陽光度という外部の影響下で進化している。この外部からの強制力が変化しているにもかかわらず、地球の気候は、過去において世界が凍結することに対して負のフィードバックにより安定化させられてきた（弱くて若い太陽のパラドックス）。さらに太陽光度が増加する未来の長期的な傾向によって、さらに大気のCO2の減少が引き起こされるであろう。大気CO2は光合成のための臨界レベル以下に下がるであろうし、植物を基礎とした生物圏は絶滅するであろう。本論文で我々は、始生代から惑星の未来までの炭素循環の進化についてのモデル化研究を提示している。我々のモデルは、Caldeira and Kasting [Caldeira,K., Kasting,J.F., 1992. The life span of the biosphere revisited. Nature 360, 721-723]により以前に公表された論文を基にしている。この研究に関して本研究の違いは、珪酸塩風化速度に対して用いられる強制関数にある。Caldeira and Kastingは時間に対して一定の風化速度を用いたが、我々は、風化作用によるフラックスと火山作用および変成作用によるCO2放出フラックス間のバランスを仮定することで、この速度の時間による変化を計算している。我々は地球力学理論を用いて、従来のモデルでは独立したものとして一般に考慮された2つの内部強制関数の大陸面積（風化に対する）と拡大速度（CO2放出フラックスに対する）を結びつけている。この結合により、システムに別のフィードバックが導入されている。我々は、過去において温暖な気候を見いだしているし、生物圏の寿命が数億年後までに短縮することを見いだしている。』

1. Introduction
2. Models for the thermal and degassing history in the parameterized convection approximation
3. The influence of geodynamics on the carbon cycle
4. The model
5. Results and discussion
Acknowledgements
References