自然実験が植物プランクトンによる炭素除去の効果を証明

自然実験が植物プランクトンによる炭素除去の効果を証明 栄養不足の海洋にミネラルを加えた場合に何が起こるかについて、数十件の自然現象が明確な画像を提供してくれます。 Quico Toro 2026年7月13日 49911 シェア 狂気に満ちたジオエンジニアでさえ、サハラ砂漠が毎日北大西洋に投下する鉄分のほんの一部を海洋に加えることを夢見ることはないでしょう。小さな海の植物が二酸化炭素を大気から除去するために海洋に栄養素を加えるという考えは、人々が慣れていないものです。馴染みのない考えは私たちを不快にさせます。その直感的な「あまり確信が持てない」という感覚は、十分に自然なものです。それは、そのようなことが危険であるはずだ、私たちはそれをこれまで行ったことがないので、結果を知ることは決してできないはずだ、という漠然とした感覚として現れます。 しかし、それは真実ではありません。栄養豊富なミネラルを栄養不足の水に加えた場合に何が起こるかについては、非常に正確な理解があります。数十件の自然実験がその問題を解決しました。なぜなら、自然は数百万年にわたって、世界中の多くの異なるメカニズムを通じて、常に海洋にミネラルを供給しているからです。火山がそれを行います。山火事がそれを行います。賢いクジラさえもそれを行います。砂嵐や氷山も同様です。そして、衛星が20年以上前から海洋の色を非常に正確に測定し、研究船がセンサーとサンプルボトルを持ってこれらのイベントを追跡してきたため、栄養不足の水が突然供給された場合に何が起こるかを示す、大規模で成長し続ける記録があります。それは、海洋科学における最もよく文書化された因果関係の1つです。 覚えておいてください、外洋のほとんどは砂漠です。水の表層は十分な日光を得ていますが、陸地から離れるにつれて、海洋食物網の基盤を形成する小さな漂流植物、つまり植物プランクトンは、1つまたは2つの主要な成分、通常は鉄、時には窒素やリンが不足します。それらに欠けているものを与えると、それらは増殖し、その過程で空気から炭素を吸い出します。栄養源を取り除くと、数週間で効果は消えます。このパターンは、さまざまな水域で、さまざまなプロセスによって、ほぼどこでも繰り返し観察されています。 トンガが私の心に 特に興味深いケースの1つは、南太平洋の亜熱帯地域から来ています。トンガ近くの浅い海底の噴出口が、太陽光の当たる水に到達し、窒素固定細菌に栄養を与えるのに十分な鉄分を豊富な流体を漏らしているのではないかと長年仮説が立てられていましたが、証明されていませんでした。 そして2019年、研究クルーズが行われ、それを見つけました。 海底の噴出口の単一の列が、ドイツの面積ほどの海域に、窒素固定細菌のブルームを促進するのに十分な鉄分を供給しており、周囲の水域よりも2倍から8倍速く成長し、より多くの炭素を深海に引き込んでいました。その研究は2023年にScience誌に掲載されました。フォローアップクルーズでは、噴出口近くで鉄分レベルがどれほど急激に上昇し、距離とともに減少したかを正確にマッピングし、細胞ごとにプランクトンの反応を追跡し、一部の季節にはその地域の生物生産性のほぼすべてが噴出孔の鉄分に依存していることを示す窒素収支さえ構築しました。 トンガ・ケルマデック海嶺だけがユニークなのではありません。同様の鉄分供給ブルームは、アフリカ南部の火山性の尾根、南極近く、そして太平洋の海底に散在していることが追跡されています。一部は、使用される前に1000キロメートル以上漂流する鉄分のプルームによって供給されています。最近の研究では、年ごとの南極海のブルームの強さが、近くの火山性の尾根を最近揺らした小規模な地震の数と関連付けられています。地震が多いほど鉄分の放出が多くなり、植物プランクトンの成長が増加するようです。 One Percent Brighterは良い論文を愛しています…購読する 私たちは風の中の塵にすぎない しかし実際には、海底の噴出口は少しニッチな存在です。最もよく知られている自然の肥料供給システムは、風の中の塵です。毎年、風はサハラ砂漠から数百万トンの細かい土壌を巻き上げ、大西洋に運びます。同じことが、ゴビ砂漠からの塵が北太平洋に吹き付けられ、パタゴニアからの塵が南極海に沈殿し、干ばつに見舞われたアフリカ南部からの塵がマダガスカルまで到達することにも起こります。科学者たちは何十年もこのようなイベントを測定してきました。鉄分が豊富な塵が鉄分不足の海に降り注ぐ場所では、植物プランクトンの成長が、しばしば1〜2週間以内に続きます。 おそらく最も明確な証拠は、2001年にゴビ砂漠の塵雲が通過したときに北太平洋に偶然配置されていたロボット海洋フロートから来ています。フロートは2週間以内に海中の生きた炭素量がほぼ2倍になったことを測定しました。2012年にアラビア海を襲った砂嵐の後、クロロフィルのジャンプがほぼ5倍になりました。10年以上にわたる海洋ロボットデータの使用に関する2024年の研究は、塵からの栄養素が現在、南極海全体の植物成長の約3分の1を支えていると結論付けています。そして、世界がはるかに砂塵が多かった最後の氷河期には、その数字は3分の2に近かったとされています。つまり、砂漠は何千年もの間、砂漠が存在する限り、半球規模で海洋を肥料付けしてきたのです。 灰から灰へ 火山灰は、栄養素の添加が突然で激しく、正確に日付を特定できるため、これらのイベントを鮮明に詳細に示しています。2008年8月、カサトチという名前のアリューシャン列島の火山が噴火し、アラスカ湾に灰を降らせました。数日以内に、衛星は太平洋のその地域で記録された最大の植物プランクトンブルームの1つを捉えました。アイスランドのエイジャフィヤトラヨークトル火山（2010年にヨーロッパの航空交通を麻痺させた発音不能な火山）が北大西洋に灰を降らせたとき、そのプルームの下を航行していた研究船は、溶解した鉄のスパイクを測定し、船上実験でその灰が地元のプランクトンを積極的に養っていることを示しました。ハワイのキラウエア火山が2018年に噴火した後も同じことが起こり、1000マイル以上沖合に運ばれた灰が、太平洋のその区間で観測された最大のブルームを引き起こした可能性があります。これは台湾の約5倍の広さの海域でした。2020年には小さな日本の火山島の周りで、2003年にはマリアナ諸島の火山の周りで、地球上で最も栄養不足の海域の1つで再び起こりました。 研究者がこれらのプロセスを宇宙から観察しただけではありません。彼らは12以上の異なる火山から採取した火山灰サンプルを収集し、それらを実験室で海水中に入れ、各種類の灰からどれだけの鉄分が溶解し、どれくらいの速さで溶解するかを正確に測定しました。鉄分添加と一次生産性の関係は、現在非常に詳細に理解されています。 私たちは始めなかった… おそらく最も顕著な最近の例は、岩石とは全く関係ありません。2019年から2020年にかけての壊滅的なオーストラリアの山火事の間、鉄分が豊富な灰を含む煙が南極海に漂流し、オーストラリア南部の広大な外洋にわたって衛星画像で明確に現れるほどの巨大なブルームを引き起こしました。これは、現代の機器で科学者が追跡した最大の植物プランクトンブルームの1つでした。それはすぐに消えることもありませんでした。フォローアップ研究では、生態系が与えられた鉄分を使い果たすのではなくリサイクルしたため、ブルームが9ヶ月近く自己維持し続けたことがわかりました。 シベリアの山火事からの煙は、北極近くで増幅されたプランクトンブルームと関連付けられています。カナダやその他の北方林火災からの煙プルームは、北大西洋の栄養素添加に関する継続的な研究の対象となっており、あるモデリング研究では、温暖な気候下で山火事がより頻繁になるにつれて、その海の植物成長を年間最大5分の1増加させる可能性があると予測しています。2020年のカリフォルニアの山火事でさえ、モンタレー湾近くの沿岸海域に指紋を残し、植物プランクトンの種類をシフトさせました。化学者たちはまた、山火事の灰がなぜそれほど強力な肥料であるのかをほぼ解明しました。燃焼からの灰に含まれる鉄分は、通常の風による土壌に含まれる鉄分よりも水に溶解しやすい形態であるためです。