ガラパゴス諸島は、島々に固有の複数の種を含む多様な野生生物が生息することで、長く知られてきました。
これらの種を育む藻類が豊富であることは、島の西側によく見られる、異常に冷たい海水のプールと関連しています。
ある研究によると、この冷水プールの湧昇は、大気と海洋の非常に局所的な相互作用に強く影響されている可能性が高いとされています。
ガラパゴスの例外的で独特な生態系のあらゆる部分は、その豊富な海洋藻類の蓄積にさかのぼることができます。一部の動物は微細な植物を直接食べ、他の動物はそれらを食べる動物を食べるといった具合に続いていきます。太平洋の諸島にしか見られない多くのユニークな種、例えば有名なウミイグアナやトビウのないウミウは、最終的にこの藻類から食物を得ています。
藻類の豊富さ（技術的には植物プランクトンとして知られる微細な植物）は、島の西側によく見られる異常に冷たい海水のプールの結果です。この冷水プールは、栄養豊富な深海水の湧昇によって生じ、その湧昇は高温多湿の季節（12月から5月）に最も弱く、乾燥したガルア季節（5月から11月）に最も強くなります。
科学者たちは、ガラパゴスのこの湧昇を何が引き起こしているのかについて数十年にわたり推測してきました。決定的な証拠がないため、一部の研究者は、東向きに流れる海流が 島々に衝突することによって引き起こされていると推測しています。
しかし、湧昇の原因という謎を解く鍵は、その強い季節性にあります。まず、私たちは島の西側の海水の冷たさが、局所的な北向きの風の強さと関連していることを発見しました。これは、広範な赤道太平洋全域で起こる、卓越する西向きの風の強さによって維持される、より弱い湧昇とは著しく対照的です。
では、これらの北向きの風はどのようにしてガラパゴス周辺で強い局所的な湧昇を引き起こすのでしょうか。私たちは最近、この問いを探求した研究を行い、その成果を Scientific Reports に発表しました。この研究では、当該地域の海洋循環を再現した、現実的で高解像度のコンピューターモデルを使用しました。私たちは、モデルが局所的な風の強さの影響に特に焦点を当て、可能な限り大規模な変数を除外することを目指しました。そのため、温度、塩分、海水の流速といった要素については、海洋の典型的な年平均の状態をモデル化し、そのうえで、実際の観測に基づく大気中の風、放射、降水、蒸発の6時間ごとの変化で海洋に「強制力」を与えました。
驚いたことに、この大幅に単純化されたモデルは、ガラパゴスの冷水プールの実際の季節変動を、非常によく再現することができました。詳細な分析により、海洋における激しい乱流混合こそが湧昇の正確な原因であることが特定されました。島の西側で起きていると思われるのは、北向きの風が「上部海洋前線」と呼ばれるものの上を吹いているということです。これは海水温が急激に横方向に変化する帯状の領域であり、天気図上の大気前線に似ていますが、はるかに小規模です。風が前線に当たると、暖かい表層水と下にあるより冷たい水が混ざり合い、さらに表層下での循環を促して、海の深部からさらに冷たい水を引き上げます。
冷水プールによる湧昇は非常に生産性が高く、栄養分が増えれば植物プランクトンも増え、それによって魚も増える、という具合です。ガラパゴスオットセイ、ガラパゴスペンギン、トビウのないウミウ、そして他の多くの固有種の繁殖の成功は、この湧昇に大きく依存しています。この地域に季節的に見られる絶滅危惧種のジンベエザメも、これらのプロセスに関連している可能性が高いと考えられます。さらに、世界最大級のエクアドルの産業用マグロ漁船団も、この地域に集中しており、本土を拠点とする半産業的な延縄漁船団もそうです。ジンベエザメ。さらに、世界最大級のエクアドルの産業用マグロ漁船団も、この地域に集中しており、本土を拠点とする半産業的な延縄漁船団もそうです。
次に、私たちはモデル内で島々の正確な位置と形状を変化させてみました。その結果、ガラパゴス諸島は風によって生じる混合の強さを最大化するのに、ほぼ完璧な位置にあることが確認されました。混合によって生じる湧昇がなければ、島周辺の植物プランクトンの成長は、太平洋のはるか西方で見られるより控えめな水準に近づくでしょう。もしそうなれば、ガラパゴスがその独自の豊かな固有種を維持することは、はるかに難しくなるでしょう。
私たちの研究結果は、ガラパゴスの湧昇が、大気と海洋の非常に局所的な相互作用に強く影響されている可能性が少なくともあることを示しています。この新たな知見は、諸島の海洋保護区を拡大する計画に役立つとともに、気候変動の高まる圧力や人間による搾取から保護する助けとなるでしょう。
