メタン濃度が上昇中、科学者にも原因は分からない

An employee of European Gas Limited works on British company's coalbed methane exploration site outside Folschviller, eastern France, February 4, 2013. After slamming the door to potentially huge shale gas reserves over environmental concerns, France has now discovered there could be at least five years worth of another cheap-to-produce gas in the former coal mining region of Lorraine. But, divisions in the French government, as with shale gas, are hampering efforts to develop so-called coalbed methane, a gas extracted from layers of coal too deep underground to be mined. Picture taken February 4, 2013. REUTERS/Christian Hartmann (FRANCE - Tags: ENERGY ENVIRONMENT BUSINESS INDUSTRIAL) - PM1E92E1EXR01
A 20 year pause is over.Image: REUTERS/Christian Hartmann
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メタン濃度は約20年前に上昇が止まった。メタンは温室効果ガスの中で2番目に温暖化への影響が強いため、これは気候変動と地球温暖化への取り組みにおける大きな節目だった。しかし現在、濃度は再び上昇しており、2015年のパリ気候協定の目標を脅かしている。

産業革命前からの気温上昇を2°C以内に抑えるには、国際社会が協調して取り組む必要がある。意識啓発から化石燃料に依存しない電力への投資まで、一定の進展があった。しかし、中国とインドで石炭火力発電が拡大していることへの懸念や、米国が協定から離脱すると決めたことを考えれば、油断はできない。いまや、パリ協定の目標達成に取り組む人々の懸命な努力は、思わぬ打撃を受けた可能性がある。

誰もが二酸化炭素への対策に注目する一方で、減少して安定していた大気中のメタン濃度が、懸念すべき速さで再び上昇し始めた。この状況で最も厄介なのは、メタン増加の原因が明らかでないことだ。

大気中のメタン濃度が懸念すべき速さで上昇している。 Image: 第2研究所

メタン濃度の低下と再上昇

メタン濃度の信頼できるデータが初めて得られた1984年、大気中からこのガスが10億分の1単位(ppb)で1645検出された。科学者は、地球大気の遠隔海洋境界層におけるメタンの平均モル分率を調べて、その濃度を測定する。

1984年から2006年にかけて濃度は緩やかに上昇した。しかし2017年には、年平均の全球平均値が1850 ppbに急増し、2007年から2017年の間に約75 ppb上昇した。

この増加は世界各地で見られるが、熱帯地域と北半球の中緯度地域では、より高い濃度で現れている。増加の理由はすぐには分からない。査読付き論文によると、掲載誌は『Global Biogeochemical Cycles』。論文は次のように述べている。「変化の原因として考えられるのは、発生源からの排出量とその構成比の変化を伴う排出増加、メタンの分解減少、あるいはその両方である。」

この説明を少し掘り下げてみよう。要するに、メタン増加の原因は完全には解明されていない。大気中に放出されるメタンが増えた可能性があり、その場合、どこから来ているのかという疑問が生じる。あるいは、大気が本来持つ自浄能力が損なわれたのかもしれない。だとすれば、なぜ、何によって損なわれたのだろうか。論文の著者の一人で、ロンドン大学ロイヤル・ホロウェイ校の地球科学者であるユアン・ニスベットは、「非常に、非常に憂慮すべきことだ」と要約した。

原因と結果

牛、羊、ヤギには、いくつかの共通点がある。最もよく飼育される家畜の一部であり、その数は非常に多い。約14億頭の牛、10億頭を超える羊、そして9億5000万頭を超えるヤギがいる。

もう一つの共通点は、いずれも反芻動物であることだ。つまり、草などの消化しにくいセルロースを含む食物が複雑な消化管で発酵し、吐き戻されて再び消化される。セルロースの消化によって、メタンをはじめとする物質が生じる。

世界の食肉消費は増加している。その結果、食肉生産のために飼育される動物の数が増え、メタン排出量も避けがたく急増している。植物性食品を選ぶ人が増えれば、食肉産業の拡大や、厄介なガス状の副産物を多少抑えられるかもしれない。しかし、それで十分だろうか。おそらくそうはならない。

大気の作用

さらに厄介な問題は、大気中の酸化に関係している可能性がある。MITの大気科学教授、ロナルド・プリンによると、地球の大気に入り込む微量ガスの大半は、空気中の化学反応によって働く自浄作用で除去される。この作用は大気の酸化能力として知られ、オゾンとヒドロキシルと呼ばれるフリーラジカルが関わっている。

ニスベットと共著者らは、メタン濃度が予想以上に高い理由として、「大気の酸化能力、つまり浄化力」の低下が考えられると記している。

気候学の研究者や、世界の気温上昇を安定化させる責任を担う人々が最も懸念しているのは、2007年以降のメタン濃度の上昇が予想されていなかったことだ。そのため、パリ協定の目標が定められた際、温室効果ガスのシナリオには織り込まれていなかった。メタンが同じペースで増え続ければ、パリ協定の目標そのものが損なわれるおそれがある。

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