海面から遠く深い海底には、天然に存在し濃縮されたメタンガスが大量に含まれている。
気候科学者たちは長年、海水温の上昇に伴い、これらの貯留層が「融解」して大量のメタンを放出し、気候変動を悪化させるのではないかと懸念してきた。
研究者らは、古いメタンの一部が海底から放出されているものの、海面に到達する前に二酸化炭素に変換されていることを明らかにした。
これは朗報だが、人間由来の排出を抑制する取り組みにもっと注力する必要がある、と研究者らは強調している。
海底の貯留層から放出されたメタンは大気には到達していないと研究者らは報告している。
海面から遠く深い海底には、水とメタンが濃縮された氷状の堆積物が天然に大量に存在している。
数十年にわたり、気候科学者たちは、海水温の上昇に伴い、このメタンハイドレート貯留層が「融解」し、大量のメタンが海洋と大気に放出されるのではないかと考えてきた。
メタンハイドレート貯留層の安定性は、メタンハイドレート貯留層が温度変化に敏感であることは知られている。「本研究が実施された中緯度地域では、ハイドレート由来のメタンが大気中に放出された痕跡は見られない」と、筆頭著者のDongJoo Joung（ジョン・ジュン）氏は述べている。
Joung氏は、ロチェスター大学地球環境科学学部教授John Kessler氏の研究室の元研究員であり、現在は韓国の釜慶大学（Pusan National University）海洋学科の准教授である。
メタンの「スイートスポット」
氷状のメタンハイドレートに閉じ込められている間、メタンは気候に影響を及ぼさない。しかし大気中に放出されると、強力な熱を閉じ込める温室効果ガスとして作用する。現在の大気には、化石燃料の採掘や利用、農業、埋立地などの人間活動に由来するメタンに加え、湿地、山火事、水域環境、沿岸域や陸上の湧出域から自然に放出されるメタンも含まれている。
海底堆積物は、メタンハイドレートの形で存在する天然メタンの古くからの貯蔵庫である。「世界中のガスハイドレートに閉じ込められているメタンの量は途方もない」と、Joung氏は述べている。
科学者たちは、この貯留層の一部でも放出されれば、気候変動を大幅に悪化させる可能性があると仮説を立てている。
「水槽の中の気泡が、水槽の底から水面まで上昇して破裂し、その中身を上の空気中に放出する様子を想像してほしい。多くの人々は、ハイドレートの分解が温暖化する世界にどのように寄与しうるかを、そのように捉えてきた」とKessler氏は述べている。
ガスハイドレートは、メタンと水が高圧かつ低温の条件下で接触する場所に形成される。温帯および亜熱帯の中緯度に位置する海域では、ハイドレートは海面下およそ500メートル（約1,640フィート）より深い場所でのみ安定して存在しうる。一般に、ハイドレートは海面下でより深いほど安定性が高まる。
つまり、メタンハイドレートの安定性の上限境界である500メートルは「スイートスポット」である。温暖化する海水温の下で最も融解しやすく、「以前にハイドレート化していた」メタンの気泡が大気に到達するまでに移動しなければならない距離が最も短い場所でもある。
しかし、このスイートスポットにおいてさえ、研究者らはハイドレート由来のメタンが大気中に放出された証拠を観測しなかった。
朗報だが、今後さらなる取り組みが必要
研究を実施するため、研究者らは、大西洋と太平洋の両方の中緯度地域において、様々な深度から採取した海水サンプル中の海洋メタンに含まれる固有の同位体「シグネチャー」を測定した。これにより、海水中のメタンの起源を直接特定することが可能となった。
1回の測定を行うにも膨大な量の水が必要であり、1つのサンプルには約2,000ガロン（約7,600リットル）の海水が含まれる。研究者らは巨大な吸引ホースを用いてサンプルを採取し、チームが開発した、各サンプルからメタンを抽出する新しい手法を採用した。
研究者らはメタンを圧縮してシリンダーに詰め、その後Kessler氏の研究室に持ち帰り、分析の準備を行った。
研究者らが記録したとおり、古いメタンは海底から放出されている。しかし、表層水中のこの古いメタンの量はごくわずかであった。先行研究に基づき、研究者らは、このメタンガスはまず深層水に溶解し、その後、海洋微生物によって生分解されて、水から出る前に二酸化炭素に変換されると結論づけた。
Kessler氏の研究グループおよび他の研究者による先行研究では、これらのプロセスが中緯度地域で活発に起きており、同様のプロセスがディープウォーター・ホライズン（Deepwater Horizon）原油流出事故の際に放出されたメタンの影響を緩和する助けとなったことが明らかになっている。ディープウォーター・ホライズン原油流出事故
二酸化炭素もまた温室効果ガスではあるが、「海水中の他の炭素貯留層に取り込まれうる」とKessler氏は述べている。二酸化炭素の一部も大気中に放出される可能性はあるが、それははるかに長い時間スケール（数千年）で起こり、温暖化の影響もそれほど深刻ではないだろう。
今回の新たな研究は、Kessler氏の研究室による先行研究を基盤としており、その研究では北極海のメタンハイドレートに焦点を当てていた。北極域の海水は、低温のためハイドレートがより浅い海域で不安定になり、大気に到達するまでの距離が短くなるため、ハイドレート研究におけるもう一つのスイートスポットである。
Kessler氏はこれらの結果を「朗報」と呼ぶが、同時に、残された課題の重要性を示す知見でもあると述べている。「大気中へのメタン発生源を減らすためには、人間による排出の抑制にもっと注意を向けることができると、この研究は示している」と同氏は述べている。
