通常、深海の海底は白亜のような白色です。その大部分は、さまざまなプランクトン生物やサンゴの骨格や殻から形成された鉱物、方解石（CaCO3）でできています。
海底は、海洋酸性化の度合いを抑えるうえで重要な役割を果たします。方解石が溶けるとCO2の酸性が中和され、その過程で海水が過度に酸性化するのを防ぎます。
しかし近年、北大西洋や南極海など一部のホットスポットでは、白亜色だった海底が濁った茶色へと変わりつつあります。人間活動によって水中のCO2濃度が非常に高くなり、水が強く酸性化しているため、方解石がそのまま溶けているのです。
避けられない未来
研究者らによると、現在目にしている現象は、今後、海底が受ける可能性が高い影響の前触れにすぎないと考えられます。
「CO2が海底まで沈むには数十年、場合によっては数百年かかります。そのため、人間活動によって生み出されたCO2のほぼすべてが、まだ海面付近にあります」と、筆頭著者でマギル大学地球・惑星科学科の博士課程に在籍するオリヴィエ・スルピス氏は述べています。
「しかし将来、CO2は深海に入り込み、海底の上に広がり、海底の方解石粒子をさらに溶かすことになります」とスルピス氏は言います。
「現在、大気中に排出されているCO2の速度は、地球の歴史上、きわめて速いものです。少なくとも恐竜の絶滅以降、これほど速かった時期はありません。海洋の自然な仕組みが対処できる速度をはるかに上回っているため、将来の海洋酸性化の水準が懸念されます」と同氏は説明します。
実験室で海洋を再現
深海で測定値を得るのは困難で費用もかかるため、研究者らは実験室に海底に似た一連の微小環境を作り、深海底の海流、海水の温度と化学的性質、堆積物の組成を再現しました。
実験により、海洋堆積物中の方解石の溶解を左右する要因が明らかになり、さまざまな環境変数に応じた溶解速度を正確に定量化できました。産業革命前と現在の海底での溶解速度を比較することで、溶解全体に占める人間活動の寄与分を割り出しました。
気候変動がホッキョクグマだけの問題ではないように、海洋酸性化もサンゴ礁だけの問題ではありません。
https://www.futurity.org/oceans-acidification-co2-1905292-2/
海底の海流速度の推定値は、ミシガン大学の海洋物理学者で准教授のブライアン・アービック氏と、同氏の研究室でかつて博士研究員を務め、現在はテキサス大学オースティン校の研究員であるデイビッド・トロスマン氏が開発した高解像度海洋モデルに基づいています。
「デイビッドと私がこのシミュレーションを開発したとき、海底の地質物質の溶解への応用など、まったく考えていませんでした」とアービック氏は言います。「科学研究が思いがけない方向へ進み、予想外の成果をもたらすことがあるのを示しています。」
「気候変動がホッキョクグマだけの問題ではないように、海洋酸性化もサンゴ礁だけの問題ではありません」とトロスマン氏は付け加えます。「私たちの研究は、多くの地域で人間活動の影響が海底にまで及んでいること、また、こうした地域で酸性化が進むことで、地球の気候史を理解する能力が損なわれる可能性を示しています。」
「この研究は、人間活動によって海底の地質記録が溶かされていることを示しています」とアービック氏は言います。「地質記録は自然および人為的な変化の証拠となるため、これは重要です。」
今後、研究者らは、さまざまな将来のCO2排出シナリオのもとで、今後数世紀にわたり深海底の溶解がどのように進む可能性があるかを調べる予定です。人間が引き起こす酸性化が長期的に海洋生態系へ及ぼす影響について、科学者や政策立案者が正確な推定値を作成することが不可欠だと考えています。
この研究はカナダ自然科学・工学研究会議（NSERC）と米国国立科学財団の助成を受け、以下に掲載されました。米国科学アカデミー紀要。
出典：マギル大学
原著論文 DOI：10.1073/pnas.1804250115
