英国NOCの研究は海洋炭素貯蔵プロセスにおけるプランクトンの役割に疑問を投げかける

英国国立海洋学センター（NOC）が主導する新たな研究により、海洋の炭素貯蔵を促進する上で微小な植物の独特なグループが果たす役割に大きな疑問が投げかけられた。

プランクトンや海藻の一種である珪藻類は、特に南極海において、海中に蓄えられている有機炭素の約3分の1を占める炭素を深海に引き込む重要な役割を果たしている。

珪藻類は、小型のガラスハウスのような高密度のシリカベースの外骨格を持つというユニークな特徴があり、これが重しとなって沈みやすくなり、炭素を深海に運ぶ重要な手段になると考えられていました。

しかし、南極海の未調査の薄明帯（水深約100メートルから1,000メートルの領域）への2回の主要な探検から得たデータに基づく新たな研究では、炭素が他の手段で深海に移動する間、珪藻の骨格は海面近くに留まっていたことが判明した。

「海洋は地球規模の炭素循環において重要な役割を果たしており、微小な植物が毎年大気から数十億トンの炭素を吸収しています。長年、このプランクトン群（珪藻類）は、炭素を大気と接触しない深海に効率的に輸送する上で重要な役割を果たしていると考えられてきました。

「珪藻類のシリカ骨格は海面近くに留まり、炭素は深海まで沈んでいくという驚くべき発見は、私たちが生物学的炭素ポンプと呼んでいるものにおける生態学的プロセスを再考させるものです」とNOCの研究リーダー、サリ・ギアリング博士は語った。

生物学的炭素ポンプとは、プランクトンが表層水中の炭素を吸収し、それを深海に送り出す一連のプロセスを指します。これらの自然のプロセスにより、毎年数十億トンの炭素が海に蓄えられています。

「これまでの研究では、海底に何が沈んだのかが調べられており、炭素は珪藻類のシリカベースの骨格などのバラスト物質の助けを借りて海底に流れ込んでいることが示されている。

「しかし、炭素が海底に到達する前に薄明帯内で何が起きているかを調べた私たちの研究では、珪藻類が南極海の炭素ポンプにこれまで考えられていたほど大きく貢献していないことが示されています。これは、深海で起きている未知の、または十分に測定されていないプロセスについて、私たちがもっと知る必要があることを意味します」とギアリング博士は付け加えた。

海洋温暖化による南極海の炭素貯蔵への影響は限定的

沈降粒子フラックスを測定するために海洋粒子を採取するために配備された海洋雪捕獲装置（提供：NOC）

海洋温暖化が珪藻類の生産性に影響を与え、南極海の生物学的炭素ポンプの強度を低下させる可能性があるという懸念がある。

「南極海は海洋温暖化の影響を受けやすく、将来的には栄養分の入手可能性が変化し、珪藻類の数が減少する可能性があります。しかし、私たちの研究結果は、これらの変化が南極海の炭素貯蔵の強さにこれまで考えられていたほど影響を与えない可能性があることを示唆しています。」

「一方で、炭素は依然として深海へと移動しており、薄明層では未解明のプロセスが進行しており、私たちはそれについてもっと知る必要がある。これらのプロセスと、それが海洋のこの極めて重要な部分における炭素吸収をどう左右するかを理解することは、将来海洋が炭素をどう貯蔵するかを正確に予測する上で極めて重要だ」と、サウサンプトン大学の大学院研究員で論文の筆頭著者であるジャック・ウィリアムズ氏は述べた。

この研究は、NOC主導の2つの主要な取り組みである海洋中深層内部炭素貯蔵の制御（COMICS）と南極再鉱化深度における炭素吸収と季節特性（CUSTARD）の一環として実施されました。これらのプロジェクトは、英国の自然環境研究会議（NERC）と

欧州研究会議は、海洋内部の炭素貯留 (ANTICS) を理解するための新しい画像技術とデータ分析の推進に助成金を支給しています。

それぞれ5週間以上海上で行われた2回の探検で、NOCの科学者と国際的な同僚たちは南極海の大西洋と太平洋の4つの異なる地点で薄明帯を調査した。

これには、遠く離れた島々の周りの鉄分豊富な海域と、外洋の栄養分が欠乏した海域が含まれます。共同チームは、船舶ベースの測定、係留アレイ、自律型水中技術など、革新的な技術を組み合わせて使用しました。

カテゴリー: ハイドログラフ, 海洋科学