地球上の水域の酸素濃度は、池から海に至るまで、急速かつ劇的に減少しています。GEOMARが関与する国際研究の著者らによると、酸素の減少は生態系だけでなく、社会の多くの層の生活、そして地球全体をも脅かしているとのことです。この研究は本日、Nature Ecology & Evolution誌に掲載されました。
彼らは、地球規模の監視、研究、政治的対策に焦点を絞るため、水域の酸素の減少をもう一つの地球の限界として認識するよう求めている。
酸素は地球上の生命にとって不可欠な要素です。水中の酸素の減少は、水中脱酸素化とも呼ばれ、あらゆるレベルの生命にとって脅威となります。国際的な研究チームは、進行中の脱酸素化が、社会の大部分の生活と地球上の生命の安定にとっていかに大きな脅威となっているかを説明しています。
これまでの研究では、地球全体の居住可能性と安定性を規定する、プラネタリーバウンダリーと呼ばれる地球規模のプロセス群が特定されています。これらのプロセスにおける臨界閾値を超えると、大規模で急激、あるいは不可逆的な環境変化（「ティッピングポイント」）のリスクが高まり、地球の回復力、つまり安定性が脅かされます。
9つのプラネタリーバウンダリーには、気候変動、土地利用の変化、そして生物多様性の喪失が含まれます。新たな研究の著者らは、水中の酸素欠乏は、プラネタリーバウンダリーにおける他のプロセスに反応し、同時にそれらを制御していると主張しています。
「水生生物の脱酸素化をプラネタリーバウンダリーのリストに加えることは重要です」と、ニューヨーク州トロイにあるレンセラー工科大学のローズ教授（本論文の筆頭著者）は述べています。「これは、地球規模の監視、研究、そして政策努力を支援し、焦点を絞ることで、水生生態系、ひいては社会全体に貢献することにつながります。」
川や小川、湖、貯水池、池から河口、海岸、外洋に至るまで、あらゆる水生生態系において、溶存酸素濃度はここ数十年で急激かつ大幅に減少しています。
1980年以降、湖と貯水池ではそれぞれ5.5%と18.6%の酸素が失われています。海洋では1960年以降、約2%の酸素が失われています。この数字は小さいように聞こえますが、海洋の体積が大きいため、失われた酸素の量は膨大です。
海洋生態系も酸素枯渇の大きな変動を経験しています。例えば、中央カリフォルニア沖の中層水域では、過去数十年で酸素が40%減少しました。酸素枯渇の影響を受ける水生生態系の規模は、あらゆる種類において劇的に増加しています。
「水中の酸素減少の原因は、温室効果ガス排出による地球温暖化と、土地利用による栄養素の流入です」と、共同執筆者でキールGEOMARヘルムホルツ海洋研究センターの海洋生物地球化学モデリング教授のアンドレアス・オスクリーズ博士は述べています。
「水温が上昇すると、水中の酸素の溶解度が低下します。さらに、地球温暖化は水柱の成層化を促進します。これは、より温かく、より塩分濃度が低く、密度の低い水が、より冷たく、より塩分濃度の高い深層水の上に重なるためです。」
「これにより、酸素の少ない深層水と酸素が豊富な表層水の交換が妨げられます。さらに、陸地からの栄養塩の流入は藻類の大量発生を助長し、より多くの有機物が沈み込み、深部の微生物によって分解されるにつれて、より多くの酸素が消費されます。」
酸素が非常に少なく、魚やムール貝、甲殻類が生存できない海域では、生物自体だけでなく、漁業、養殖業、観光業、文化的慣習などの生態系サービスも脅かされます。
酸素が枯渇した地域では、微生物の活動によって亜酸化窒素やメタンなどの強力な温室効果ガスもますます多く生成されており、これが地球温暖化をさらに加速させ、酸素枯渇の大きな原因となる可能性があります。
著者らは警告している。「私たちは水中の酸素欠乏の危機的な閾値に近づいており、これは最終的には他のいくつかの惑星の限界に影響を及ぼすだろう。」
ローズ教授は、「溶存酸素は、地球の気候を調整する上で、海水と淡水の役割を規定しています。酸素濃度を改善するには、気候変動や開発地からの流出といった根本的な原因に対処することが重要です」と述べています。
「水中の酸素欠乏症に対処できなければ、最終的には生態系だけでなく、経済活動、そして世界規模の社会にも影響を及ぼすことになるだろう。」
水中の酸素欠乏の傾向は、地球の限界を遅らせ、あるいは緩和するための変化を促す明確な警告と行動喚起を表しています。
水質溶存酸素センサー
投稿日時: 2024年10月12日