地球上の水域における酸素濃度は、池から海に至るまで、急速かつ劇的に低下している。酸素の漸進的な減少は、生態系だけでなく、社会の多くの層の生活、ひいては地球全体を脅かす、とGEOMARが参加した国際研究の著者らは本日、学術誌「Nature Ecology & Evolution」に発表した。
彼らは、水域における酸素の減少を新たな地球規模の限界として認識し、地球規模の監視、研究、そして政治的対策に注力すべきだと主張している。
酸素は地球上の生命にとって不可欠な要素です。水中の酸素が失われる現象、すなわち水中の脱酸素化は、あらゆるレベルの生命にとって脅威となります。国際研究チームは、進行中の脱酸素化が社会の多くの人々の生活と地球上の生命の安定性に重大な脅威をもたらすことを明らかにしています。
これまでの研究では、地球の居住可能性と安定性を左右する、惑星境界と呼ばれる一連の地球規模のプロセスが特定されている。これらのプロセスにおける臨界点を超えると、大規模で急激な、あるいは不可逆的な環境変化（「転換点」）のリスクが高まり、地球の回復力、すなわち安定性が脅かされる。
9つの地球規模の限界の中には、気候変動、土地利用の変化、生物多様性の喪失などが含まれる。今回の研究論文の著者らは、水域の脱酸素化は、他の地球規模の限界プロセスに反応すると同時に、それらを調節する役割も果たしていると主張している。
「水生生物の脱酸素化を地球規模の限界の一つ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、水生生態系、ひいては社会全体を支援するため、世界的なモニタリング、研究、政策立案の取り組みを支援し、焦点を絞るのに役立つでしょう。」
河川、湖沼、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速かつ大幅に低下している。
湖沼と貯水池では、1980年以降、それぞれ5.5%と18.6%の酸素減少が見られた。海洋では、1960年以降、約2%の酸素減少が見られた。この数値は小さく聞こえるかもしれないが、海洋の体積が膨大であるため、これは相当量の酸素が失われたことを意味する。
海洋生態系においても、酸素欠乏の程度は大きく変動している。例えば、カリフォルニア州中部沖の中層水域では、過去数十年の間に酸素濃度が40%も低下した。酸素欠乏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る。
「水中の酸素減少の原因は、温室効果ガスの排出による地球温暖化と、土地利用の結果としての栄養塩の流入です」と、共著者であるキール海洋研究センター（GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel）の海洋生物地球化学モデリング教授、アンドレアス・オシュリース博士は述べています。
「水温が上昇すると、水中の酸素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。なぜなら、より暖かく塩分濃度が低く密度が低い水が、その下にある冷たく塩分濃度の高い深層水の上に重なるからです。」
「これは、酸素の少ない深層水と酸素が豊富な表層水との交換を阻害します。さらに、陸地からの栄養塩流入は藻類の異常繁殖を促し、より多くの有機物が沈降して深層部の微生物によって分解されるため、酸素消費量が増加します。」
酸素濃度が極端に低く、魚類、ムール貝、甲殻類などが生存できなくなる海域は、生物そのものだけでなく、漁業、養殖業、観光業、文化活動といった生態系サービスをも脅かす。
酸素が枯渇した地域における微生物の活動は、亜酸化窒素やメタンといった強力な温室効果ガスをますます多く生成するようになり、これが地球温暖化のさらなる進行、ひいては酸素枯渇の主要な原因となる可能性がある。
著者らは、「我々は水質酸素欠乏の臨界点に近づいており、それは最終的に他のいくつかの地球規模の限界にも影響を与えるだろう」と警告している。
ローズ教授は、「溶存酸素は、地球の気候を調整する上での海洋と淡水の役割を左右します。酸素濃度を改善するには、気候温暖化や開発された地域からの流出水など、根本原因に対処する必要があります」と述べています。
「水域の酸素欠乏問題への対策を怠れば、最終的には生態系だけでなく、経済活動や社会全体にも影響を及ぼすことになるだろう。」
水域の酸素欠乏傾向は、明確な警告であり、行動を促す呼びかけである。これは、この地球規模の限界を遅らせ、あるいは緩和するための変化を促すべきである。
水質溶存酸素センサー
投稿日時：2024年10月12日