新たな海洋研究により、南極の氷解水が地球の気候に直接影響を与える深海の流れを遅くしていることが判明した。
船や飛行機のデッキから見ると、世界の海は比較的均一に見えるかもしれませんが、海面下では多くのことが起こっています。巨大な河川が熱帯地方の熱を北極や南極へと運び、そこで水は冷やされて再び赤道に向かって流れます。北米東海岸やヨーロッパに住む人々は、メキシコ湾流をよく知っています。メキシコ湾流がなければ、これらの地域は居住不可能というわけではありませんが、今よりもはるかに寒くなるでしょう。
このアニメーションは、地球規模のパイプラインの経路を示しています。青い矢印は、深層で冷たく密度の高い水の流れの経路を示しています。赤い矢印は、より温かく密度の低い表層水の経路を示しています。水の「塊」が地球規模のコンベヤーベルトを通過するには、1,000年かかると推定されています。画像提供：NOAA
海流は、いわば車の冷却システムです。冷却水の正常な流れが何らかの理由で妨げられると、エンジンに悪影響が出る可能性があります。地球上でも、海流が乱れると同じようなことが起こります。海流は地球の陸地温度を調節するだけでなく、海洋生物に必要な重要な栄養素も供給しています。上はNOAAが提供した海流の仕組みを説明する図です。下はNOAAによる言葉による説明です。
熱塩循環は、地球規模の海流システム「グローバル・コンベヤー」を駆動しています。このコンベヤーベルトは北大西洋の両極付近の海面から始まります。ここでは北極の気温の影響で海水が冷たくなります。また、海氷が形成される際に塩分が凍結せず周囲の海水に残るため、塩分濃度も高くなります。塩分が加わることで、冷たい水は密度が高まり、海底に沈んでいきます。表層水の流入が沈降する水と入れ替わり、海流が生まれます。
この深層水は南下し、大陸の間を移動し、赤道を越え、アフリカと南アメリカの果てまで到達します。海流は南極大陸の縁を回り込み、そこで水は再び冷やされて沈みます。北大西洋の場合も同様です。こうして、コンベアベルトは「帯電」します。南極大陸を周回した後、二つの部分がコンベアベルトから分離し、北へと向かいます。一つはインド洋へ、もう一つは太平洋へと流れ込みます。
赤道に向かって北上するにつれて、2つの部分は分離し、温まり、表層に上昇するにつれて密度が低くなります。その後、南西方向へ移動して南大西洋へ、そして最終的に北大西洋へ戻り、そこで再び循環が始まります。
「ベルトコンベアの移動速度は、風や潮流（毎秒数十～数百センチメートル）よりもはるかに遅く（毎秒数センチメートル）、1立方メートルの水が地球を一周するのに約1000年かかると推定されています。ベルトコンベアの旅　さらに、ベルトコンベアは大量の水を輸送します。その量はアマゾン川の流量の100倍以上です。」
「ベルトコンベアは、世界の海における栄養塩と二酸化炭素の循環においても重要な役割を果たしています。温かい表層水は栄養塩と二酸化炭素が枯渇していますが、ベルトコンベアを通過する際に深層や基質として再び豊富になります。世界の食物連鎖の基盤であり、藻類や昆布の成長を支える冷たく栄養豊富な水に依存しているのです。」
3月29日にネイチャー誌に掲載された新たな研究によると、南極の温暖化に伴い、氷河の融解水が2050年までにこれらの巨大な海流を40%減速させる可能性があることが示されています。その結果、地球の気候に実際には存在しない大きな変化がもたらされるでしょう。このことはよく知られていますが、干ばつ、洪水、海面上昇の加速につながる可能性があります。研究によると、海流の減速は世界の気候を何世紀にもわたって変化させる可能性があります。これは、海面上昇の加速、気象パターンの変化、そして重要な栄養源にアクセスできない飢餓に苦しむ海洋生物の可能性など、様々な結果をもたらす可能性があります。
ニューサウスウェールズ大学気候変動研究センターのマット・イングランド教授は、ネイチャー誌に掲載された研究論文の共著者であり、深海海流全体が現在、崩壊に向かう軌道に乗っていると述べた。「過去には、これらのサイクルが変化するまでに1000年以上かかりましたが、今では数十年で済みます。これは私たちが考えていたよりもはるかに速いペースで起こり、サイクルは減速しています。象徴的な水塊が長期的に消滅する可能性を示唆しています。」
深海流の減速は、海底に沈み北へ流れる水の量の増加によるものです。ニューサウスウェールズ大学（現マサチューセッツ工科大学）に所属するQian Li博士が、イングランドがコーディネートしたこの研究の筆頭著者です。経済不況は「熱、淡水、酸素、炭素、栄養素に対する海洋の反応を根本的に変え、今後数世紀にわたって世界の海洋全体に影響を及ぼすだろう」と著者らは述べています。その影響の一つとして、降雨量の根本的な変化が挙げられます。ある地域では雨が多すぎる一方で、他の地域では雨が少なすぎるのです。
「こうした場所で自己強化的なメカニズムを作り出したくはありません」とリー氏は述べ、海流の減速によって深海が事実上停滞し、酸素が不足していると付け加えた。海の生物が死ぬと、その栄養分が海底に沈み、世界中の海を循環する水に加わる。この栄養分は湧昇時に再び海に戻り、植物プランクトンの餌となる。これが海洋食物連鎖の基盤となっているのだ。
オーストラリア政府の連邦科学産業研究機構の海洋学者で南極海の専門家であるスティーブ・リントゥール博士は、深海の循環が遅くなると、海洋上層に戻る栄養素が減少し、植物プランクトンの生産に影響を及ぼすだろうと述べた。
「循環が一度減速すると、南極周辺の融解水の放出を止めなければ再開できません。つまり、より涼しい気候が必要になり、その後は循環が再開するのを待たなければなりません。温室効果ガスの排出量は依然として高いままです。待つ時間が長くなれば長くなるほど、私たちはより多くの変化を強いられることになります。20年前を振り返ると、深海はあまり変化していないと考えていました。彼は遠すぎて反応できませんでした。しかし、観測とモデルはそうではないことを示しています。」
ポツダム気候影響研究所の地球システム分析責任者で海洋学者のシュテファン・ラームストルフ教授は、今回の研究は「南極周辺の気候は今後数十年でさらに弱まる可能性が高い」ことを示していると述べた。国連の主要な気候報告書には「重大かつ長年の欠陥」があり、融解水が深海にどのような影響を与えているかを反映していない。「融解水はこれらの海域の塩分濃度を薄め、水の密度を低下させるため、沈降して既存の水を押し出すのに十分な重さがなくなってしまうのです。」
地球の平均気温が上昇し続ける中、海流の減速と地球温暖化対策のための気象工学の必要性との間には関連性があります。どちらも予測不可能な結果を​​もたらし、世界の多くの地域の人々の生活に壊滅的な影響を及ぼす可能性があります。
もちろん、解決策は二酸化炭素とメタンの排出量を大幅に削減することです。しかし、世界の指導者たちはこれらの問題への積極的な取り組みを遅らせてきました。なぜなら、そうすることで化石燃料供給業者からの反発や、化石燃料に依存する消費者の怒りを招くからです。化石燃料は車の燃料、家の暖房、そしてインターネットの電力源として利用されています。
もし米国が化石燃料の燃焼による損失を消費者に負担させるという真剣な姿勢を取れば、石炭火力発電所の電力コストは2倍、あるいは3倍に膨れ上がり、ガソリン価格は1ガロンあたり10ドルを超えることになるだろう。もし上記のいずれかが現実のものとなった場合、有権者の大多数は歓声をあげ、古き良き時代を取り戻すと公約する候補者に投票するだろう。言い換えれば、私たちは不確かな未来へと突き進み続け、私たちの子供や孫たちは、私たちが何ら意味のある行動を取らなかったことの代償を被ることになるだろう。
ラームストルフ教授は、南極の融雪水の増加によって引き起こされる海流の減速のもう一つの懸念事項として、深海流の減速が深海に貯蔵できる二酸化炭素量にも影響を与える可能性があると述べた。炭素とメタンの排出量を削減することでこの状況を緩和することは可能だが、そうする政治的意思が存在するという証拠はほとんどない。
スティーブは、フロリダの自宅、あるいは運命が彼を導く場所から、テクノロジーと持続可能性の交差点について執筆しています。彼は「目覚めた」ことを誇りに思い、ガラスが割れた理由など気にしませんでした。彼は3000年前にソクラテスが語った言葉を固く信じています。「変化の秘訣は、古いものと戦うことではなく、新しいものを築くことに全力を注ぐことだ。」
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