グループキーポイント◆海洋酸性化とは、人間活動により大気に排出されたCO2が海洋に吸収されることによって海水中のpHとCO32-を下げ、炭酸カルシウムの化学的飽和度も下がること。サンゴ、甲殻類など)の生育を阻害する。◆外洋域では、1980年後半以降から続く長期の海洋観測により、表面海水のpHは、-0.0010~-0.0030/yrの速度で毎年低下し続けている。全海洋に渡るこの海洋酸性化の進行は、外洋域の11つの時系列観測点で分析された長期のpHデータを元にして示され、強固な証拠となっている。◆外洋域の中・深層では、人間活動により排出されたCO2は、海洋表面から吸収され、海洋の物理的な循環によって海洋内部へ運ばれ、海洋酸性化を進行させている。海洋生物の呼吸による酸素消費の変化はCO2放出を増やし、海洋内部での酸性化をさらに速く進行させている。その影響は、海盆間の海洋観測による過去数十年にわたる観測結果から、大西洋や太平洋の中層で最大水深2000mまで見えており、その急速な酸性化や炭酸カルシウム飽和深度の浅化が起こっている。ローカルな循環の変化等)と密接な関連があり、非常に時空間変動が大きいため、様々な報告がされている。時系列観測点K2・KNOTの結果で、この海域は、生物生産力が高く、水産資源が豊富である一方、国際的にも南・北極域に次いで、深刻な酸性化の進行が示されている。最近の結果では、過去に報告された低速な冬季混合層の酸性化は、近年、他の外洋域の時系列観測点の結果(約-0.002/yr)と同等となるほどに加速し(-0.0016/yr)、中層ではpH・溶存酸素が上昇し、急速な酸性化・貧酸素化がわずかに後退していたことがわかってきた。-0.017~-0.036/yr)を発見した。第6次評価報告書では、大気中の温室効果ガス(CO2、CH4、N2O等)の濃度の増加は人間活動が原因であることに疑う余地がないと報告されています。CO2が温暖化に大きく寄与しているとも報告されています。このように人間活動により大気に排出されたCO2は、大気海洋間の気体交換を通して、その25%が海洋に吸収されています。その結果、海洋に吸収されたCO2は、下記の(1)~(3)式に従って、表面海水と反応して、炭酸(H2CO3)を形成し、すぐに、炭酸水素イオン(HCO3-)とH+に解離し、増加します。一部のH+も炭酸イオン(CO32-)と反応して、HCO3-を形成します。その結果、HCO3-とH+を増やし、pHとCO32-を下げる。これが、海洋酸性化です。サンゴ、甲殻類など)の生育を阻害します。海洋酸性化によるCO32-の減少は、海洋酸性化による生態系への影響評価の指標である炭酸カルシウムの飽和度(Ω)を減少させます。炭酸カルシウムとの飽和濃度です。炭酸カルシウム飽和度(Ω)は、表層が高く、水深が深くなると下がります。Ωが1以上で過飽和、1以下で未飽和となり、Ωが1のときの深度を飽和深度といい、この深度より深くなると、炭酸カルシウムは溶け出します。炭酸カルシウムには、カルサイト(方解石)とアラゴナイト(アラレ石)の2つの結晶形があります。その化学的性質が異なるため、溶解度積もカルサイトとアラゴナイトとで異なります。アラゴナイトの方がpH低下によって、溶けやすいため、アラゴナイトの飽和深度は浅くなります。このため、アラゴナイトの殻や骨格を持つ生物の方が海洋酸性化の影響を受けやすくとなります。表層:1980年後半以降から続く長期の海洋観測により、外洋域の表面海水のpHは、-0.0010~-0.0030/yrの速度で毎年低下し続けています(図1)。全海洋に渡るこの海洋酸性化の進行は、外洋域の11つの時系列観測点で分析された長期のpHデータを元にして示され、強固な証拠となっています。亜熱帯域では、-0.0010~-0.0030/yrの速度でpHが低下し、炭酸カルシウム(アラゴナイト)の飽和度(Ω)も-0.007~-0.012/yrの速度で低下しています。これらの速度は、大気中CO2の増加に対応して、平衡状態で海洋中CO2が増加したときと同じ速度でしたが、10年スパンごとで比較すると、その速度が変動してきていることが報告されています。低速なpH低下(-0.0010~-0.0013/yr)となり、約10年前の他の所で吸収された人間活動に放出されたCO2が海洋循環によって運ばれてきたためと言われいます。亜寒帯・寒帯域では、物理・生物過程の複雑な相互作用が影響しているため、亜熱帯よりも変動幅が大きく、pHが低下しています(-0.0003~-0.0026/yr)。よる淡水流入の増加とそれに伴う陸域有機炭素の海洋での分解が炭酸カルシウムの飽和度(Ω)を低下させ、未飽和状態になっています。南極域の沿岸域の表層水でも、この炭酸カルシウム飽和度(Ω)の未飽和状態が氷河からの淡水流入の増加と深層水の湧昇に起こっています。従って、上記の様々な観測研究の結果から、海洋表面水は全球的に大気中CO2の増加による海洋酸性化の影響を受けています。変化・変動により調節されていることを示しているため、今後もより理解を深める必要があります。5.20より抜粋)中・深層:人間活動により排出されたCO2は、海洋表面から吸収され、海洋の物理的な循環によって海洋内部へ運ばれ、海洋酸性化を進行させています。海洋生物の呼吸による酸素消費の変化はCO2放出を増やし、海洋内部での酸性化をさらに速く進行させています。その影響は、大西洋や太平洋の中層で見えており、急速な酸性化や炭酸カルシウム飽和深度の浅化が起こっています(図2)。海盆間の海洋観測による過去数十年にわたる観測結果から、全球にわたって多くの海域では、人間活動により排出されたCO2吸収による酸性化の進行は、深くなると小さくなる傾向がありますが、北大西洋や南大洋の亜寒帯のような深層形成域では、水深2000mまでその影響が見えています。このように、海洋循環の変動が海洋内部の流れを変化させ、さらに、生物代謝に関わる酸素消費によるCO2放出の変化を通して、酸性化の進行状況を調節していますが、その影響は海域毎に異なるため、さらなる観測と研究が必要となります。複雑に相互作用するため、非常に不均一です。ローカルな循環の変化等)と密接な関連があり、非常に時空間変動が大きいため、様々な報告がされています。このように、複雑に多くの要因が影響する沿岸酸性化の進行と原因を調べるには、従来の長期の時系列観測に加えて、地域的な地球システムモデルも必須であり、今後、より一層、観測と数値モデリングの融合の重要性が増すと考えられます。時系列観測点KNOTとK2(図3)での結果です。みらい」で海洋観測を通して、海水試料の採取(図4)、炭酸系物質の分析を実施し、pHデータを20年以上蓄積しています。この海域は、生物生産力が高く、水産資源が豊富である一方、国際的にも南・北極域に次いで、深刻な酸性化の進行が示されています。そこは、CO2濃度が高く、pHの低い海水が深層から冬季に湧昇する海域で、時系列観測点K2における混合層の年平均CO2濃度は大気中CO2とほぼ同じ速度で増加し、他の外洋域と同様に酸性化が進行しています。わずかに後退していたことがわかりました(図5)。この冬季酸性化の加速による生物への影響は未評価です。実際、冬季のΩも年々低下し、溶け易いCaCO3結晶構造のアラゴナイトのΩは、2021年に約1.3となっており、CaCO3を溶解させる境界であるΩ=1に近づきつつあり、生物のCaCO3生成や生産の変化が起こっているかもしれません。今後も海洋酸性化による海洋生物や生態系への影響を調べる必要があります。加えて、JAMSTECでは、沿岸域でも酸性化モニタリングを実施しています。(図3)を行って、津軽暖流の海洋酸性化進行とその要因を調べています。これは、人間活動により排出されたCO2の吸収に加え、津軽暖流の流量が年々増加していたことに伴う日本海亜表層水の影響の増大がpH/Ω低下に拍車を掛けていたためです。急速な沿岸酸性化の証拠には、観測期間が短いため、今後も酸性化モニタリングの継続が必要不可欠であり、加えて、その急速な酸性化の海洋生物への影響評価も行う予定です。モニタリングは、自分一人でできるわけではなく、真夏の炎天下や真冬の氷点下に関係なく、年中いつでも、多くの研究員や技術員の方々に協力していただき、「継続は力」をモットーに、現在も実施しております。船長・船員の方々のご協力のもとで実施できました。化学分析も、多くの研究員や技術員の方々の協力のもとで実施し、長期間にわたって高精度を維持しないと海洋環境の僅かな変化を検出することが出来ませんでした。その海洋環境変化の原因を探るために、多くの研究仲間に相談・議論し、助けていただきました。この場を借りて、関わったすべての皆様に、深く感謝を申し上げます。www.jamstec.go.jp^。