この記事は クリエイティブ・コモンズ・ライセンスに基づきThe Conversation から転載されました。
2025年1月にロサンゼルス地域を襲った壊滅的な山火事と闘う消防士たちは、淡水の供給不足に悩まされている。そこで、風が穏やかになると、熟練パイロットが操縦する「スーパースクーパー」と呼ばれる飛行機が、一度に1,500ガロン(約640リットル)の海水をかき集め、高精度で火災現場に投下している。
海水を使って消火活動を行うのは、一見簡単な解決策のように思えるかもしれません。太平洋には水が無限に供給されているように見えるからです。南カリフォルニアが直面しているような緊急事態では、海水が唯一の迅速な解決策となることがよくあります。ただし、海のうねりの中での消火活動は危険を伴う場合があります。
しかし、海水には欠点もあります。
塩水は消防設備を腐食させ、生態系に悪影響を及ぼす可能性があります。特にロサンゼルス周辺のチャパラル(低木林)のように、通常は海水にさらされていない地域に悪影響を及ぼします。園芸家は、少量の塩(例えば肥料として加える場合)は植物に害を及ぼさないことを知っていますが、過剰な塩分は植物にストレスを与え、枯死させる可能性があります。
生態系に海水を加えることによる結果はまだ十分に理解されていませんが、海面上昇の影響を考慮することで、何が起こるかについての洞察を得ることができます。
海岸林における海水実験
スミソニアン環境研究センターの生態系生態学者として、私はTEMPESTと呼ばれる新しい実験を主導しています。この実験は、歴史的に塩分を含まない海岸林が、塩水に初めてさらされたときにどのように、そしてなぜ反応するのかを解明するために設計されました。
過去1世紀にわたり、世界全体で海面上昇は平均約20cm増加し、その影響で、以前は淡水しかなかったアメリカの森林、農場、そして近隣地域に塩水が流入しています。海面上昇の速度が加速するにつれ、嵐は海水を陸地へとさらに押し上げ、最終的には樹木を枯らし、ゴーストフォレスト(幽霊林)を生み出します。これは、アメリカ国内および世界的に広がる気候変動の結果です。
TEMPEST試験区では、近くのチェサピーク湾から塩水をタンクに汲み上げ、森林の土壌表面に1回約10時間かけて土壌を飽和させるのに十分な速さで散布します。これは、大嵐による塩水の急上昇を再現するものです。

科学者たちは、海面上昇が沿岸林に与える影響を調べるための海水実験が行われている試験区で作業を行っている。
写真:アリス・スターンズ/スミソニアン環境研究センター2022年6月に最初の10時間の塩水曝露を受けた際、沿岸林はほとんど影響を受けず、その後は年内を通して通常通り生育しました。2023年6月には曝露時間を20時間に延長しましたが、森林への影響はほとんど見られませんでした。ただし、ユリノキが土壌から水分を吸い上げる速度が遅くなっており、これは早期警戒信号である可能性があります。
2024年6月に30時間の曝露を行った後、状況は一変しました。森林のユリノキの葉は、例年より数週間早い8月中旬に茶色くなり始めました。9月中旬には、まるで冬が訪れたかのように、森林の樹冠は葉を落としました。これらの変化は、海水ではなく淡水を用いて同様の処理を行った近隣の区画では見られませんでした。
私たちの森林の初期の回復力は、淡水の河口と塩分を多く含む海水が混ざり合うこの河口の水に含まれる塩分濃度が比較的低かったことで部分的に説明できます。2022年と2023年の実験後に降った雨によって、土壌から塩分が洗い流されました。
しかし、2024年の実験の後には大規模な干ばつが続き、土壌に塩分が残留していました。2024年の実験後、木々は塩分を多く含んだ土壌に長期間さらされたため、これらの条件に耐えられる能力を超えていた可能性があります。
南カリフォルニアの火災に投棄されている海水は、塩分を多く含んだ海水です。そして、特に東海岸の森林地帯と比べると、その状況は非常に乾燥しています。
地表に現れた変化
私たちの研究グループはまだ、森林の塩水に対する耐性を制限するすべての要因を理解しようとしており、私たちの研究結果がロサンゼルス地域などの他の生態系にどのように当てはまるかを理解しようとしています。
秋になるずっと前に木の葉が緑から茶色に変わるのは驚きでしたが、私たちの足元の土の中には他の驚きが隠されていました。
土壌に浸透する雨水は通常は透明ですが、2022年に初めて、そして唯一となる10時間塩水にさらされてから約1か月後、土壌水は茶色に変色し、2年間その状態が続きました。茶色は、枯れた植物から浸出した炭素系化合物によるものです。これはお茶を淹れるのと似たプロセスです。

塩水実験後に土壌から採取した水は、枯れた植物から浸出した豊富な化合物を反映して、お茶のような色をしています。通常、土壌水は透明に見えます。
写真: アリス・スターンズ/スミソニアン環境研究センター、CC BY-ND私たちの実験室実験では、塩分が粘土やその他の粒子を土壌中で分散させ、移動させていることが示唆されています。土壌の化学組成と構造におけるこのような変化は、長年にわたって持続する可能性があります。
海面上昇により沿岸部の露出が増加
海水は消火に役立ちますが、淡水が利用できるという条件のもと、消防当局が淡水源を好むのには理由があります。
一方、地球温暖化によって海面上昇が加速し、森林、畑、農場が水没する中、米国の海岸線はより広範囲かつ頻繁に海水にさらされており、海岸の景観に未知のリスクをもたらしている。