海洋の異常な熱は制御不能

海がなければ、陸上の気候変動はさらに壊滅的なものになるでしょう。海は温室効果ガス排出による余剰熱の90%以上を吸収し、人類を事実上自らの力で救ってきたのです。しかし、その代償も大きくなっています。海も急速に温暖化しています。陸上で熱波が発生するのと同様に、海の一部でも気温が急上昇することがあります。

新たな研究により、この問題がいかに深刻化しているかが明らかになった。モントレーベイ水族館の研究者たちは、1870年から1919年にかけて世界中から採取された海面水温データを分析することから計算を開始した（そう、船舶は150年にわたって海水温を測定してきたのだ）。海域ごとの月ごとの過去の最高気温を知ることで、気候変動が激化する前の海洋水温の極端な変動の基準値を得ることができた。19世紀には、このような極端な変動を経験した海面はわずか2%だった。

次に、研究者たちはこのデータを、同じ場所で1920年から2019年にかけて記録されたデータと比較しました。その結果、2014年までに海面の半分で、かつて極端とされていた気温、つまり過去の最高気温を超える気温が記録されたことがわかりました。2019年には、その数字は57%にまで上昇しました。150年の間に、猛暑の発生は新たな常態となっていたのです。

これらの急上昇は、地球温暖化によって引き起こされる全体的な水温上昇とは異なります。例えば、冬が来ると特定の地域では水温が上昇から戻ることがあります。また、急上昇の場所は時間とともに変化するため、場所によっては他の場所よりも早く影響を受ける可能性があります。そのため、2014年までに海面の半分で極端な水温が記録されましたが、南大西洋では実際には1998年にすでにその閾値を超えていました。

「とんでもない話です」と、ロガーヘッド海洋生物センターの所長兼CEOで、本日PLOS Climate誌に掲載された研究結果に関する論文の共著者でもある生態学者カイル・ヴァン・ホータン氏は語る。（ヴァン・ホータン氏は以前、同水族館の主任科学者としてこの研究を、現在アメリカ海洋大気庁（NOAA）に所属する海洋生物学者田中樹生氏と共に行っていた。）「今、海では大きな変化が起こっており、私たちが構築したこの海洋熱の計算、指標は、その理由を明らかにするのに役立つと考えています」と同氏は続ける。「極端な海洋熱は、私たちが考えていたよりもはるかに深刻な問題です。実際には今日では一般的であり、それは恐ろしいことです。なぜなら、歴史的には単に極端なだけで、まれだったからです。」

「彼らが観察している傾向は、海洋熱波の頻度が高まり、気温が上昇し、持続期間が長引いていると結論づけている他の多くの論文の結果と一致しています」と、NASAの海洋学者ブリジット・シーガーズ氏は述べている。シーガーズ氏は今回の研究には関わっていない。（ただし、2021年は観測史上6番目に暑い年だったと最近報告した研究者の一人である。）

上の地図をご覧ください。赤い地域ほど、1870年から1919年の間に測定された歴史的な基準気温よりも高い気温を記録した月が多いことを示しています。言い換えれば、かつては極端だった気温が、今では赤い地域では当たり前になっているということです。1980年代には猛暑が主に南極周辺で発生していましたが、2010年代には世界中、特に赤道付近に広がっていることに注目してください。

「これは本当に憂慮すべき事態です」とヴァン・ホータン氏は言う。「なぜなら、明らかにサンゴの分布がそうなっているからです。過去10年間、サンゴ礁は劇的で広範囲にわたる白化現象を経験してきました。」これは、水温の上昇がサンゴにストレスを与え、エネルギー生産を助ける光合成藻類を放出させることで起こります。エネルギーがなければサンゴは死滅し、サンゴ礁の生態系の崩壊につながります。

上のグラフは、国別に別の視点から見ています。海洋熱の月数が最も多かったのは、インド洋のモルディブ、アフリカ東海岸のタンザニア、そして太平洋のミクロネシアで、いずれも赤道沿いに位置しています。

最初の地図で、全体的な温暖化傾向に明らかな例外があることに気づいたかもしれません。南米沖の太平洋（地図上の大きな青い塊）は、冷たい深海の湧昇により、極度の暑さに耐えています。しかし、ヴァン・ホータン氏は、この例外を、この地域が気候変動の影響を受けていないことを示すものとして解釈すべきではないと警告します。「これは温暖化の地図ではありません。あらゆる場所で温暖化が進んでいます」と彼は言います。「これは極度の暑さの発生を示す地図です。したがって、これらの大きな青い領域は温暖化している可能性があり、実際、温暖化しています。しかし、これらの領域は歴史的に、これらのシステムに大きな変動があった地域なのです。」

「実際には、場所によって気温が急激に上昇する時期が交互に訪れるのです」と、スクリプス海洋研究所の物理海洋学者ダニエル・ラドニック氏（今回の研究には関わっていない）は同意する。例えば、ラドニック氏は北太平洋を研究しており、2014年にはそこで気温上昇の大幅な増加を観測した。「一般的には、地域によって気温上昇の時期が交互に訪れるのが一般的だと思います。地球全体が温暖化する傾向はありますが、それぞれの地域でどのように温暖化が進むかはそれぞれ異なるでしょう。」

海の深さは、地域への影響に大きな影響を与えます。太平洋の中央部は深いため冷たい水が湧昇しますが、熱帯の島々周辺の浅い海域ではそのような影響はありません。島嶼国は、水が熱くなると体積が大きくなる熱膨張現象により、さらなるリスクにさらされています。「同じ質量の水でも体積が大きくなるため、海面上昇が起こるのです」とルドニック氏は言います。

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実際、人為的な海面上昇の約半分は氷河の融解による流出で、残りの半分は温暖化した水が単により多くの空間を占めることによるものです。しかし、より局所的に見ると、海面上昇の地域的な変動のほぼすべては熱膨張によるものだとルドニック氏は付け加えます。沿岸水温が上昇すればするほど、海面は上昇します。これは猛暑によって急速に起こり得ますが、氷河の融解による海面上昇は、まさに氷河期の速度に近いものです。

気温上昇による生態学的影響は、全体的な温暖化と猛暑の急激な変化の両方において、明白であると同時に微妙でもある。魚のように逃避能力を持つ種は、極地へと移動している。「例えばロブスターがそうだ。米国北東部沖の漁場の地理的分布に劇的な変化が見られる」とヴァン・ホータン氏は言う。「かつてはニューヨーク州とニュージャージー州に漁場があったが、今では事実上消滅している。そして今はメイン州が繁栄しているが、10年後にはメイン州は後退し、カナダの漁業が発展していくだけかもしれない」。同様に、熱帯地方で自給自足の漁師たちは、魚類の個体群全体が移動することで生計を失う可能性がある。

しかし、海綿動物やサンゴのように、ある場所に定着している種は、より冷たい場所まで足で（あるいは鰭を引いて）移動することができません。「定着している種は、共存できないほどの絶対的な温度閾値に直面する可能性が高いため、それらの減少が見られるでしょう」とヴァン・ホータンは言います。

猛暑は、すでに涼しい地域へ徐々に移動している種にとっても、さらなる危険をもたらします。「海洋熱波のような突発的な現象が発生すると、適応する時間を与えられません」とシーガーズ氏は言います。「そのため、死亡率が非常に高くなる可能性があります。これはサンゴ礁からケルプの森まで、生態系全体で発生しており、海鳥の死につながる可能性があります。」

「システムが回復するには何年もかかる可能性がある」とシーガーズ氏は付け加える。「死亡率が高ければ、必ずしもすぐに正常に戻るとは限らないからだ。」

さらに事態を複雑にしているのは、こうした猛暑がしばしば風の弱さと重なることです。風は海の食物連鎖において重要な役割を果たします。海水をかき混ぜ、深海から栄養分を引き上げます。植物プランクトンと呼ばれる微小な光合成生物は、庭の植物が肥料に頼るのと同じように、これらの栄養分に依存しています。植物プランクトンは動物プランクトンの餌となり、動物プランクトンは魚類の餌となり、魚類は海洋哺乳類や海鳥の餌となります。つまり、猛暑によって植物プランクトンが失われると、食物連鎖の基盤が破壊されるのです。

そして重要なのは、植物プランクトンが大気中の酸素の大部分を生産しているということです。「実際、地球には2つの肺があるようなものです。1つは緑、つまり森林、そしてもう1つは青、つまり海です。海は私たちが呼吸する酸素の半分以上を供給しています」とヴァン・ホータン氏は言います。「海は私たちの気候システムの鼓動する心臓部であり、地球上で人類の生命を維持するために不可欠であると言っても過言ではありません。」

この生命維持システムを稼働させ続ける唯一の方法は、温室効果ガスの排出量を大幅に、そして迅速に削減することです。海洋はこれ以上の熱に耐えられなくなります。

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