現在、北極圏は地球の他の地域の2倍の速さで温暖化が進み、甚大な影響をもたらす形で変化を遂げています。急速に溶ける永久凍土が地形に穴を開けています。数千年かけて堆積した湿った植物質（ピート）は乾燥し、前例のない山火事を引き起こしています。フロリダのような場所ではより発生しやすい現象である雷が、今や北極から100マイル（約160キロメートル）以内の地点で発生しています。
一方で、研究者たちは、北極の植物種がはるかに温暖化した地球にどのように適応しているかを定量化しようと競い合っています。一言で言えば、うまく適応していると言えるでしょう。そしておそらく、うまく適応しすぎていると言えるでしょう。衛星データ、ドローン、そして現地でのフィールドワークを駆使し、生態学者、生物学者、地理学者、気候学者など、数十人の科学者からなるチームが、低木、イネ科植物、スゲなどの植物がより豊かに成長していることを発見しました。この現象は「北極の緑化」として知られており、北極の景観と世界の気候の両方に影響を与える、奇妙で驚くべき連鎖反応が次々と起こっています。
氷の国というイメージとは裏腹に、北極は生命の絶えない場所ではありません。南極には木々や顕微鏡なしでは見られない動物がほとんど生息していませんが、北極には生命、特に植物が溢れています。草や低木は、日中は光が全くない冬を生き抜くために見事に適応しています。なぜなら、植物は雪の層に覆われ、主に地中で根を張っているからです。雪解けが訪れると、植物は生き残り、繁殖するために必要なあらゆる活動、つまり種を作り、栄養を吸収し、日光を集めるための時間を、おそらく1ヶ月ほど与えられます。
しかし、ここ数十年で地球温暖化が進むにつれ、衛星は北極圏の緑化を様々な精度で観測してきました。ある衛星はフットボール場ほどの解像度を提供し、別の衛星はセントラルパークほどの解像度を提供します。最近では、高性能な最新カメラの解像度は10メートル四方かもしれません。しかし、それでも生態学者は地上に降りてみなければ、これらの植物群落がどのような様子なのかを正確に解明することはできません。
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まず、北極圏は冬の間、24時間暗い。「この地域で衛星を使用する上で、これは長年の課題です」と、元ダートマス大学で現在はオーフス高等研究所に所属する生態学者兼地理学者のジェフリー・カービー氏は語る。彼は、ナショナルジオグラフィック協会や英国、北米、欧州の政府機関から資金提供を受けたこの国際的な科学者グループが最近Nature Climate Change誌に発表した北極圏の緑化に関する論文の共同筆頭著者の一人である。
夏場は24時間明るい日差しがあっても、それは問題のある光です。「太陽の位置が低いため、あちこちに大きな影が落ちてしまうことがあります。そのため、人々は影の研究にあまり興味を持たないのです」とカービー氏は言います。
そこで研究チームは、現地から打ち上げる小型ドローンの力を借りて、北極圏がどのように変化しているかを詳細に解明するため、地形をくまなく調査し、それを上空から得られるデータと結び付けている。ドローンは地面に十分近づくことができるため、特定の地形では温暖化に伴ってどの植物が恩恵を受ける可能性があるかがわかる。また、ドローンで同じ地域を撮影し、なんとティーバッグを投下することで、地域が年々どのように変化しているかを数値化することもできる。「ティーバッグを地面に立て、1年、2年などと置いて、さまざまな微気候の中でどれだけ分解されるかを見ます」と、エディンバラ大学の地球変動生態学者で、今回の論文の共同筆頭著者であるイスラ・マイヤーズ＝スミス氏は述べている。
研究チームは、この変化は温暖化の気候を利用するために北極圏に侵入してきた外来種によって引き起こされたものではないことを明らかにしている。むしろ、低木のような背の高い在来種が増えていることが原因だ。「これは樹冠高が全体的に高くなっていることを意味し、重要な意味合いを持っています」とマイヤーズ＝スミス氏は言う。「ツンドラの植物が凍土とその下の炭素を保護する方法に影響を与え始めているのかもしれません。」
例えば、冬には背の高い低木の樹冠が雪を閉じ込め、ツンドラに吹き飛ばされる雪を防いでくれる。この雪が断熱層を形成し、冷気が土壌に浸透するのを防ぐ可能性がある。「そのため、永久凍土の融解が加速する可能性があります」とマイヤーズ＝スミス氏は言う。「また、背の高い植物が積雪の上に伸びると、ツンドラの表面反射率も変化します」。植生は雪よりも色が濃いため、より多くの熱を吸収し、土壌の融解をさらに促進する。
永久凍土の融解は、最も恐ろしい気候フィードバックループの一つです。永久凍土には、植物質の形で数千年分の炭素が蓄積されています。融解は、おそらく植生の増加によって悪化し、大気中に放出される二酸化炭素とメタンの量を増加させる恐れがあります。大気中の炭素量の増加は温暖化の進行を意味し、永久凍土の融解は無限に、あるいは少なくとも永久凍土が消滅するまで続くでしょう。
永久凍土が解け、土地が陥没する
写真：ゲルガナ・ダスカロヴァ／ナショナルジオグラフィック協会永久凍土の融解は土壌への水分供給量を増加させ、植生にさらなる悪影響を及ぼします。「地面が凍ると、植物は水を得ることができません」とカービー氏は言います。「つまり、一年のうちの一部はまるで砂漠にいるようなものです。」
凍土は植物の生育時期を制限します。しかし、早期の解凍は、植物が年初から成長を再開することを意味する可能性があります。土壌がより深く解けるにつれて、おそらく数千年の間地中に閉じ込められていた大量の栄養分も放出され、ますます豊富になっている北極圏の植物種の成長を加速させます。これは、景観がさらに緑豊かになり、温暖な気候を利用できる植物にとってより住みやすい環境になることを意味します。
そして実際、北極の謎の多くは地下に眠っています。ツンドラ生態系では、バイオマスの最大80%が地下に存在します（冬の厳しい寒さの中で、根は地中で生き延びることを思い出してください）。「ですから、緑色の地表は、これらの生態系におけるバイオマスのほんの一部に過ぎません」とマイヤーズ＝スミスは言います。「つまり、これらの植物の気候変動への反応の多くは、実際には地下世界で起こっており、追跡と監視が非常に困難なのかもしれません。」
もう一つの大きな未知数は、大小さまざまな動物種が、より温暖で緑豊かな景観にどのように適応していくかということです。毛虫のような小さな草食動物は、ますます緑豊かになる北極圏にどのように適応していくのでしょうか？カリブーのような大型草食動物は、豊かな植生をどのように利用していくのでしょうか？そして、それが彼らの移動パターンに影響を与え、先住民にとって重要な食料源を脅かす可能性もあるのでしょうか？そして、これらの草食動物が余分な植生を吸収していくことで、炭素循環、つまり土壌から動物、そして大気へと炭素が自然に移動する過程にどのような影響を与えるのでしょうか？
科学者にとって本当に懸念されるのは、永久凍土に含まれる炭素の量が大気中の2倍もあるという事実だ。「これは何千年もの間、氷の中に閉じ込められていた大量の炭素です」とカービー氏は言う。「そして、永久凍土が解け始めると、微生物が枯れ葉や動物の死骸を消化し始める可能性があります」。北極の緑化は、すでにこの解けを悪化させている可能性がある。
人間が植物を応援しないのは奇妙に思えるかもしれません。しかし、より緑豊かな牧草地が良い結果をもたらすとは限りません。
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