あなたの車は世界中にマイクロプラスチックを排出している

世界が恐竜のエネルギーで動く自動車から電気で動く自動車に完全に移行すれば、人類は地球温暖化の原因となる二酸化炭素の主な発生源と、人間の健康への大きな脅威である大気汚染を排除することになる。大気汚染は毎年5歳未満の子ども約55万人の命を奪っている。しかし、自動車による隠れた環境脅威は依然として存在し、世界で中流階級が増え、道路を走る自動車が増えるにつれ、おそらくさらに悪化するだろう。それが、自動車のタイヤやブレーキから剥がれ落ちるマイクロプラスチックだ。タイヤはゴムでできているが、安定性を高めるために合成エラストマーや繊維も含んでいる。ブレーキは金属とプラスチックの混合物だ。これらの材料の小さな破片は、ゴムが路面に接したりブレーキを踏んだりするたびに摩擦で侵食され、溝に流れ込む。その後、雨水とともに海に流されたり、風にさらわれたりする。

本日、ネイチャー・コミュニケーションズ誌に掲載された論文で、研究者らは、自動車から排出されるマイクロプラスチックが人口密集地域から環境へとどのように移動していくかをモデル化しました。これらの小さな自動車部品は、ヨーロッパ、アジア、南北アメリカ大陸の都市から排出され、北極圏、グリーンランド、そして世界中の海洋に堆積します。研究者らは、風に巻き込まれやすい極小粒子の平均寿命が約1か月であることを発見しました。このモデル化によると、毎年5万2000トンの極小粒子が海に、2万トンが遠隔地の雪氷地域に流れ込むと推定されています。

タイヤとブレーキの摩耗に関するデータと、大気中の汚染物質の輸送を計算する既存の手法を組み合わせることで、科学者たちは、風が近距離から遠距離まで、驚くほどの量のマイクロプラスチックを拡散させているという、ますます増え続ける証拠を検証しました。「もちろん、小さな粒子はより高く舞い上がります。しかし、大きな粒子よりも軽いため、気象条件が整えば遠隔地にも容易に到達します」と、ノルウェー大気研究所の上級研究員であり、この論文の筆頭著者であるニコラオス・エヴァンゲリウ氏は述べています。「通常、大きな粒子は発生源の近くに堆積します。」

これは、ここ数年にわたるフィールドワークで、フランスのピレネー山脈の山頂、かつては手つかずだった北極圏、そして米国西部国立公園の保護区に空から降り注ぐマイクロプラスチックなど、人間の活動から遠く離れた場所でマイクロプラスチックが発見されてきた事実とも一致している。「一般的に言って、この研究は重要なものです。なぜなら、特に海洋や北極圏のような遠隔地へのマイクロプラスチックの輸送において、大気がいかに重要であるかを浮き彫りにしているからです」と、アルフレッド・ウェゲナー極地海洋研究所の海洋生態学者メラニー・バーグマン氏は述べている。バーグマン氏はマイクロプラスチックを研究しているが、今回の研究には関わっていない。

ベルクマン氏自身の昨年の現地調査では、マイクロプラスチックがヨーロッパから北極圏に実際に吹き飛ばされていることが分かりました。しかも、その量は膨大で、雪1リットルあたり14,000個のプラスチック粒子が見つかりました。今回の新たな研究は、「北極圏の雪だけでなく、北極海のサンプル、さらには北極圏の深海底に至るまで、堆積物1キログラムあたり13,000個のマイクロプラスチック粒子がこれほど多く含まれている理由を説明するのに役立ちます」と彼女は述べています。

しかし、この新しい研究は現地調査ではなく大気モデルに基づいているため、彼女は続ける。「結果を検証し、根本的なプロセスを理解するためには、より多くの実証的データと実験が必要です。特に、氷や雪の中の着色されたマイクロプラスチックが太陽光の反射率を低下させ、それによって地球温暖化を促進するのかどうかを明らかにする必要があります。」

この反射率はアルベドと呼ばれ、北極圏では深刻な懸念事項となっています。氷は白いため、陸地よりも多くの太陽エネルギーを宇宙に反射します。陸地はより暗く、より多くのエネルギーを吸収します。北極圏が地球の他の地域よりも2倍の速さで温暖化している理由の一つは、温暖化が進む世界で氷が消失すると、より暗い海域や陸地が露出し、厄介なフィードバックループによって地域がさらに温暖化するためです。科学者たちは、北極圏にはヨーロッパから吹き寄せられたマイクロプラスチックが混入していることを知っており、今回の新たな研究でその輸送経路が詳細にモデル化されたことで、合成粒子が雪や氷を黒くし、融解を加速させているのではないかと懸念しています。

「そうかもしれないと考えています」とエヴァンジェリウ氏は言う。「現在、マイクロプラスチックの拡散による気候パラメータを計算するためのシミュレーションを行っていますが、論文では気候への影響の可能性として推測されているだけです。」

これらの粒子が容易に輸送されるのは、プラスチックの二つの魅力（そして同時に二つの欠点）によるものです。これらの素材は非常に軽量でありながら、非常に丈夫です。車のタイヤやブレーキは耐久性が求められるため、その化学組成上、粒子が剥がれ落ちた後、環境中を転がり落ちる際に小さな破片に砕け散ってしまいます。このプラスチックは実際には完全には消え去ることはなく、単に分解するだけです。

科学者が大気中の物体輸送について既に知っていることを考えると、車から排出されるマイクロプラスチックが世界中に容易に飛び散るのも不思議ではないかもしれない。6月、サハラ砂漠は毎年恒例の塵を噴き出した。その多くは粗く、大西洋を横切って米国南部に降り積もった。「その塵は主に鉱物で、プラスチックよりもはるかに密度が高いのです」とユタ州立大学の環境科学者、ジャニス・ブラニー氏は言う。（ブラニー氏自身の研究でもマイクロプラスチックが空から降っていることが分かっているが、この新しい研究には関わっていない。）クモも風に乗る。一部の種は糸を少し出して空高く舞い上がり、バルーニングと呼ばれる方法で何百マイルも飛ぶ。

しかし、マイクロプラスチック粒子の飛翔は複雑です。なぜなら、その形状は非常に多様だからです。薄いマイクロファイバーはクモの糸のように空中に舞い上がりますが、タイヤやブレーキの小さな破片は大気中で異なる挙動を示すと考えられます。「完全な球形ではない粒子がなぜ漂っているのか、その物理的メカニズムを理解するのは非常に困難です」とブラニー氏は言います。

プラスチックの種類によって密度が異なるため、挙動も異なる可能性があります。これは、論文の著者らが指摘したパターンをほぼ確実に複雑化させます。粒子が小さいほど、より遠くまで飛びます。例えば、2本のマイクロファイバーが同じ形状で、重さが異なるとします。あるいは、マイクロファイバーとマイクロプラスチックの破片が形状は異なるものの、重さは同じだとします。これは、大気中を移動する様子にどのような影響を与えるのでしょうか？

たとえ地面に留まったとしても、タイヤやブレーキから出たマイクロプラスチック粒子は最終的に高速道路から、つまり今回の場合は海へと流出します。昨年、科学者たちはサンフランシスコ湾周辺の人口密集都市が毎年7兆個（そう、「t」の文字が付く）のマイクロプラスチック粒子を海に流出させていると計算しました。タイヤやブレーキから剥がれ落ちたプラスチックの微粒子が道路に堆積し、雨水によって海へと流れ込むのです。

科学者たちがようやく答えを見つけ始めた大きな疑問は、この陰険な新しい種類の汚染が生態系と人間の健康にどのような影響を与えるのか、ということです。マイクロプラスチック粒子は確かに肺の奥深くまで浸透するほど小さく、肺に入った際に成分化学物質を浸出させる可能性があります。少なくとも海中では、マイクロプラスチックが細菌やウイルスを蓄積することが示されていますが、大気中を浮遊している間も同様の作用があるかどうかは未だ解明されていません。

「これは私が最初に聞かれる質問の一つです」とブラニーは言う。「私は医者ではないので、答えるのは難しいのですが、例えば『どうやってそれを摂取するのか？』といった疑問です。マイクロプラスチックのごく小さな粒子が実際に腸壁を通り抜けて他の臓器に侵入する可能性があるのか​​？粒子は肺の中でどれくらい長く留まるのか？こうした疑問は、科学者たちが少しずつ解明し始めているところです。」

すぐに答えが得られるわけではないかもしれませんが、その間に、おそらく私たちの車は増えていくでしょう。ゴールドマン・サックスの最近のレポートによると、一人当たりの所得増加に伴い、2025年までに新興市場における新車販売台数は他の国の2倍以上になると予測されています。新型コロナウイルス感染症への感染を恐れて人々が公共交通機関を避けたり、交通機関が運行ダイヤを削減したり、カーシェアリングのような代替手段を試したりする中で、パンデミックはこの傾向を加速させる可能性さえあります。車輪とブレーキが増えれば、マイクロプラスチックも増えることになります。今後、困難な状況が待ち受けていることは間違いありません。

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