地球温暖化：海洋の発熱と環境保護への緊急な呼びかけ

近年、世界的な温室効果ガスの排出量は継続的に過去最高を記録しており、地球温暖化のプロセスを加速させています。

2023年6月に発行された権威ある学術誌「Earth System Science Data」に掲載された論文では、過去10年間で世界の温室効果ガス排出量が史上最高レベルに達し、年間二酸化炭素排出量が540億トンに達したことが示されました。著者の一人であるリーズ大学のピアーズ・フォスター教授は、現在の二酸化炭素排出量のペースでは、パリ気候協定で設定された1.5°Cの閾値を超えていないものの、今後数年内に残り約2500億トンの二酸化炭素予算が急速に枯渇する可能性があると強調しました。研究チームは、2023年のCOP28会議においてより厳しい削減目標と対策を採用することを求めました。また、2023年5月に世界気象機関が発表した報告書によると、温室効果ガスとエルニーニョ現象の相乗効果により、今後5年間（2023-2027年）のうちに、少なくとも1つの年が98%の確率で史上最も暑い年となり、産業革命以前の水準よりも1.5°Cを超える全球平均気温が初めて記録される可能性が高いとされています。

地球規模の気候は統合されたコミュニティであり、気候要因の一つの変化が他の気候要素に大きな影響を与えることがあります。伝統的に、気候温暖化による陸上の極端な気象イベントへの注目が集まってきました。例えば、熱波、干ばつ、洪水などです。しかし、気候監視技術の進歩により、地球温暖化が「海洋熱」と呼ばれる現象を引き起こすことも明らかになりました。2023年以降、ヨーロッパやアメリカなどの地域の気象機関は、地域または世界的な海洋の表面水温で異常な温暖化現象を観測しています。2023年6月、イギリス気象庁が発表したデータによると、5月の北大西洋の海水表面温度は1850年以来の最高記録となり、1961年から1990年の同じ時期の平均値よりも1.25°C高くなりました。特にイギリスとアイルランド周辺では、長期的な平均より5°C以上高い海水温度が観測されました。

現在、イギリスの気象科学者たちは、今年の海洋熱波を極度のレベルIVまたはVに分類しています。2023年6月中旬、アメリカの国立海洋大気局（NOAA）が発表した研究報告によると、2023年初頭以来、世界の多くの地域で海水温が著しく上昇していることが示されています。4月1日には、全球の海面温度が過去最高の21.1°Cに達しました。その後、20.9°Cに減少しましたが、それでも2022年の最高記録温度より0.2°C高いままです。6月11日までに、北大西洋の表面水温は22.7°Cに達し、これは地域内で観測された最高温度であり、今後も海面温度が上昇し続け、8月末か9月にピークに達すると予想されています。

海洋の温暖化により、10月までに世界の半分以上の海域で海洋熱波が発生すると予想されています。7月14日、欧州連合のコペルニクス気候変動サービスは、北大西洋と地中海の海水温度が過去数か月にわたって新たな記録を樹立し、地中海地域では海洋熱波が発生していることを検知しました。スペイン南部沿岸や北アフリカ沿岸の海水温度は、平均参考値を5°C以上上回っており、海洋熱波の継続的なエスカレーションが示されています。2023年7月、NOAAはアメリカ合衆国フロリダ州の南西部海岸付近で衛星による海洋温度観測が始まって以来、1985年から最高となる36°Cの海水温度を記録しました。

気象監視員は、過去2週間にわたり、ここでの海水温が通常の範囲よりも整整2°C高いことを指摘しました。海水温は海洋生態系の環境要素であるだけでなく、地球の気候システムの基本的な構成要素でもあります。海水温の継続的な上昇により、海洋ではますます頻繁に極端な暖水現象が発生し、海洋生態系の健康に大きな脅威となっています。

海洋熱波は海洋生態系に脅威を与える 海洋熱波とは、極端な暖水現象で、海面水温が異常に上昇するイベントです。通常、それは数日から数ヶ月続き、数千キロメートルに及ぶことがあります。海洋熱波は、魚を直接殺したり、冷水へ移動させたり、サンゴの白化を引き起こしたり、さらには海洋の砂漠化につながる可能性さえあるなど、海洋生態系に単純かつ直接的に害を及ぼします。海洋生態系にとって、海洋熱波は完全な災害です。

具体的に、海洋熱波の害は次の2つの点に現れます：

1. **熱帯の海洋生物を中緯度・高緯度に移動させる：**

一般的に、赤道地域は海洋生物資源が最も豊富な地域であり、大量のシーファー、サンゴ、マングローブが存在し、多くの海洋生物にとって楽園となっています。

しかし、過去50年間にわたり、赤道付近の海水温は0.6°C上昇しており、多くの熱帯海洋生物が Cooler な中緯度や高緯度地域に移住して避難しています。2019年4月に『ネイチャー』誌に発表された研究によると、地球温暖化は海洋生物に最も大きな影響を与えていることがわかりました。海洋では陸上よりも種の移動数が2倍となっており、特に赤道付近の水域で顕著です。この論文では、現在、約1,000種類の魚類や無脊椎動物が熱帯水域から逃れていると推定されています。

2020年8月、アメリカ海洋大気庁（NOAA）の科学者たちは、『ネイチャー』に研究を発表し、海洋熱波が「熱による移動（thermal displacement）」を引き起こすことを明らかにしました。その移動距離は数十キロメートルから数千キロメートルに及びます。海洋の温度変化に適応するために、多くの海洋生物も同じ距離を移動して高温を避けなければならず、これが海洋生物の「再分布」につながっています。2022年3月、オーストラリアの科学者たちは、1955年以来の約5万件の海洋生物分布記録を検討した結果、熱帯海域での種の数が減少していることを発見しました。そして、赤道地域ではなく、北緯30度と南緯20度付近が最も多様で豊かな海域として台頭しています。

海洋環境だけでなく、赤道付近の水域における食物連鎖も変化しています。プランクトンは複雑な海洋食物連鎖ネットワークにおいて重要な役割を果たしますが、近年、科学者たちは地球温暖化により、有孔虫を代表とするプランクトンの数が赤道付近の水域で急速に減少していることを発見しました。これは栄養レベルに関して、赤道付近の水域が以前ほど豊かな海洋生物を支えられなくなっていることを意味します。不適切な海洋環境と食料源の減少は、赤道地域の海洋生物の移動プロセスを加速させています。熱帯の海洋生物の大規模な移動は、一連の連鎖反応を引き起こし、何百万年もの地質的および生物的進化によって形成された安定した海洋生態系が、徐々に混乱し、甚至には崩壊する原因となります。

多くの熱帯海洋種が亜熱帯海洋生態系に移動することは、多くの侵略的種がこれらの地域に侵入することを意味し、新しい捕食種が固有種と激しい食物競争を繰り広げ、一部の種の減少や甚至絶滅につながります。この生態系の崩壊と種の絶滅の現象は、ペルム紀と三畳紀の地質時代にも発生しました。

2. **大量の海洋生物の死を引き起こす：**

冷水には温水よりもはるかに多くの酸素が含まれています。近年の海水温度の継続的な上昇と海洋熱波の頻度の増加により、沿岸域での低酸素状態（ヒポキシア）の現象が著しく増加しています。科学者たちは、海水温度の上昇により、過去50年間で海洋の酸素濃度が2%から5%減少しており、これが呼吸困難による大量の魚の死につながっていると指摘しています。一部の高酸素消費型の大型魚は、絶滅する可能性さえあります。

2023年6月、タイ南部のチュンポン県付近の水域とアメリカ合衆国のメキシコ湾で、数千キロメートルにわたって死んだ魚が出現しました。これは、浅い水域に閉じ込められた魚が海洋熱波により窒息死したことが原因です。魚の大量死は、それらを餌とする海鳥にも影響を与えます。2013年から2016年にかけて、北米西海岸の太平洋表層水温の上昇により、約100万羽の海鳥が餌不足で死亡するという悲劇的な出来事が発生しました。また、海洋熱波はサンゴの白化現象も引き起こします。

サンゴ礁は「海の森」として知られ、海洋生物の約4分の1に生息地、餌場、繁殖場を提供しており、地球上で最も生物多様性豊かな生態系の一つです。サンゴ礁の形成は、サンゴとゾウアンテラとの共生関係から成り立っており、お互いに栄養を供給し合っています。ゾウアンテラは温度に非常に敏感な藻類です。海水温が上昇すると、その光合成能力が弱まり、サンゴに害を与える酸化的ストレスを引き起こします。自分自身を守るため、サンゴはゾウアンテラを排出し、この共生関係を破壊します。

動物プランクトン（ズークサンテラ）がないと、サンゴは徐々に元の灰色または白色に戻ります。もしズークサンテラが長期間戻らない場合、サンゴは栄養源を失い、最終的に死んでしまいます。これがサンゴの白化現象です。現在、オーストラリアのグレートバリアリーフが最も深刻なサンゴ白化の影響を受けています。近年、地球温暖化によりグレートバリアリーフ周辺の海水温が継続して上昇しており、1998年から2017年の間に少なくとも4回の大規模なサンゴ白化現象が発生しました。

2020年初め、オーストラリアでは記録的な高温が続き、陸上では半年にわたる山火事があり、海洋では史上最悪のサンゴ白化現象が発生し、約4分の1のサンゴ礁が影響を受けました。現在、グレートバリアリーフの半分以上が白化しています。地球温暖化により、サンゴ白化現象はさらに頻繁で深刻なものになるでしょう。科学者たちは、1985年以来、世界的なサンゴ白化の頻度が、27年に1回から4年に1回に増加しており、21世紀末までに世界のサンゴの3分の4以上が白化または病気になると予測されています。サンゴの白化と死滅は、多くの魚が住処、餌場、産卵場を失う原因となり、さらに魚類の個体群にも影響を与えます。

近年、海洋熱波の頻度と範囲は継続的に増加し、拡大しています。2019年3月、イギリスのマリン・バイオロジカル・アソシエーションに所属する研究者たちは、『ネイチャー・クライメート・チェンジ』誌に学術論文を発表し、1987年から2016年までの年間平均で海洋熱波が発生する日数が、1925年から1954年と比較して50%増加したことを明らかにしました。さらに、科学者たちは深海でも海洋熱波現象を観測しています。2023年3月、アメリカ海洋大気庁（NOAA）に所属する研究者たちは、『ネイチャー・コミュニケーションズ』に深海でも海洋熱波が存在することを示す研究を発表しました。観測データのシミュレーションにより、北米大陸棚周辺の海域では、深海の海洋熱波がより長期間持続し、表面水域よりも強い温暖化の兆候を持つ可能性があることがわかりました。

海洋熱波の頻度と範囲の増加は、将来の海洋生態系がより大きな被害を受けることを意味します。海洋酸性化は海洋生物の発達を脅かします。大気中の二酸化炭素濃度の増加は、温室効果を引き起こし、地球温暖化を加速させるだけでなく、海洋酸性化も招き、海洋生物の生存や繁殖を脅かしています。海洋は常に地球の大気とガスを交換しており、大気に溶け込むほぼすべてのガスが海水に溶解します。大気の重要な成分である二酸化炭素もまた、海水に吸収されます。海洋酸性化とは、要するに海洋が過剰な二酸化炭素を吸収し、海水中の酸性物質が増え、pHが低下する現象です。

推定によると、人間が大気中に排出する二酸化炭素の約3分の1が海洋に吸収されています。大気中の二酸化炭素濃度が増加し続けるにつれて、その吸収と溶解の速度も強まっています。現在、海洋は1時間あたり100万トンの二酸化炭素を吸収しており、これは海洋の酸化が加速していることを意味します。

科学的調査によると、過去2世紀にわたる人間による過剰な二酸化炭素排出により、世界の海洋のpH値は8.2から8.1に下がり、実際の海水の酸性は約30%増加しました。現在の人間による二酸化炭素排出量に基づくと、21世紀末までに、世界の海面水のpH値は7.8に下がり、海水の酸性は1800年よりも150%高くなります。2003年に、用語「海洋酸性化」は初めて世界的に有名な学術誌ネイチャーに登場しました。2005年には、科学者たちが5500万年前に海洋酸性化によって海洋で大量絶滅イベントが発生したことを指摘し、その際に約4.5兆トンの二酸化炭素が海洋に溶け込み、その後海洋が正常レベルに戻るのに10万年かかりました。2012年3月、科学誌に発表された論文では、地球は現在、過去3億年間で最も速い海洋酸性化の過程を経験しており、多くの海洋生物種が生存危機に直面していると述べています。

2015年4月、アメリカの学術誌『サイエンス』に発表された研究では、2億5000万年前、シベリアでの激しい火山活動が大量の二酸化炭素を放出させ、その後の6万年にわたって海水のpHが急激に低下し、高度に石灰質の海洋生物が大量に死滅したことが指摘されています。科学者たちは、この海洋酸性化イベントが最終的に90%の海洋生物と60%以上の陸上生物の絶滅につながったと推定しています。また、研究は2億5000万年前の大絶滅イベントにおいて、毎年大気中に放出された二酸化炭素の量は約24億トンであったのに対し、現在では人類が毎年約350億トンの二酸化炭素を大気中に排出しており、大絶滅期の排出量を大きく上回っていることを示しました。

海洋の酸化は、海洋生物の正常な成長と繁殖に深刻な影響を与え、種の生存と発展を脅かしています。一方で、海洋の酸化は、カルシフィケーションを行う生物の生存を脅かし、抑制します。海洋の酸化により、多くの海洋生物（カニ、ホタテ、サンゴなど）が殻を形成するために必要な炭酸イオンが海洋で継続的に減少します。

海洋の酸化は、これらのカルシフィケーションを行う生物の成長と発達を深刻に脅かすでしょう。さらに、酸性化した海水は一部の海洋生物を直接溶解する可能性があります。貝類はサケにとって重要な食物源であり、科学者たちは2030年までに、酸性化した海水が海洋貝類に対して侵食効果を持ち、それが原因で一部の海域から貝類が減少または消失し、サケの個体群の発展にも影響を与えるだろうと予測しています。

一方で、海洋の酸化は魚の感覚システムにも損害を与えます。におい、音、視覚などの感覚システムは、海洋魚が効率的に餌を探索し、安全な生息地を見つけ、捕食者を回避するのに役立ちます。このシステムが損傷すると、魚の生存に直接的な脅威を与えることになります。2011年6月、イギリス・ブリストル大学の研究者たちは、異なる4つの二酸化炭素濃度の海水でクマノミの卵を孵化させました。比較研究の結果、高濃度の二酸化炭素海水で孵化した稚魚は、捕食者の音に対して非常に鈍い反応を示することがわかりました。

これは、酸性の海水では若い魚の聴覚感度が著しく低下することを意味します。2014年3月に『Experimental Biology』に発表された研究では、海水中の二酸化炭素濃度が高いと、魚の神経細胞内の様々な種類のガンマアミノブチル酸（GABA）に干渉し、視覚や運動能力が低下し、最終的には捕食や捕食者からの回避が困難になることが示されました。2018年7月に『Nature Climate Change』に発表された研究では、海洋酸性化が魚の嗅覚を失わせ、中枢神経系を混乱させ、脳の情報処理能力を低下させる可能性があることがわかりました。

海洋生物への直接的な害のほか、海洋酸性化は海洋汚染物質や毒素の負の影響をさらに増大させる可能性があります。研究によると、海洋酸性化は水銀、鉛、鉄、銅、亜鉛などの重金属の生物利用能を継続的に増加させることで、これらの重金属が海洋生物に吸収されやすく、蓄積しやすくなることを意味します。最終的には、これらの汚染物質は食物連鎖を通じてより高位の生物へ移行し、その健康を脅かすことになります。さらに、海洋酸性化は有害藻類の豊度と化学的構成を変化させ、これらの毒素が貝類に移行し、麻痺性および神経毒性の毒素を生成することで、人間の健康を最終的に脅かす可能性もあります。

海洋生物多様性保護のための世界的な取り組み 現在、世界平均の海面温度は20世紀と比較して約0.9°C上昇しており、産業革命前と比べると1.5°C上昇しています。過去10年間は記録上有史以来最も温暖な海洋温度の10年間でした。2023年にエルニーニョ現象が形成され、科学者たちは今後の数ヶ月で、世界の海面温度が急速に0.2から0.25°C上昇すると予測しています。これは、将来的に海洋生態系がより深刻な高温の脅威に直面し、海洋生物がさらに大きな生存の挑戦に直面することを意味します。ますます深刻化する海洋生態危機に対し、世界各国も積極的に行動を起こし、海洋生態系を保護しています。2022年12月19日、生物多様性条約第15回締約国会議第二段階において「昆明－モントリオール世界生物多様性枠組み」が採択されました。この枠組みでは「30x30目標」が設定され、2030年までに世界の少なくとも30%の陸地と海洋を保護することを目指しています。

協定の円滑な実施を確保するために、協定の内容には明確で強力な財政的保証も設けられました。この枠組みは、国際社会が力を合わせて生物多様性を保護し、2050年までに人間と自然の調和的な共存という大きな目標に向かって努力することを導きます。過去数十年間にわたり、公海では大量の船舶運航、海底採掘、遠洋漁業活動が行われてきました。これらの活動を規制する関連する国際機関は存在しますが、異なる機関間での必要なコミュニケーションや調整が不足しているため、公海の生態系監視や保護が断片化しており、海洋環境汚染や生物多様性の喪失を効果的に抑制できていません。

2023年6月、国連は「国連海洋法条約に基づく国家管轄外の海域における海洋生物多様性の保全及び持続可能な利用に関する合意」を採択しました。この「合意」では、海洋環境評価、海洋技術移転、海洋遺伝資源の利益配分、海洋保護区に関する新しいメカニズムや内容が提案されています。国連事務総長のアントニオ・グテレスは、この「合意」が気候変動、過剰漁獲、海洋酸化、海洋汚染などの脅威に対処し、世界の海洋の2/3以上の持続可能な開発と利用を確保するため、そして海洋生物多様性の保護において重要なマイルストーンとなると指摘しました。