2019年から2020年の夏にオーストラリアで発生したひどい森林火災により、数百万ヘクタールの森林と低木地が破壊されました。しかし、何千キロも離れたところで、これらの火災から出る煙と粒子状物質が生命の源であることが判明した。これらの火災は南極海で前例のない藻類の大繁殖を引き起こし、その面積はオーストラリアの面積を大幅に上回っていた、と衛星データが示している。その理由は、火災エアロゾルの肥沃な効果です。煙に含まれる鉄分は植物の重要な栄養素であり、通常は南極海にしか存在しません。火災によって引き起こされた鉄の施肥がこの欠乏を補い、これまで観察されたことのないような規模で藻類の発生が可能になった。
オーストラリアでは夏の暑い時期に山火事が発生するのは通常のことです。しかし、2019/2020年の夏、火災は劇的な規模に達しました。実際の火災シーズンが始まる前の10月には、特に大陸の東海岸沿いで火災が発生し始めた。極度の暑さ、長引く干ばつ、強風によって促進され、火災はその後数か月のうちにさらに広がりました。ダーラムのデューク大学のウェイイー・タン氏らは、「数百万ヘクタールの植生が焼失し、生態学的、環境的、社会経済的に深刻な影響を及ぼした」と語る。火災の結果、約30億頭の動物が死亡または避難したと推定されており、成層圏に上昇する火災からの煙は7億1,500万トンのCO2を放出しました。これは、オーストラリアの人為的CO2年間排出量である約5億3,700万トンを大幅に上回っています。 2018 年の CO2 排出量はトン。
煤煙は何千キロメートルにもわたる
山火事の煙は風によって数千キロメートルに広がり、南太平洋と南洋の広い範囲を覆いました。これらの噴煙とともに、膨大な量の煤、浮遊物質、エアロゾルが大気中に侵入しました。ここで、タン氏らの研究が役に立ちます。以前の研究から、このような発熱性エアロゾルには、重要な植物栄養素である鉄などの微量元素も多く含まれていることが知られていました。特に、南太平洋と南洋の冷涼で栄養分の少ない海域では、通常、鉄欠乏が上層水層の藻類の成長を制限します。 「火災エアロゾルが海に沈むことでこの栄養不足が補われ、海洋の生産性が向上するという仮説はすでに存在していましたが、これに関する直接の観察データは不足していました」と研究者らは書いている。
研究のために、タン氏と彼のチームは、2019/2020年の夏の煙とエアロゾルの広がりに関する衛星測定データを評価し、追加の衛星データを使用して南極海のさまざまな地域の植物プランクトン密度を決定しました。ブイからの測定データも含まれており、海面に落下する浮遊物質の範囲について結論を導き出すことができました。評価の結果、オーストラリアの南部と東部からの森林火災の排出物は、卓越風によって数日以内に南東へ数千キロメートル運ばれ、南緯 20 度から 55 度までの広範囲に分布したことがわかりました。オーストラリアの南海岸のすぐ南と大陸の南東にある2つの海域で、煤とエアロゾルの濃度が歴史的に前例のないレベルに達したと研究チームは報告している。そこのすす濃度は、気候学的に正常な値を少なくとも 300 パーセント上回っていました。
前例のない藻類の発生
これは結果をもたらしました。衛星ベースのクロロフィル測定が示したように、これらの海域では異常に強力な藻類の異常発生が発生し、それは2019年10月に始まり4か月以上続きました。 「驚くべきことは、この植物プランクトンの増加が、通常これらの海域ではクロロフィルが季節的に減少するオーストラリアの夏に起こったことである」とタン氏らは報告している。現時点では、南極海の上層の水層にある鉄の埋蔵量は通常、すでに藻類によって使い果たされています。 「クロロフィル濃度が過去の月間最大値を大きく上回った地域は10兆平方メートル以上で、オーストラリアの面積を超えた」と研究チームは書いている。 「オーストラリアの山火事によって引き起こされたこの植物プランクトンの大量発生の規模は、衛星データでは前例のないものです。」
研究者らによると、これらの結果は、発熱性エアロゾル、特に煙に含まれる鉄が周囲の海洋の鉄肥料として機能する可能性があるという強力な証拠を提供するという。その代わりに、藻類の成長により、植物プランクトンは光合成を通じて通常よりも多くの CO2 を空気から吸収して結合します。科学者の計算によると、2019/2020年の森林火災によって促進された藻の発生により、CO2の形で約1億8,600万トンの炭素がさらに吸収された可能性がある。 「これは、2019/2020年の夏の森林火災によって放出された炭素排出量の約95パーセントに相当します」とタン氏と彼のチームは書いている。しかし、藻類組織に吸収され貯蔵された炭素のどれだけが海洋の深層に到達し、長期的に炭素循環から離脱されたのかは不明である。 「追加の炭素がより深い層に到達しなかったため、CO2隔離が短命に終わった可能性もあります」と研究者らは強調する。
気候変動と、それが世界中で森林火災や山火事に与える影響の増大を考慮して、研究者らは今回の結果が、大規模火災の影響がこれまでモデルで考えられていたよりも広範囲に及ぶ可能性があることを示す重要な指標であるとみなしている。 「これらの火災は、気候変動が海洋環境に与える予期せぬ、そしてこれまで過小評価されていた影響を示しており、地球規模の気候にも影響を与える可能性がある」とタン氏は言う。
出典: Weiyi Tang (デューク大学、ダーラム) 他、Nature、 doi: 10.1038/s41586-021-03805-8
