強力な温室効果ガスであるメタンは、多くの海洋の海底から上昇しています。このような活発なメタン漏出は、以前は南極から知られていなかったが、現在は変わっている。米国の研究者らは、2011年にロス島海岸でのダイビング遠征中に海底に新たにメタン源が形成された兆候を発見し、その発展を5年間追跡した。メタンを消費する微生物がこのガス出口に定着するには予想よりもはるかに長い時間がかかり、細菌の種類もこれまでに知られているものとは異なることが判明した。
南極大陸の周囲には広い海氷が存在するため、これまで南極沿岸地域の海底はほとんど研究されていませんでした。しかし地球科学者らは、地球上のメタン鉱床の約4分の1がここにあるのではないかと疑っている。 「南極には80ギガトンから400ギガトンの炭素がメタンの形で存在していると推定されており、これは世界の海洋貯留層のメタン埋蔵量のかなりの部分に相当します」とオレゴン州立大学のアンドリュー・サーバー氏と彼の同僚は説明する。気候変動の結果として海氷が後退し続け、海底が暖かくなれば、強力な温室効果ガスが海底から漏れ出し、大気のさらなる温暖化に大きく寄与する可能性がある。
海氷の下での発見
しかし、南極海岸に沿ってメタン漏れが発生する可能性がどの程度あるのかはまだ不明だ。同様に、そこから逃げたガスのどれだけが最終的に水や大気に放出されるか。ほとんどの海底メタン発生源では、細菌がメタンの大部分を空気中に逃がす前に消費します。しかし、南極では活動的なメタン発生源がまだ見つかっていないため、この地域に関してはこれまで確認も反駁もされていません。サーバーと彼のチームは現在、南極海域での最初の活発なメタン漏出を発見し、調査した。 「これは、陸上のメタン循環に関する私たちの理解における大きなギャップを埋めるのに役立つ重要な発見です」とサーバー氏は強調する。驚くべきことに、彼と彼のチームは、1960 年代以来集中的に研究されていた海底の場所でメタン源を発見しました。ロス島の沖合にあるロス棚氷の端に位置し、活火山であるエレバス山などがあります。
2010 年まではここで珍しいものは何も見つかりませんでしたが、2011 年までに変化しました。今回ダイバーらは、海氷の覆いの下約10メートルにある海底に、長さ70メートル以上、幅約1メートルに及ぶ広範囲の白っぽい細菌マットを観察した。 「この微生物マットは、ここでメタン漏れがあることを明確に示しています」とサーバー氏は説明する。実際、測定の結果、このマットの上の水にはメタンが豊富に含まれており、堆積物からもメタンが放出されていることが分かりました。こうして研究者らは、南極で最初の活発なメタン源を発見した。さらに重要なことに、この発見はこのガスの湧出が形成された直後に行われたため、研究チームはこの地域での新鮮なメタン源の開発を初めて追跡することができました。 「メタンの活発な発生源を見つけるにはまったくの幸運が必要でした。そして私たちはそれを発見しました」とサーバー氏は言います。
驚くほど決済が遅い
研究のために、研究者らは 5 年間にわたって定期的に細菌マットと堆積物のサンプルを採取し、分析しました。彼らはまた、この時点で海底からどれだけのメタンが流出しているかを現場で測定した。その結果、「私たちの計算によると、堆積物からのメタンの流出は1日あたり1平方メートルあたり5.1リットルである」とサーバー氏と彼のチームは報告している。 「これは、この噴出孔が大量のガス状流体の地下流入によって供給されていることを示唆しています。」しかし、メタンが地下の有機物質の細菌分解から発生するのか、それとも近くの火山から発生するのかは不明です。なぜこの流出が海底にこれほど細長い帯を形成するのかは、今のところ謎のままである。しかし、科学者らは近くの火山が何らかの役割を果たしている可能性があると疑っている。「火山噴石丘の形成は、多くの場合、さまざまな地下水路につながり、観察された脱出パターンを説明できる可能性がある」とサーバー氏らは述べた。
白っぽいマット内の細菌を検査したところ、通常のメタンを消費する微生物が、明らかにこの南極のメタン源に極めてゆっくりと定着していることが判明した。 「微生物群集が堆積物中に上昇するメタンに反応するまでに1年から5年かかった」と研究者らは報告している。これは、これまでに知られている他のメタン発生源よりも大幅に長いです。さらに、通常最も頻繁に代表されるグループである嫌気性メタン消費細菌のグループはまったく代表されず、比較的小さな割合でしか代表されませんでした。 「これにより、2つの結論が考えられます。それは、以前に知られていたメタン消費者に含まれない種がそこに存在するか、あるいは微生物の定着の非常に初期段階にあるということです」とサーバー氏と彼のチームは述べている。今後数年間の観察では、どちらの説明が正しいかを明らかにする必要があるだろう。しかし、この南極のメタン漏出は、これまで知られていたものとは異なるということは、すでに明らかである。
出典: Andrew Thurber (オレゴン州立大学、コーバリス) 他、英国王立協会紀要 B – 生物科学、 doi: 10.1098/rspb.2020.1134
