バルト海ではシアノバクテリアの大量増殖が何度も起きています。どのような要因がこれを促進しているのかを解明するために、研究者らは現在、最長 7,000 年前の堆積物コアを含む過去に遡って調査を行っています。これらのコアのバイオマーカーと気候データから、藍藻類のブルームは考えられているほど栄養素に依存していないことが明らかになりました。その代わりに、水温が決定的な役割を果たします。
藍藻類、いわゆるシアノバクテリアは、特に夏場に水域に急速に広がります。農業からの肥料の流入により水中の栄養濃度が高まり、気温が上昇することで藻類の発生も促進されます。影響を受けた海域での水泳の魅力が薄れるだけでなく、バルト海などの生態系を脅かす可能性もあります。藻類は死ぬと海底に沈んでしまうからです。それらが分解すると酸素が消費され、酸素の乏しい「デスゾーン」が形成されます。
バルト海の海底で手がかりを探す
研究者らは1980年代からバルト海で大規模な藻類の発生を観察してきた。それらは衛星画像ではっきりと見えます。しかし、シアノバクテリアのこのような爆発的な増殖段階の原因は不明のままでした。これまでのところ、気候変動やバルト海への栄養塩投入との関連性を示すほど十分に遡った観測は行われていない。だからこそ、ヴァルネミュンデにあるライプニッツ・バルト海研究所のジェローム・カイザー率いる研究者たちは、過去をさらに遡るために 2 つのバイオマーカーを使用したのです。これらのマーカーは、バルト海で見つかったシアノバクテリアによって生成されます。これらは細菌が脂肪酸から生成する 2 つの炭化水素です。それらは数千年以内でも分解せず、何年も堆積物中に保存されるという有利な特性を持っています。
堆積物中のこれらのバイオマーカーの量が藻類の繁殖の強さとどのように関係しているかを調べるために、科学者たちは堆積物トラップを使った実験を実施しました。これらは漏斗のような船で、海底に固定されており、数週間ごとにそこに落ちたすべてのものを収集コンテナに集めます。評価の結果、バイオマーカーは藍藻類の存在を示すだけでなく、藍藻類の密度についての結論を導き出すことも可能であることが示されました。これらの発見に基づいて、カイザーと彼のチームは、160 年前に遡るバルト海の堆積物コアを調査しました。
過剰施肥の影響がほとんどない
1920年まで、研究者らは堆積物のコア中に低密度のシアノバクテリアしか検出していませんでした。その後、高周波と低周波の期間が交互に繰り返されます。 「興味深いことに、1950 年代にはシアノバクテリアの量が大幅に増加したようには見えません」とカイザーと彼のチームは報告しています。 「この間、バルト海では過剰肥料と酸素欠乏が大幅に増加しました。」したがって、栄養素の供給の増加は、シアノバクテリアのブルームに対してわずかな役割しか果たさないと考えられます。
科学者らは、シアノバクテリアと海水温との間に正の関係があることを発見した。夏にバルト海の表面水温が高かった年には、藍藻も増加した。研究者らの説明によると、これは 2 つの影響によるものです。1 つは、暑い夏により日射量も増加し、これにより藻類の成長が増加します。一方、表面温度が高いとバルト海の水の層構造が安定し、シアノバクテリアの増殖も安定します。しかし、コアデータは、過去 160 年間にわたるこれらの温度変動が主に周期的に変動する海流などの自然の影響によるものであることも示しました。
温暖化の長期的な影響
気候変動によって引き起こされるような長期的な温暖化も影響しているかどうかを調べるために、カイザーらはバルト海の北にある盆地であるボス海で採取された別の7,000年前の堆積物コアを調べた。この期間には、最後の氷河期の終わりから始まった温暖な期間が含まれます。当時の北半球の平均気温は現在より 1 ～ 1.5 ℃高かったため、これは今日の気候研究にとって特に興味深いものです。
結果: この時期の堆積物コアのセクションでは、バイオマーカー含有量が現在のバルト海中央部よりも最大 100 倍高かった。これは、この温暖な気候の期間中に、頻繁かつ強力なシアノバクテリアが開花することを示唆しています。バイオマーカーは、過去を調べることを可能にしただけではありません。「それらは、シアノバクテリアが気候異常に劇的に反応する可能性があることを私たちに示しました。現在進行中の地球温暖化を考えると、私たちはこれに注意を払う必要があります」とカイザー氏は言います。
出典: ライプニッツ バルト海研究研究所ヴァルネミュンデ、専門論文: Biogeosciences、 doi: 10.5194/bg-17-2579-2020
