緑の「世界的プレーヤー」が見えてくる: 南極海の海藻による重要な二酸化炭素貯留に影響を与える要因は何ですか?現在、微量元素供給の集中的な効果が研究によって示されています。植物プランクトンがより多くの鉄とマンガンを同時に受け取ると、その種の組成が重要な方法で変化します。その結果、生物群集はより多くの CO2 と結合し、より効果的に粘着性の塊を形成することができます。沈んだ後、炭素は海底に堆積しました。科学者らは、気候変動による氷の融解により、南極海の微量元素の供給が増加する可能性があると述べている。したがって、海藻類への大きな効果が期待できます。
二酸化炭素はさまざまなプロセスを通じて放出され、他のプロセスを通じて再び結合します。膨大な量の CO2 放出によって地球の自然な炭素循環のバランスを崩したのは人間です。これがどのようにさらに発展するか、そして地球温暖化の結果からどのようなフィードバック効果が生じるかを評価できるようにするには、システムがどのように機能するかを理解することが重要です。海洋が CO2 の吸収と長期貯留において中心的な役割を果たしているのは明らかです。具体的には、小さな海藻である植物プランクトンが重要な要素です。植物プランクトンは水中に溶解した二酸化炭素を吸収し、光合成の一環としてそれを結合炭素に変換し、それがバイオマスの大部分を形成します。その後、炭素が減少し、炭素の長期貯蔵につながる可能性があります。
最適に「受精」していない
世界の海洋の 1 つが特に重要です。南極海では、特定の要因により、これらのプロセスが特に集中的に発生します。この海は、私たち人間が放出する二酸化炭素の約 40 パーセントを吸収すると推定されています。だからこそ、どの側面がそこで役割を果たしているかを理解することが非常に重要です。ブレーマーハーフェンのアルフレッド・ウェゲナー研究所（AWI）の研究者たちは、しばらくの間、この研究テーマに専念してきました。彼らは、南極海の藻類の成長が依然として予想を下回っている理由をより詳細に示すことができた。藻類には主要な栄養素である硝酸塩とリン酸塩が豊富に供給されているからだ。しかし、私たちにとって特定のビタミンやミネラルと同じくらい藻類にとって不可欠な微量元素が不足しています。
長い間、微量栄養素である鉄の不足が注目されてきました。しかし、以前の研究で研究者らは、マンガン欠乏が植物プランクトンの成長を決定的に制限する可能性があることを示すことができた。今回、（AWI）とブレーメン大学の研究者チームは、ウェッデル海南部の水域における両方の元素の量を調査した。彼らはまた、両方の微量金属が地元の藻類群集にどのような影響を与えるかをより詳細に調査しました。
基本的に、「実際に発見された鉄とマンガンの濃度は驚くほど低い」ことが判明したと、AWIの筆頭著者ジェナ・バラガーは報告している。その後、研究者らは室内実験を通じて、これが藻類の成長と光合成のパフォーマンスに重大な悪影響を与えることを証明することができました。しかし、重要な特徴があった。「一部の植物プランクターにとって、両方の物質が非常に不足しているように見える一方で、鉄だけを必要とする植物プランクターもいる。」
重要な因子マンガン
さまざまなニーズがどのような結果をもたらすかは、科学者たちがこの地域の海水を容器に満たし、鉄かマンガン、またはその両方を加えたさらなる実験で示されました。 「鉄とマンガンを組み合わせることでのみ、藻類の成長を本当に刺激することができました」とフロリアン・コッホ氏は言います。しかし、詳細に明らかになったのは、微量元素の供給に関して個々の種が非常に異なる要件を持っているため、藻類群集の構成も添加物の違いによって大きく変化したということです。
これが驚くほど重大な影響と関連していることを研究チームは発見した。藻類の特性に応じて、ある種類の藻類は他の藻類よりも集中的に海底に沈む。具体的には、両方の微量元素の添加により、藻類ファエオシスティス・アンタークティカの強力な増殖が引き起こされました。この種は特に大きくて炭素が豊富なコロニーを形成し、その後珪藻と一緒に凝集し、最終的には特によく沈みます。研究チームが水を鉄だけで濃縮した場合、炭素の輸出の可能性は2倍になります。しかし、鉄とマンガンを組み合わせると4倍に増加しました。
研究チームによると、今回の研究結果は今後の開発を評価する上で重要な意味を持つ可能性があるという。予想通り氷が溶けると、大量の鉄とマンガンが海に流れ込む可能性があり、それによって観測された大規模な影響につながる可能性がある。したがって、変化した微量栄養素供給の影響は、炭素循環の将来の発展のモデルに統合されるべきです。ただし、この点に関しては、複雑な関係をよりよく理解するためにさらなる研究が必要です。
出典: アルフレッド・ウェゲナー研究所、ヘルムホルツ極地海洋研究センター、専門記事: Current Biology、doi: 10.2139/ssrn.4342993
