私たちの目の前にある巨大温室効果ガス: 亜酸化窒素は二酸化炭素の 300 倍強力です。研究者らは現在、エルベ川を例として河口域でのその生産量を調査している。彼らは、ハンブルク港と特に海岸に近い地域という、特に放出量が多い 2 つの地域を発見しました。これらのホットスポットの原因も明らかになります。この結果は、地球規模の亜酸化窒素の放出と気候問題における農業の役割についてのより良い理解に貢献することができます。
気候変動に関して言えば、通常、二酸化炭素とメタンという 2 つの温室効果ガスに焦点が当てられますが、これらは人間の活動によって地球の大気中にますます蓄積されています。しかし、これまであまり研究されていない、気候変動に寄与する別の要因があります。それは、特に強力な温室効果ガスである亜酸化窒素 (N2O) の放出量の増加です。N2O は、吸入すると多幸感をもたらすため、笑気ガスとしても知られています。大気中のレベル上昇の最も重要な原因は、農業による窒素（N）の過剰施肥です。なぜなら、植物が利用できないものは地中に残るか、水域に行き着き、そこで生物学的プロセスを通じて直接的または間接的に亜酸化窒素に変換されるからです。土壌と河川は重要な供給源としてすでに知られています。しかし、亜酸化窒素がいつ、どのように、どこで空気中に流出するのかについては、まだ十分に研究されていません。
エルベ川河口の N2O の痕跡
ハンブルク大学のゲサ・シュルツ率いる科学者たちは現在、河口の役割に焦点を当てている。彼らは、農業からの重要なインプットを備えたシステムの例としてエルベ川を使用しました。2017 年から 2022 年までの 9 回の調査旅行中に、彼らは河口地域のさまざまな場所で N2O と溶存栄養素の濃度を測定しました。次に研究者らは、その結果を水システムに関する他の関連情報と照らし合わせて配置しました。
彼らが発見したように、エルベ川の河口では年間を通して亜酸化窒素が放出されていますが、川の特定の部分では一時的な変動や特異性があります。このデータは、亜酸化窒素生産の主な基盤が農業施肥であることを改めて証明しています。 「特に冬は植物が成長せず、窒素をほとんど吸収しないため、降水とともに大量の窒素が川に流れ込んでしまいます」とシュルツ氏は言う。その後、生化学的プロセスを通じて部分的に亜酸化窒素に変換されます。この現象は、夏に比べて冬の冷たい水域で発生する程度は低いものの、この時期の排出量は依然として驚くほど高いです。研究者らによると、これはおそらく冬に強風によってエルベ川が混ざることが多く、比較的多量の亜酸化窒素が大気中に放出されるためと考えられる。
ホットスポットの原因
研究チームが報告しているように、この結果はエルベ河口地域に 2 つの特定の亜酸化窒素ホットスポットがあることも明らかにしました。ハンブルク港は特に大量に放出しています。さらに、ブルンスビュッテルからクックスハーフェンまでの河口セクションがあり、満潮時にはエルベ川の水が北海の水と激しく混ざります。研究者らが説明しているように、この沿岸地域では特に多数の微細藻類が繁殖しています。これらは満潮時に上流に運ばれます。そこで藻類が死ぬと、その窒素含有成分が分解され、これがブルンスビュッテルからクックスハーフェンまでの地域での排出量の多さを説明しています。
しかし、ハンブルク港では別の原因が浮上していると研究者らは述べている。春と夏にはエルベ川が大量の淡水藻類をハンブルク港に運び、農業用窒素の投入により特によく成長することができたという。川沿いに。ハンブルクの港では、これらの藻類はいわば暗い穴に落ちます。そこはエルベ川が貨物船の通行のために深く浚渫されてきたからである。エルベ川の光が氾濫した地域の生物は、暗い水の中で死んでしまいます。このバイオマスが分解されると、大量の亜酸化窒素が生成されると科学者たちは説明しています。
彼らによれば、この情報は亜酸化窒素の排出増加に対抗するエルベ地域の取り組みに有益となる可能性があるという。さらに、このデータは、河口域での亜酸化窒素生成を根本的に理解し、地球全体の評価とモデリングを改善するために重要です。 「私たちはこのテーマに関する未解決の質問に答えることに貢献しています。これにより、対象を絞った対策を通じて地域的に問題に対処することも可能になる可能性があります」とシュルツ氏は結論づけています。
出典: Helmholtz Center Hereon、専門記事: Biogeosciences、doi: 10.5194/bg-20-3229-2023
