海はどこでも緑ではありません。ガラパゴス諸島沖での調査遠征中、「RV メルビル」は青く澄んだ海の中を進みます。しかし、この熱帯太平洋の絵はがきの常套句は、生物が少ない砂漠を示しています。南半球の外洋では、他の海洋生物が餌となる植物プランクトンがほとんど成長しません。しかし、なぜ？
最初に決定的な答えを出した人の一人が、博士でした。ケネス・コール氏、カリフォルニア州モスランディング海洋研究所の海洋学者。数年前、彼の上司であるジョン・H・マーティン教授は、これらの領域に重要な栄養素が欠けている可能性があるという考えを思いつきました。いくつかの実験の後、疑惑は鉄に当てはまりました。実験室では、鉄を添加すると透明な水のサンプルが緑色に変わりました。これは、微量の藻類が急速に増殖していることの証拠です。
細胞内、特にエネルギー生成に関与する分子内で複雑なプロセスを継続するには、いくつかの鉄原子が必要です。おそらく、マーティンは、鉄の施肥によって海のプランクトンの成長が増加するのではないかと考えました。より速い成長は、より多くの溶存二酸化炭素を消費するはずであり、その結果、大気中からより多くの二酸化炭素が吸い出され、数年間にわたって地球の温度上昇の一因となっている。
その後生物が死ぬと、生物に結合していた CO2 は深部に沈み、長期的には地球規模の循環から除去されます。これにより、温室効果が弱まる可能性があります。マーティンはかつて、船積み分の半分の鉄が新たな氷河期を引き起こすのに十分だろうと冗談を言った。
彼の挑発的な論文は、科学者や政治家に注目を集めました。多くの議論の末、ワシントンの国立科学財団はパイロット研究への資金提供を承認した。しかし、マーティンは鉄の仮説を自分で検証する前に亡くなりました。彼の同僚のコールは仕事を続けた。 3年前の最初の大規模遠征の目的地は、エクアドル西1000キロのガラパゴス諸島だった。これらの島々は赤道のすぐ南に位置し、栄養豊富な深層水が湧き出る狭い地帯内にあります。
コールと彼のチームは、列島線の両側で豊富な栄養素を発見しましたが、鉄を検出できたのは西側だけでした。どうやらガラパゴス火山の山塊からの海流に乗ってここに浮上してくるそうです。そして、藻類が豊富に生えたのは西部だけでした。鉄が欠けている場所では、他の栄養素にもかかわらず、海は青く、死んだままでした。
彼の挑発的な論文は、科学者や政治家に注目を集めました。多くの議論の末、ワシントンの国立科学財団はパイロット研究への資金提供を承認した。しかし、マーティンは鉄の仮説を自分で検証する前に亡くなりました。彼の同僚のコールは仕事を続けた。 3年前の最初の大規模遠征の目的地は、エクアドル西1000キロのガラパゴス諸島だった。これらの島々は赤道のすぐ南に位置し、栄養豊富な深層水が湧き出る狭い地帯内にあります。
しかし、微量元素の直接的な影響を示す証拠はまだありませんでした。したがって、船は列島の南東にある鉄の乏しい地域へ航行しました。ここで、コールと彼の従業員は、480キログラムの溶解硫酸鉄を64平方キロメートルのエリアに噴霧した。これにより、水の鉄濃度が約100倍に増加し、実際に爆発的な藻類の繁殖を引き起こした。「劇的に見えた」とコール氏は報告する。迅速な測定により、クロロフィル濃度が2倍になっていることが示されました。ただし、これは自然の鉄分摂取量があるガラパゴス諸島以西と同じ値に達しただけです。そして、施肥によって作られた緑色の植物プランクトンの牧草地は、動物プランクトンによってすぐに食べ尽くされ、結合した二酸化炭素は動物の呼吸によって大気中に放出されました。さらに、多くの鉄が未利用のまま深層に沈んでいた。この実験による二酸化炭素排出量への影響はゼロでした。
しかしコールは諦めなかった。 1995 年、彼は「RV メルビル」と国際研究チームとともにガラパゴス諸島に戻りました。今度は彼は別の投与量を思いつきました。自然の鉄の輸送をよりよく模倣するために、0.5トンの鉄が100平方キロメートルのエリアに「播種」されました。一度にすべてではなく、1週間かけて広がりました。 「実験は簡単そうに見えますが、非常に難しいものです」とコール氏は説明します。自由浮遊試験場での播種を追跡できるようにするために、GPS アンテナ (全地球測位システム) と即席の水中帆 (シャワー カーテン) を備えたブイが水中に降ろされました。ブイが海流に乗って航行する間、船はそれに追従し、チームは衛星追跡を使用して 1,500 キロメートルにわたるジグザグの航路を記録しました。船内の実験室では、研究者らは深さ6メートルの水サンプルを継続的に分析し、クロロフィル、栄養素、微量元素を調べた。米国、英国、メキシコからなる 37 人のチームは仕事量が多かったので、24 時間忙しくしていました。
コール氏の結論は次のとおりです。 2回目の試行でもうまくいきました。」数日以内に、青い太平洋は緑色のスープに変わり、クロロフィルは 30 倍に増加しました。均一に分布した結果、鉄の大部分は使用可能な形で表面に残りました。動物プランクトンは、藻類が再び成長してもすぐには食べ尽くすことができませんでした。予想通り、多くの植物プランクトンが結合炭素とともに深海に沈みました。播種から1週間後、緑のスープは再び透明になりました。
しかし、プランクトンの成長によって二酸化炭素が大量に消費され、大気が著しく冷却され、氷河期が引き起こされた可能性さえあるのかどうかは、まったくの推測の域を出ません。研究者らは現在、最も重要な引き金は太陽放射のわずかな変動であると考えている。鉄と藻類のサイクルを含む他の要因は、太陽主導の気候傾向を加速または阻害する可能性があります。結局のところ、鉄の実験は海洋学と気候学に新しいアイデアと洞察を与えました。したがって、コール社は継続したいと考えているが、現在の予算削減を考慮すると、そのようなプロジェクトに資金を提供することは困難である。海上での一日の費用は約 20,000 ドルです。そのため、コール氏は当初、研究室や沿岸海域で小規模に研究を続ける予定です。
この海洋研究者は、自分のデータが政治目的に悪用されるのではないかと心配していますが、より多くの知識が最終的に役立つだけであるとも確信しています。地球。”
