海洋酸性化とは、世界的な二酸化炭素排出量の増加により、地球の海が酸性化する過程を指します。
産業革命以来、化石燃料の燃焼によって放出された大気中の二酸化炭素 (CO2) の4分の1以上を、地球の海が吸収してきたと専門家は推定しています。 海に溶け込んだ二酸化炭素は、一連の化学反応を経て、水素イオン濃度を高め、海のpHと炭酸塩鉱物を低下させる、海洋酸性化と呼ばれるプロセスを経ています。
海洋酸性化は、海洋生物および海洋資源に生計を依存する地域社会に劇的な結果をもたらす可能性があることが、研究により示されています。
海洋酸性化の原因は何か
大気中の二酸化炭素が海水に溶解すると、炭酸を形成し、水素イオンが放出されます。 酸性度やアルカリ性度は、水に溶けている水素イオン（H+）の数で決まり、pHスケールで測定されます。 この水素イオンが利用可能な炭酸イオン（CO3-）と結合して重炭酸塩（HCO3-）を形成し、海洋で利用可能な炭酸塩を枯渇させる。
「現在、私たちは年間約100億トンの炭素を大気中に放出しており、そのうちおよそ25億トンが海に流れ込んでいます」と、バージニア大学の環境科学教授であるスコット・ドニーは、Live Scienceに語っています。
200年以上前に工業化が始まって以来、海の表層水のpHは0.1単位減少しています。 これは大したことではないと思われるかもしれませんが、pHは対数であり、1単位ごとに酸性度が10倍上昇することを意味します。 0.1という単位は、およそ30％の酸性度の上昇を意味します。
実際、研究者たちは、過去3億年（4回の大量絶滅を含む）のどの時期よりも早く、海が酸性化していることを発見しました。
1950年代までずっと、人々は海がすべての炭素を取り込んでしまうのではないかと心配していました。 「
海洋酸性化がサンゴやその他の海洋生物に与える影響
残念ながら、海洋酸性化に最も弱い生物の多くは、海洋環境における生態系食物網の基盤を構成している。 これらの種を脅かすことは、さらに多くの海洋生物を危険にさらし、ひいては、かつて海の豊かな資源に依存していた地域社会をも危険にさらすことになります。 サンゴのような生物は、すでに海水温の上昇によって危機にさらされていますが、海洋酸性化によって特に危険にさらされています。
一方で、ココリトフォアと呼ばれる小さな石灰化植物プランクトンが、気候の変化を一時的に利用していることが研究で明らかにされています。 この単細胞の植物のような生き物は、地球の海の上層にたくさん住んでいて、光合成によって日光と二酸化炭素を吸収しています。 炭酸カルシウムから形成されるココリスと呼ばれる微細な板状の装甲は、美しく複雑であることで知られている。 この小さな藻類は、海洋の主要な石灰化剤であり、地球の炭素循環に重要な役割を担っている。
「過去数十年間、二酸化炭素の増加は、光合成システムがまだ飽和していなかったため、球石藻に有利に働き、その余分なエネルギーがより高い成長率に変換されました」と、ノースカロライナ大学ウィルミントン校海洋科学センターのサラ・リベロ・カレ研究員は述べています。 「しかし、二酸化炭素濃度がある閾値に達すると、成長率は上昇しなくなります。 その意味では、ココリスフォアは他の石灰化生物と大差ありません。”海洋酸性化に伴う低pHは、最終的に石灰化を難しくします。”
海洋酸性化は人間にどのような影響を与えるのか
「サンゴは、他の生物が生息する環境を生み出すので、私たちが基礎種と呼ぶものです。 サンゴが移動したり変化したりすると、すべての人に影響を及ぼします」とドニー氏は言います。 その中には人間も含まれます。
「サンゴは、発展途上国にとって特に重要です。 多くの小さな沿岸国や島国は、食糧供給やレクリエーションや観光による収入をサンゴ礁に頼っています」と、彼は言います。 「サンゴの存在はまた、嵐や波から海岸線を保護するので、これらのサンゴ礁が浸食され始めると、その保護が低下します」
海洋酸性化の影響は均等ではありません。 ある地域や生物は、他の地域よりも早く、より大きな影響を受けるでしょう。 多くの沿岸海域では、すでに海洋酸性化の悪影響が発生しています。 河川は汚染され、より酸性度の高い水を沿岸環境に運び、さらなるストレスを与える可能性があります。 また、海流が深海から二酸化炭素濃度の高い冷たい海水を海面まで運んでくる海洋湧昇も、沿岸水域の海洋酸性化の影響を大きくしている。
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米国の太平洋岸北西部と大西洋岸北東部は特に危険にさらされていると、ドニー氏は指摘します。 これらの地域には数百万ドル規模の貝類産業があり、局所的な酸性化の影響を直接見ているのです。 太平洋岸北西部のカキ養殖場では、海の酸性化によって何十億というカキの幼生が溶け出し、大規模な生産停止を経験した。
あなたが海の微細な植物プランクトンであれ、陸地を愛する人間であれ、海洋酸性化は長期的にはあなたの生活に影響を与える可能性が非常に高いのです。 悪いニュースは、世界的な二酸化炭素の排出が続く限り、海はより酸性化し続けるということです。
「最良のケースは、二酸化炭素の排出量を安定させた場合です。 現在、私たちは大気中の二酸化炭素を410ppm程度にしています」と、ドニー氏は言います。 「最悪のケースは、二酸化炭素の排出量を減らさず、酸性化が進むことです。 「生態系がこれ以上ついていけなくなるような、ある種の閾値に達することになるでしょう」
と述べています。