「科学者たちは、大気汚染の影響は堆積した場所の近くで感じられると常に考えていました」とAthanasios Nenes氏は言います。 「この研究は、鉄が海洋を循環し、数千キロメートル離れた生態系に影響を与えることを示しています。

東アジアから世界最大の海上を漂っている大気汚染は数十年の間に数千マイル離れた熱帯水域の酸素レベルに影響を与える連鎖反応を引き起こしたという新たな研究が示されています。

「海洋の酸素濃度が時間とともに変化する可能性があるという認識が高まっています」と、ジョージア工科大学の准教授である伊藤隆氏は言います。 「その理由の1つは、暖かい水がガスをより少なく保つという温暖な環境です。 しかし、熱帯太平洋では、酸素レベルは、温度変化が説明できるよりもはるかに速い速度で低下しています。

太平洋北部の大気汚染が鉄をどのようにして数千マイルも移動できるかを示す地図。 （クレジット：Georgia Tech）報告書では、研究者は、産業活動による大気汚染が、東アジア沿岸の海洋における海洋生物の鉄と窒素の主要な栄養素をどのように上昇させたかを説明します。 海流は熱帯地域に栄養分を運び、光合成植物プランクトンによって消費された。

しかし、熱帯植物​​プランクトンは大気中に多くの酸素を放出しているかもしれませんが、余分な栄養素の消費は海洋のより深い溶存酸素レベルに悪影響を及ぼしました。

「表面に光合成が活発になると、より多くの有機物が生成され、そのうちのいくつかは沈み込む」と伊藤氏は言う。 "そして、それが沈むにつれて、その有機物を消費する細菌があります。 私たちが酸素で呼吸し、COを吐き出すように₂細菌は地中海の酸素を消費し、より多くの酸素を枯渇させる傾向がある」と語った。

このプロセスは太平洋全域で行われていますが、その影響は溶存酸素がすでに低い熱帯地域で最も顕著です。

1970s以降の減少

ジョージア工科大学の伊藤教授と共同研究を行っているAthanasios Nenes教授は、この研究は、人間の産業活動の影響がどの程度まで及ぶ可能性があるかを最初に述べたものであると述べている。

「科学者たちは、大気汚染の影響は、堆積する場所の近くで感じられると常に考えていました。 「この研究は、鉄が海洋を循環し、数千キロメートル離れた生態系に影響を与えることを示しています。

地球規模の気候変動が将来の酸素レベルに影響を及ぼす可能性があるという証拠が得られていたが、イトーとネーネスは熱帯地域の酸素濃度が1970以来低下している理由を説明するために拍車をかけた。

プロセスがどのように機能したかを理解するために、研究者は大気化学、生物地球化学サイクル、海洋循環を組み合わせたモデルを開発しました。 彼らのモデルは、北太平洋に沈む鉄の豊富な汚染物質が北アメリカに向かって東海に流れ込み、海岸を降り、赤道に沿って西に戻るようになっています。

彼らのモデルでは、研究者は水温や海流変動などの酸素レベルに影響を与える可能性のある他の要因を説明しました。

海水の温暖化や鉄汚染の増加などの理由で、酸素最小地帯の拡大の影響は海洋生物にとってははるかに大きいものです。

「多くの生物は海水に溶けている酸素に依存しています。 「それが十分に低くなると、問題を引き起こし、海洋生物の生息地が変わるかもしれない」

簡単には交換できない

場合によっては、低酸素域からの水が沿岸域にまで膨れ上がり、魚、カニ、その他多くの生物が死滅または移動します。 これらの「低酸素事象」は、酸素最小区域が成長するにつれてより頻繁になる可能性がある、と彼は付け加えている。

伊藤によれば、増加する植物プランクトンの活動は両刃の剣である。

「植物プランクトンは生きている海洋の不可欠な部分です」と彼は言います。 「これは食物連鎖の基盤となり、大気中の二酸化炭素を吸収します。 しかし、汚染が余分な栄養素を供給し続けているとすれば、分解の過程はより深い水から酸素を枯渇させ、この深い酸素は容易に置換されない」

この研究はまた、汚染物質の輸送手段としての塵の理解を拡大しています。

「ダストは、人々の健康への影響のため、常に大きな関心を集めています。 "これは実際に塵は私たちがこれまでに理解していなかった方法で海洋の健康に大きな影響を与えることを示す最初の研究です。 世界中の人口を養う海洋生態系に、私たちが何をしているのかを理解する必要性が高まっています。

ネイチャー・ジオサイエンス（Nature Geoscience）に掲載されたこの研究は、国立科学財団（National Science Foundation）、ジョージア・パワー・ファカルティ奨学金奨学金議長、およびカレン・ペック・ファカルティ・フェローシップによって支援されました。

情報源： ジョージア工科大学

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