バージニア大学の研究者らは、バージニア州東海岸沖の世界最大の復元海草群生地で興味深い発見をしました。彼らの発見は、海草が枯れた後も、海草が何世紀にもわたって気候変動問題の解決に役立つ可能性があることを明らかにしています。研究者らは堆積物の分析方法を使用して、海草が捕獲した炭素が堆積物中に確実に保存されていることを決定的に検証しました。海草群生地は、炭素を捕獲するだけでなく、漁業にも役立ち、水質を改善します。
バージニア大学の探検家たちはウェットスーツを着用し、世界最大の復元された海草藻場に足を踏み入れた。この藻場はバージニア州東海岸、チェサピーク湾近くに位置している。彼らはデルマーバ半島に背の高い三脚を設置し、その上に長さ8フィート（約2.4メートル）のチューブと小型の振動装置を取り付けた。振動装置はアルミニウム製の円筒を地層深くまで押し込んだ。
バージニア大学の研究教授であるピーター・バーグ氏は、 「長いコアサンプルをいくつか採取したところ、海底に海草組織のようなものが見つかったことに本当に驚きました。コアサンプルの中には、西暦1000年頃、つまりバイキングが北米大陸に到達した頃のものもありました」と述べています。バーグ教授は海洋炭素循環の専門家です。
初期の試験結果は良好だ。バージニア大学環境科学部のバーグ氏とそのチームは、海草藻場がたとえ枯死しても、長期間にわたって炭素を貯蔵できることを発見した。この発見は、気候変動対策に自然由来の解決策を利用できる可能性を示唆している。
アマモ（学名：Zostera marina）は、地球温暖化の原因となる温室効果ガスである二酸化炭素を効果的に吸収することが知られている。
潮汐湿地やマングローブ林も、こうした天然の貯蔵庫として機能します。これらの豊かな生態系は、植物が繁茂している限り、大気中の二酸化炭素を吸収する驚くべき能力を持っています。この二酸化炭素の交換は、しばしばブルーカーボンと呼ばれ、水が果たす重要な役割から、まさにその名にふさわしいと言えるでしょう。
海草の生命
確かに、海草の個々の芽は 1 年か 2 年しか生きられません。しかし、アマモの広がりは実に驚くべきものです。この植物は、海流によって運ばれる種子の散布による有性生殖と、這う根茎による無性生殖の両方の能力を持っています。
この驚くべきプロセスの結果、何平方マイルにも及ぶ広大な海草藻場が形成され、何世紀にもわたって存続する可能性があります。アマモが素晴らしいのは、絶えず変化する海の中で繁栄できるからです。海岸線近くに生育し、日光と二酸化炭素を利用して新たな植物体を作り出します。この植物体の一部は堆積物の中に埋もれ、海底を炭素貯蔵庫へと変貌させるのです。
海草の草原が死ぬと貯蔵された二酸化炭素はどうなるのでしょうか?
海草は気候変動問題の解決に役立つかもしれないが、海草を固定する堆積物に閉じ込められた炭素は閉じ込められたままでいられるのだろうか？それとも、閉じ込められた二酸化炭素の一部または全部が大気中に放出され、気候上の利点が打ち消されてしまうのだろうか？
ベルク教授によれば、「永続性という問題はこれまで盛んに議論されてきたが、確固たる科学的根拠はこれまで存在しなかった。しかし、今になって状況が変わった」とのことだ。
「ブルーカーボンの推進は、本当に差し迫った問題となっています。バージニア大学の研究者たちは現在、1933年のバージニア州の大嵐と海洋病である粘菌の被害を受け、海草の草原が死滅した地域の回復について研究しています」とバーグ教授は付け加えた。
さらに、気候温暖化の結果、海洋熱波の発生頻度が増加している。1900年代初頭以降、世界の海草藻場の約20％が失われたことは、憂慮すべき事態である。
彼らは堆積物を研究するまたとない機会を発見した。倒木の年輪を調べるのと同じような方法で堆積物を分析できるのだ。ただし垂直に分析するのだ。これにより、1933 年の嵐によって草原が消失する前と後の期間を比較できる。
この海草藻場は1999年に復元され、面積は10,000万エーカーに及ぶ。バージニア大学は、ネイチャー・コンサーバンシーおよびバージニア海洋科学研究所とともに、この保護区の管理を行っている。科学者たちは歴史探偵のように、科学的な年代測定技術を用い、堆積物の組成を分析することで、真実を明らかにした。
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専門知識を披露する
助教のローレン・ミラー博士は、大型冷蔵庫を開けて、自身が収集した堆積物コアを見せてくれた。これらのコアは半分に分割され、薄いプラスチックで覆われていた。片方は試験に使用され、もう片方は将来の使用のために保存された。
ミラー氏は、分析のためにコアを準備する方法を披露した。彼女は固形の塩のかけらを取り除き、小さなヘラのような道具を使って、湿ったセメントや粘土に似た内容物を調べた。親指と人差し指で内容物をこすると、冷たく、大部分が乾燥していて、粉っぽい感じがする。
ピーター・バーグ教授は、「湿った堆積物の小さなサンプルを採取し、低温で乾燥させて水分をすべて蒸発させ、重量を測定します。次に、高温のオーブンに入れて有機物をすべて焼き尽くし、再び重量を測定します。その差が有機物です。それを炭素に変換することができます」と述べた。
海草の時代
チームは、歴史上のどの年が特定のコア深度に対応するかについて大まかな見当はついていました。しかし、正確な一致を判断する必要がありました。
1. 鉛210年代測定
この手法により、鉛同位体の崩壊を分析することで、正確な年代測定が可能になった。鉛210年代測定法を用いることで、 1860年頃まで遡る堆積物の年代を正確に特定することができた。
2. 炭素14年代測定
その後、彼らは炭素14年代測定法を用いて、より深い層で発見された古代堆積物の年代を確定した。
海草が気候変動問題の解決に役立つかもしれないという発見とともに、ミラー氏は堆積物をふるいにかけているときにいくつかの小さな貝殻も発見した。残念ながら、貝殻のいくつかは嵐などの自然現象によって破損したり損傷したりしていたため、炭素年代測定には使用できなかった。
ミラー博士は、「堆積物コアから貝殻を選り分けることで、それらがいつ生きていたかを知ることができます。貝殻は私たち人間と同じようなものです。私たちは大気中の放射性炭素を体内に取り込み、骨に蓄積します。しかし、死ぬとそれが止まります。生物が死ぬと、この放射性炭素は様々な物質に崩壊し、それによって過去にいつ生きていたかを特定できるのです」と述べた。
研究室での分析により、アマモの残骸は数十年前に捕獲されたことが確認された。その後、ほぼ70年間の休眠期間が続き、その間に炭素が閉じ込められていた。
「有機物含有量が、現代の海草が生い茂る表層よりも、100年以上前の堆積層の方が高いことを考えると、はるか昔に吸収された炭素のほぼ100％が堆積物中に保存されていると言っても差し支えないだろう」とベルグ氏は述べた。
研究者たちは1,000年間の期間を研究していた。ブルーカーボンの捕捉は、自然環境が変化しても効果的かつ強力である。これは、気候変動問題に対する持続可能な解決策を見出す上で重要である。
バージニア大学の教授で、浅い沿岸システムの専門家であり、今回の研究にも貢献したカレン・マクグラザリー氏とシェレル・J・アストン氏は、 「これは多くの面で成果だ」と述べた。
マクグラザリー氏はさらに、「海草藻場は、ブルーカーボン以外にも、漁業の振興や水質改善など、数多くの恩恵をもたらします。私たちは現在、これらの恩恵にも市場価値を付けるよう取り組んでいます。そうすることで、海草の保全と再生がなぜ重要なのか、その全体像を把握できるでしょう」と付け加えた。
