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海洋炭素循環の謎: 地球の気候にどのような影響を与えるのか?
海洋炭素循環とは、海洋内および海洋と大気、地球内部、海底との間で行われる炭素の交換を指します。この複雑かつ多面的なプロセスには、炭素が地球全体に循環し、あらゆる生命体が利用できるようにするさまざまな自然の相互作用が関わっています。地球規模の気候変動が激化するにつれ、海洋炭素循環は海洋生態系に影響を及ぼすだけでなく、気候変動にも大きな影響を及ぼします。
海洋炭素循環は、無機炭素と有機炭素の2つの形態を含み、生物と無生物の間の変換を通じて炭素を循環させる地球規模の炭素循環の中核プロセスです。
海洋炭素循環の 3 つの主なプロセス、つまり「ポンプ」は、大気中の二酸化炭素が海洋に吸収され、海洋内で交換され、分配されるプロセスです。 3 つのポンプは、溶解ポンプ、炭酸ポンプ、生物ポンプです。地球表面の短期活性炭素プールは約 4 兆トンの炭素と推定されており、そのうち 95% (約 38,000 Gt C) は主に溶存無機炭素の形で海洋に蓄えられています。
海洋植物と藻類（一次生産者）は、年間の炭素フローに最も大きく貢献しています。海洋生物は陸上植物に比べて炭素を比較的少量（約 3 GtC）しか貯蔵していませんが、これらの生物はほぼ同じ量（それぞれ約 50 GtC）の炭素を交換しています。
海洋炭素循環は非常に繊細な仕組みで機能しています。水の酸性度とアルカリ度を調節するだけでなく、二酸化炭素の濃度や大気中の二酸化炭素の存在にも影響を与えます。人間の活動が増加するにつれて、海洋の炭素吸収は大きな変化を見せています。 NASA、世界気象機関、IPCCなどの組織の報告によると、産業革命以前は海洋は二酸化炭素の主要な発生源であったが、現在では主要な炭素吸収源となっている。
ここ数十年、海洋は人為的な二酸化炭素の吸収源として機能し、化石燃料の燃焼や土地利用の変化によって人間が排出する二酸化炭素の約4分の1を吸収しています。
しかし、海洋による二酸化炭素の吸収は大気中の二酸化炭素の増加をある程度鈍化させましたが、同時に海洋の酸性化も引き起こしました。海洋と大気の温度が上昇するなど、気候変動の影響はますます顕著になってきています。 2000年から2010年にかけての地球温暖化の減速は、海洋上層部の熱の増加と関係している可能性がある。
海洋炭素循環の作用は炭素だけでなく、窒素とリンの循環とも密接に関係しており、C:N:Pの比率はおよそ106:16:1であるため、炭素は生物群集による窒素とリンの吸収はかなり規則的になりつつあります。
この循環では、海洋中の炭素は有機炭素と無機炭素に分けられます。無機炭素は主に二酸化炭素とその誘導体の形で存在し、有機炭素は海洋生物の生産プロセスに由来します。海洋の生物ポンプは、生物生産を通じて無機炭素を有機炭素に変換し、それが消費されるか、海底に沈みます。このプロセスの複雑さと生命体の多様性はすべて炭素の流れを導きます。
しかし、今日の人間の活動は、この自然のバランスにあまりにも大きな影響を与えています。乱獲であれ、プラスチック汚染であれ、それらは海洋の炭素循環に課題をもたらしています。全体的に、人間の影響の激化により海洋の炭素吸収能力が弱まる可能性があり、将来の海洋は過去ほど効率的に二酸化炭素を吸収できなくなる可能性があります。
海洋の炭素循環に変化が生じ、多くの生態系の健全性が脅かされている中、人間は自分たちの行動がこのシステムに及ぼす重大な影響を認識しているのでしょうか?
