オーストラリア、カティ・タンダ＝レイク・アイル盆地の冠水乾燥地からの重要な温室効果ガス排出

乾いた大地が突然吐き出すとき

地表の大部分は多くの期間で乾燥していますが、稀に強い降雨があると、これらの地域は一時的に巨大な浅い湖や湿地に変わります。本研究は、世界有数の砂漠盆地のひとつであるオーストラリア中央部が突然冠水したときに大気に何が起きるかを探ります。結果は、この短命な「内陸の海」が意外に大きな温室効果ガスの突発的放出を起こしうることを示しており、気候変動の理解と予測に影響を与えます。

目覚める巨大な内陸盆地

カティ・タンダ＝レイク・アイル盆地はオーストラリア中央部にあり、世界最大級の閉鎖流域の一つで、大陸のおよそ7分の1を占めます。通常は乾いた河床、埃っぽい氾濫原、広大な塩湖から成る景観です。2019年初頭、流域北部で2回の大きな降雨があり、遅く流れる洪水が広く平坦な河道を数千キロにわたって下りました。数か月にわたり、通常は乾いている氾濫原や湖床が浅い水で覆われ、時には3万平方キロを超える面積に及びました。この稀な変化は、新たに冠水した表面から二酸化炭素、メタン、亜酸化窒素が大気へどれだけ移動するかを測定する機会を与えました。

空から洪水を追う

盆地は人里離れており、洪水時には道路が通行不能になるため、研究者らはヘリコプターと車両を用いて、河川、氾濫水、氾濫原、湖にまたがるおよそ2,200キロを覆う水サンプルを採取しました。彼らは水中の溶存ガスや温度、塩分、酸素、流れといった基礎的な条件を測定しました。これらのデータから、急流の河道、流れの緩い氾濫原水、カティ・タンダ＝レイク・アイルの開放水面など、さまざまな冠水景観でガスが水から大気へどれくらいの速さで移動するかを算出しました。さらにNASAの衛星画像を用いて2019年を通じて日々どれだけの面積が湿潤または冠水していたかを追跡し、点での測定値を湿潤期全体の盆地全域へと拡大しました。

浅い水の下に潜む化学反応

長期間乾いていた土壌が突然浸水すると、干ばつ期に蓄積された有機物が急速に分解し始めます。微生物はこの有機物を食べて酸素を消費し、二酸化炭素を放出します。酸素が届かない水浸しの層では、異なる微生物がメタンを生成し、窒素を変換して亜酸化窒素を放出したり消費したりします。レイク・アイル盆地の冠水では、河川や新鮮な氾濫水は二酸化炭素とメタンに富んでおり、広い氾濫原は大きな表面積と強いガス放出が組み合わさっていました。一方で塩分の高い主湖はメタンの生成が非常に少なく、おそらくその極端な塩分濃度が通常メタンを生成する微生物を抑制しているためと考えられます。

一見何もない場所からの大きな噴出

現地測定と衛星による冠水面積の推定を組み合わせると、2019年の湿潤期にこの盆地が放出した二酸化炭素はおおむね127テラグラム程度と見積もられ、メタンはそれより少ないが依然重要な量が放出され、一方で亜酸化窒素は大気から一部が取り込まれたと推定されました。20年の気候影響に換算すると、これらのガスの正味効果は約130テラグラムの二酸化炭素相当です。比較すると、この数か月に及ぶ単一の冠水事象で放出された二酸化炭素は、世界の内陸河川の年間排出量のおよそ3％に相当し、オーストラリアの年間化石燃料由来炭素排出量の約3分の1にも達します。最も湿った日には、冠水した景観は河川が下流へ溶存させて運ぶ炭素の何百倍もの速さで大気へ炭素を放出していました。

なぜこれらの稀な洪水が気候に重要か

このような大規模な洪水は頻繁ではありませんが、世界の炭素収支の年ごとの変動に対して過大な影響を及ぼす可能性があります。乾燥地は地球のほぼ半分を覆い、気候が温暖化するにつれてより長い乾期とより強い降雨が断続的に起きると予想されています。レイク・アイルの結果は、これらの地域が冠水したとき、強力で短命の温室効果ガス源になり得ることを示唆しており、現在の気候モデルや観測ネットワークでは十分に捉えられていない可能性があります。こうした洪水がどのくらいの頻度で発生するか、土地がどれだけ長く湿るか、その後の植生の応答がどうなるかを理解することは、これらの放出が時間をかけて相殺されるだけなのか、それとも地球温暖化に対して有意な追加的押し上げをもたらすのかを判断するうえで重要です。

引用: Eyre, B.D., Rosentreter, J.A. & Erler, D.V. Significant greenhouse gas emissions from flooded drylands in Kati Thanda Lake Eyre basin in Australia. Sci Rep 16, 9884 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35915-6

キーワード: 乾燥地の冠水, 温室効果ガスのパルス, レイク・アイル盆地, 氾濫原からの排出, 炭素循環の変動性