気候変動と海洋酸性化が水中文化遺産にもリスクをもたらす

波間に隠れた博物館

世界中の海底には過去の文明の痕跡が静かに横たわっています—沈んだ都市や港、難破船、彫刻された石像などです。私たちは通常、気候変動をホッキョクグマやサンゴ礁への脅威と考えますが、本研究はそれがこれらの水中タイムカプセルにも危険をもたらすことを示しています。大気からより多くの二酸化炭素を取り込む海が酸性化するにつれて、私たちの歴史を保存してきた石そのものが溶け始め、何千年も保たれてきた細部がゆっくりと消えつつあります。

なぜ海水が石に不利になるのか

海洋は巨大な気候調節機能を果たし、人間活動で生じた熱と大量の二酸化炭素を吸収します。しかしこのサービスには代償があります。二酸化炭素が海水に溶けると弱い酸を形成してpHを下げるためです。産業革命前以降、平均的な海洋の酸性度はすでに約30％上昇しており、温室効果ガスの排出が高いままであればさらに大きく進むと予測されています。科学者たちは貝や殻を作る生物への影響を長年研究してきましたが、大理石や石灰岩などの炭酸塩岩で作られた水中文化遺産にとって何を意味するかには、これまであまり注目が向けられてきませんでした。

未来の海で古代の石を試す

このギャップを埋めるため、著者らは過去、現在、そして将来の海を模した実験を設計しました。対象は一般的な歴史的石材四種に絞りました：カッラーラ大理石、ローマのトラバーチン、密な石灰岩で知られるイストリア石、そしてより壊れやすい多孔質の石灰岩です。いくつかの試料はイタリアのイスキア島沖にある天然の二酸化炭素噴気孔のそばに一年間設置され、火山ガスの泡が異なる酸性度の海水のパッチを作り出す環境で試されました。その他は温度、圧力、pHを厳密に制御する専用の実験水槽に入れられました。表面を三次元で繰り返しスキャンすることで、各条件下でどれだけ材料が失われ、質感がどのように変わるかを測定しました。

ゆっくりした風化から暴走する侵食へ

結果は、今日や過去の海の条件ではこれらの石材の多くに対する摩耗はごくわずかであることを示しています—大理石や密な石灰岩では年間しばしばマイクロメートル単位（百万分の一メートル）より小さく、多孔質の石材ではやや大きい程度です。しかし、今世紀後半に予想されるような高排出シナリオでpHが低下すると、損失速度は急激に増し、さらに低いpHでは劇的に加速します。例えばpH7.0では、多孔質石灰岩は年間数百マイクロメートルもの表面を失う可能性があり、現代のpHでの損失の十倍以上に相当します。この関係は指数的で、pHがわずかにさらに低下するだけで、特に弱く多孔質の石材では侵食が数倍になることがあります。

石の上の生物：味方にも敵にも

研究はまた、海洋生物が石材にどう定着するかも追跡しました。生物は表面を覆って保護することもあれば、逆に攻撃することもあるからです。現代のpHに近い水では、フジツボや管を作るゴカイのような硬い殻を持つ動物や、バリバリとした赤藻が厚い付着層を形成します。こうした粗く不均一な生長は石の質感を劇的に変え、石を刻むように侵食することもありますが、同時に下層の岩を部分的に守る一種の鎧として機能します。水がより酸性になると全体の生物多様性は低下します：フジツボや多くの苔虫（ブリオゾアン）は姿を消し、極端な条件下では主に軟らかい藻類かほとんど付着がない状態になります。こうした付着層がなければ、裸の石は化学的攻撃に直接さらされやすくなります。

未来の海底ギャラリーの一端

実験データと将来の海洋pHに関する気候モデルの投影を組み合わせて、著者らは時間軸と世界地図によるリスク評価を作成しました。排出削減に強く取り組めば、石材の侵食は今世紀を通じて産業革命前の水準に近い状態にとどまるでしょう。しかし高排出の経路では、水中文化石材の劣化は過去より4〜6倍速くなる可能性があり、とくに二酸化炭素を多く吸収する寒冷な高緯度海域で被害が急速に進行します。デジタルシミュレーションは、将来のそのような海に500年間置かれた大理石像が顔の微細な表情や表面の細部を失う可能性を示し、より繊細な石材はわずか百年でセンチ単位の材料を失うかもしれない—かつては何千年もかかった損傷が短期間で起きうるのです。

溶ける前に歴史を守る

専門外の人に対するメッセージは明快です：サンゴや貝類を脅かすのと同じプロセスが、人類の歴史を記録した水中の石を静かに侵食しています。海洋酸性化は私たちの炭素排出によって進み、かつて耐久性があった石を徐々に縮む殻のように変えてしまいます。排出を低く保つことは海のpHを歴史的範囲に近づけ、このような沈没サイトの保存のための時間を稼ぎます。同時に、遺産管理者は慎重な記録や3Dスキャンから選択的な回収、新しい保護被覆に至るまで、新たな戦略を必要とし、刻まれた物語がより腐食性の高い海に失われないようにしなければなりません。

引用: Germinario, L., Munari, M., Moro, I. et al. Climate change and ocean acidification pose a risk to underwater cultural heritage. Commun Earth Environ 7, 157 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03184-w

キーワード: 海洋酸性化, 水中文化遺跡学, 文化遺産, 気候変動, 石材の侵食