シベリアのイェドマ崩壊で溶出した古い有機炭素が湖に大量蓄積

融解する北極の湖に潜む炭素

北極が温暖化するにつれて、何万年も凍結していた古い地層が融け始めています。シベリアでは、この永久凍土と呼ばれる凍った土壌が大量の古い有機炭素を蓄えています。凍土が崩れて湖が形成されると、その長期間貯蔵されていた炭素が急速に温室効果ガスに変わり大気中に放出されるのではないかという懸念があります。本研究は東シベリア、中央ヤクーチャの湖を詳しく調べ、どの程度の古い炭素が解放されるのか、水中ではどのような形態を取るのか、そしてどれだけが二酸化炭素やメタンとして放出されるのかを明らかにしようとしています。

北極の湖の種類と違い

研究チームは、氷を多く含む「イェドマ」永久凍土の下にあるシルダフ小川流域の小湖群に着目しました。ここでは四つの主要な湖のタイプを調査しました。最近形成されたサーモカルスト湖は、1950年代以降に地中の氷が融けて地面が急に沈下してできた若い池です。古い「アラス湖」は、数千年前の永久凍土融解によってできた広く浅い盆地に位置します。これらの盆地の中には河川とつながっているものもあれば、孤立しているものもあります。第四のカテゴリーであるサーモカルストで変形したアラス湖は、古い盆地の岸辺が再び融解し始め、泥状の氷を多く含む土壌が新たに崩れて水中に滑り込んでいるものです。研究者らはまた、活動中の融解斜面から直接流れ出る融水も採取し、新たに融けた永久凍土由来炭素の特徴を捉えました。

溶存炭素の大量蓄積

すべての湖の種類や季節を通じて、湖水中の有機炭素の多くは粒子ではなく溶存形態でした。多くの湖で溶存有機炭素濃度は非常に高く、特に最近のサーモカルスト湖や岸辺の新たな融解で攪乱されているアラス湖で、北極湖として報告されている中でも最も高い部類に入りました。放射性炭素測定により、研究者らは古い永久凍土由来の炭素と最近生成された有機物とを区別できました。若いサーモカルスト湖やサーモカルストで変形したアラス湖では、溶存炭素の最大4分の3が数千年規模の古い永久凍土由来であることを見出しました。一方、河川とつながるアラス湖や攪乱されていないアラス湖では、主に現在の生物生産から来た現代の炭素が支配的でした。

古い炭素が蓄積し、新しい炭素が温室効果ガスを駆動する

この溶存炭素がどのようになるかを理解するために、チームは湖底から上がってくる二酸化炭素やメタンの泡に含まれる炭素の年代も測定しました。その結果、古い永久凍土由来炭素が放出される二酸化炭素の一部に寄与しているものの、大部分のメタン—および多くの残りの二酸化炭素—は、藻類や水生植物など湖自体で生産された新しい有機物に由来していることがわかりました。メタン泡の放射性炭素は一般に「現代的」であり、これは数十年から長くて数百年以内にシステムに入った炭素から生成されたことを示します。一方で、古い溶存有機炭素の大きなプールは完全に分解されずに水中に単純に蓄積される傾向がありました。

なぜ湖によって古い炭素の放出が異なるのか

本研究はまた、湖の成り立ちと水のつながりが古い炭素の移動を強く制御することを示しています。孤立した最近のサーモカルスト湖やサーモカルストで変形したアラス湖は、岸の融解や湖底の崩壊からの古い溶存炭素の供給が強くなります。これらの湖は浅く、しばしば河川から切り離され、夏季の蒸発が激しいため、溶存物質が濃縮され洗い流されにくくなります。流れと水を交換するアラス湖は川のように振る舞い、主に表層植生由来の現代炭素に支えられ、溶存炭素濃度は低く、古い永久凍土炭素の流出は少ない傾向があります。

気候フィードバックへの意味

気候変動を心配する一般読者にとっての重要なメッセージは、イェドマ永久凍土の融解は確かに非常に古い炭素をシベリアの湖に放出するが、その多くは直ちに温室効果ガスに変わるのではなく水中に溶存したまま残る、という点です。最近のサーモカルスト湖からの二酸化炭素放出には古い成分が含まれており、したがって温暖化を強める働きをする一方、メタン放出は主に新たな植物生産によって賄われているようです。これらの湖の形成は依然として気候にとって重大であり、かつて炭素を蓄えていた森林を湿地に変え、それを放出させるという影響があります。温暖化や降水の増加に伴い、さらなる融解、湖の形成、そして北極全体での水の流れの変化が進めば、地中にあるさらに多くの古い炭素が徐々に大気へ移る可能性があります。

引用: Ollivier, S., Séjourné, A., Hatté, C. et al. Massive concentrations of old dissolved organic carbon from Yedoma thaw in lakes in Siberia. Commun Earth Environ 7, 200 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03229-0

キーワード: 永久凍土融解, サーモカルスト湖, 溶存有機炭素, 北極の温室効果ガス, イェドマ シベリア