二酸化炭素噴気孔が明かす海洋酸性化下のアマモ草地における炭素埋蔵の増大

気候にとって海中の“芝生”が重要な理由

多くの沿岸域では、アマモの海底草地が静かに水中の二酸化炭素を取り込み、その一部を数十年から数百年にわたって海底に固定しています。こうした「ブルーカーボン」生態系は気候変動対策の自然な味方として注目されています。しかし人為的に放出されたCO₂を吸収するにつれて海は酸性化しており、この化学的変化がアマモ草地の長期的な炭素貯蔵能力を弱めるのか強めるのかは、まだ完全には解明されていません。本研究はイタリアのイスキア島沖にある自然の実験場を利用して、将来の海洋化学がこうした隠れた生息地の気候における役割をどう変えるかを調べています。

未来の海を予見する自然の実験室

イスキア沖では火山活動により海底からCO₂ガスが漏れ出し、周囲の通常条件と比べて水がわずかに、強く、あるいは極端に酸性化したゾーンを作り出しています。本研究はこのpH勾配にまたがって生育する地中海性アマモ、Posidonia oceanica の草地に着目しました。14地点で長い堆積コアを採取し、約70年分の層を年代測定することで、現在の典型的なpH、今世紀末に高排出を仮定した際に想定されるpH、そしてより極端なシナリオの3種類の海況下で、時間を通じてどれだけの炭素が埋蔵されてきたかを再構築しました。そのうえで、埋蔵物が植物や藻類由来の有機炭素と、殻や堆積粒子を作る鉱物である炭酸カルシウムという無機炭素のどちらにどれだけ由来するかを測定しました。

水が酸性化するほど増える植物由来の炭素固定

コア分析は明瞭なパターンを示しました。pHが下がり水が酸性化するほど、海底に埋蔵される有機炭素の速度が急増していたのです。現状の条件では、草地は1平方メートルあたり年約1.5グラムの有機炭素しか蓄えていませんでしたが、低pHゾーンではその速度が約7グラムに跳ね上がり、最も酸性化した地点では約10グラム／m²／年に達しました—最大で7倍の増加です。1950年代中頃以降の埋蔵有機炭素の総量も同様の傾向を示し、最も酸性化した草地の堆積物には通常pHの地点より何倍もの有機物が蓄えられていました。これらの違いは堆積速度の違いでは説明できず（地点間でほぼ同程度だった）、埋蔵される物質の性質の変化を示しています。

アマモ、藻類、殻を作る生物の役割の変化

追加の炭素がどこから来たのかを突き止めるために、研究チームは堆積物とアマモの組織、付着している微小藻類、遊走性の大型海藻の炭素と窒素の天然同位体指紋を分析しました。これらの指紋は埋蔵物の供給源を明らかにするバーコードのように機能します。通常のpHでは、堆積物中の炭素の多くはアマモ自身に由来していました。しかし酸性化が進むゾーンでは、付着藻や大型海藻の寄与が大きくなり、炭素を取り込む主体が変わっていることを示しました。同時に、埋蔵された炭酸カルシウムの量は酸性化とともに増加しておらず、むしろ相対的重要性は低下していました。これは酸性化した条件が、貝殻などの硬質部を形成する生物を抑えつつ、植物や藻類の生育やその残骸の効率的な捕捉を促すことを示唆します。なお殻の形成は生成過程でCO₂を放出することがあります。

炭素の増分と隠れた排出のバランス

アマモ草地が本当に気候を冷却するかどうかは、埋蔵する有機炭素と、炭酸塩の生成・埋蔵に伴って放出されるCO₂とのトレードオフにかかっています。研究者らがこれら両面を総合すると、通常pHの草地は炭酸塩の影響を加味すると平均して大気へのわずかなCO₂源になっていることが示されました。低pHの草地はコアごとに大きなばらつきがありながら気候中立付近にとどまっていました。最も酸性化した草地だけが、追加の有機物埋蔵が炭酸塩に伴う排出を上回る明確な長期的CO₂吸収源として現れました。これは、堆積物中の有機炭素量だけを単純に数えると、特に殻形成が盛んな場所では多くの草地の気候的利益を過大評価してしまう可能性があることを意味します。

将来の海に向けた示唆

専門外の読者に向けた主要なメッセージは、海洋酸性化がすべてのブルーカーボン生息地にとって自動的に破滅を意味するわけではない、ということです。今回のイタリアの草地では、低pHが植物や藻類のコミュニティを優勢にし、有機炭素の埋蔵を増やす一方で、この利益を相殺しうる殻形成の一部を抑えているように見えます。最も酸性化したゾーンではその均衡が逆転し、草地は真の長期的CO₂吸収源になります。しかし同時に、本研究は多くの現存する草地が炭酸塩排出を考慮すると気候中立あるいは純排出源に近い可能性があることを警告しています。効果的な気候戦略には、真に吸収源として機能する草地の保護・復元と、これらの生息地が静かにCO₂を大気へ戻すプロセスや場所を減らすことの両方が必要です。

引用: Kindeberg, T., Teixidó, N., Comeau, S. et al. Enhanced carbon burial in seagrass meadows under ocean acidification revealed by carbon dioxide vents. Commun Earth Environ 7, 350 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03349-7

キーワード: アマモ草地, ブルーカーボン, 海洋酸性化, 炭素埋蔵, 炭酸カルシウム