海洋生物の繁殖によって、大気中の炭素が深海に移動する Blooms of marine organisms transfer loads of atmospheric carbon into the deep ocean
2023-02-02 カリフォルニア大学サンディエゴ校(UCSD)
◆海は炭素の主要な貯蔵庫であり、大量の二酸化炭素を吸収することで、大気から炭素を効果的に除去するプロセス（炭素輸出と呼ばれる）を長期にわたって行っている。科学者たちは、海洋が人類が排出した化石燃料の約3分の1を吸収したと推定しており、プランクトンはこのプロセスにおける重要な役割を担っています。
◆新しい研究により、海洋の最上部におけるサルパの繁殖によって、炭素吸収量が5倍も増加することが明らかになった。この効率は、世界の海洋で知られている中で最も高い割合に相当する。
◆カリフォルニア大学サンディエゴ校スクリップス海洋学部の動物プランクトン生態学者モイラ・デシマは、「サルパは、これまで炭素排出量の少なかった生態系を、深海への炭素供給効率の高い生態系に変えることができる」と語る。Décima氏と13人の共著者は、この研究結果を2月2日付けの学術誌『Nature Communications』に発表した。
◆大型のサルパは、指数関数的に繁殖する「ブルーム」の際に、植物プランクトンを大量に食べます。このとき排出される糞は、海洋環境への炭素排出に寄与している。重要なのは、彼らの糞は急速に沈むため、上層海域で消費されたり、微生物によって分解されたりする可能性が低いということです。この炭素を多く含む粒子が深く沈めば沈むほど、炭素は大気中に戻りにくくなり、比較的長期間にわたって固定されることになる。
◆このプロセスは、二酸化炭素が大気から除去され、固体に変換され、深海に隔離される多くの経路の一つです。化石燃料の使用やその他の気候変動への影響を緩和する、自然界に存在する重要なプロセスなのです。
◆ニュージーランド周辺は、この “自然実験 “に理想的な条件を備えている。温暖な亜熱帯海域と寒冷な亜南極海域は、それぞれ異なる種類の植物プランクトンによって特徴付けられ、その結果、炭素の輸出の可能性があるのだ。研究者らは、塩類が炭素排出量をどの程度増加させるのか、また、その増加量が下位の植物プランクトン群集に依存するのかを知りたいと考えた。
◆一般に、サルパやその他の大型動物プランクトンがいない場合、小さな細胞で構成される植物プランクトン群集は、珪藻などの大型植物プランクトンで構成される群集に比べて深部まで沈む効率が悪い。サルプ・ブルームは、大小さまざまな細胞にとって「深海への高速道路」を作り出すのだろうか？
◆研究チームは、サルパが炭素輸出の2～8倍の増加を占め、平均5倍の増加であることを発見しました。この数値は、サルパが繁殖した水域とそうでない水域の炭素排出量を比較し、堆積物トラップで採取した糞便ペレットを調べ、サルパの放牧状況を測定して、その生息数、消費量、温度から糞便ペレット生産率を算出することによって導き出されたものである。
＜関連情報＞
- https://today.ucsd.edu/story/salppoop-study-highlights-biogeochemical-importance-of-zooplankton-fecal-pellets
- https://www.nature.com/articles/s41467-022-35204-6
南大洋におけるサルパのブルームによる受動的炭素輸送の大幅な増加 Salp blooms drive strong increases in passive carbon export in the Southern Ocean
Moira Décima,Michael R. Stukel,Scott D. Nodder,Andrés Gutiérrez-Rodríguez,Karen E. Selph,Adriana Lopes dos Santos,Karl Safi,Thomas B. Kelly,Fenella Deans,Sergio E. Morales,Federico Baltar,Mikel Latasa,Maxim Y. Gorbunov & Matt Pinkerton
Nature Communications Published:02 February 2023
DO:Ihttps://doi.org/10.1038/s41467-022-35204-6
Abstract
The Southern Ocean contributes substantially to the global biological carbon pump (BCP). Salps in the Southern Ocean, in particular Salpa thompsoni, are important grazers that produce large, fast-sinking fecal pellets. Here, we quantify the salp bloom impacts on microbial dynamics and the BCP, by contrasting locations differing in salp bloom presence/absence. Salp blooms coincide with phytoplankton dominated by diatoms or prymnesiophytes, depending on water mass characteristics. Their grazing is comparable to microzooplankton during their early bloom, resulting in a decrease of ~1/3 of primary production, and negative phytoplankton rates of change are associated with all salp locations. Particle export in salp waters is always higher, ranging 2- to 8- fold (average 5-fold), compared to non-salp locations, exporting up to 46% of primary production out of the euphotic zone. BCP efficiency increases from 5 to 28% in salp areas, which is among the highest recorded in the global ocean.
