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第３１回
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環境サイエンスカフェ講演録

環境サイエンスカフェ【シリーズ：気候変動の影響(4)】海のデッドゾーン-貧酸素水塊 －温暖化の影響と予測の不確実性－
重光雅仁さん（海洋研究開発機構（JAMSTEC) 地球環境観測研究開発センター 技術研究員）
2016 年 1 月 27 日（水）18：30～20：00
サロン・ド・冨山房 Folio
参加者
４３名のストレスが掛かるといわれています。まず、1はじめにつ目が水温の上昇。そして 2 つ目は聞いたことあ

私は重光と申します。海洋研究開発機構というるかもしれませんが、酸性化。二酸化炭素が海水ところで研究をしております。われわれのグルーに溶け、pH が下がり、炭酸カルシウムの殻を作る

プは、海に船で出ていき、ある測線に沿って、高ような生物が、殻をうまく作れなくなったりする

精度の物理に関するものだとか、化学に関するもようなことが起ります。

のを測って、昔測った高精度なものと比べ、海がこの 2 つは結構調べられているのですけれども、どのように変わっているか、それとも変わってな

もう 1 つありまして、酸素が無くなることがありいのかというようなことを調べようとしているとます。これがなぜ起こるかというと、皆さんは、ころです。それでは、今日は、そのような観測の高校のときの化学で習ったかもしれませんけれど

こともお話できればと思います。よろしくお願い

も、酸素の水への溶解度というのは、温度が低い

いたします。

ほど大きくよく溶けるのです。したがって、温暖今日の話の概要をまずお話したいと思います。

化で海水温が高くなっていくと、溶けにくくなり

地球温暖化によって、海の中の生態系に幾つか
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ます。そして、酸素の海への供給源というのは、

環境サイエンスカフェ講演録

記しておきました。

海の表面にしかないので、表面で酸素が溶けなくなると、必然的に海の中の酸素の量というのは、

１．今日の話に必要な知識減ってくるわけです。それについての研究があまりなされていません。今日はその話をするわけです。話の流れとしては、今日の話を理解するのに幾つか知識が要りますので、まず最初にそのお話をします。酸素といっても、海の中での化学反応も関係しますし、海洋の流れのような物理現象も関係します。他には、海の表層で植物プランクト
ンなどが光合成をして、酸素を出し入れしたりだとか、海洋の中深層では表層でできた有機物が沈んで、それをバクテリア等が呼吸をして、酸素消費したりといった生物的な現象も関与します。このように、化学、物理、生物的な過程のすべてが海の中の酸素の挙動を決定するのに影響し、それそれでは、まず最初に、今日の話に必要な知識にらの概要が分からないと海の中の酸素を理解する

ついて話していきたいと思います。なぜ酸素が重のが難しいと思われるので、必要な知識をまず最要なのかということなのですけれども、この図は初にお話しするわけです。

生物が生存するのに必要な酸素濃度を記したもの

次に、われわれが行っているような海洋観測のです。

これまでの結果をお話しして、近年観測でどのようなことが分かってきているかということを見た
いと思います。そして、私もやっている研究なのですけれども、気候モデルという地球をコンピューターの中につくって、将来の温暖化予測をする
ような研究から見えてきている、つまり、将来、
海の中の酸素濃度がどうなるかということについてのお話をして、最後にそれにまつわる課題を明らかにしたいと思っています。
IPCC（Intergovernmental Panel on Climate
Change ） と い う の と CMIP （ Coupled Model
Intercomparison Project）というのが今回の話で出てきますが、IPCC というのは皆さん、ご存じ

一番上が甲殻類、エビとかカニとかです。（図４）

だと思います。気候変動に関する政府間パネルで、その下が魚、そしてその下の 2 つが貝になります。

気候変動に関しての科学的な知識を集めて、数年

この図の見方としては、横軸に酸素濃度が書いてに 1 回、評価報告書という形で出したりします。

あって、この四角が今までの実験値としてある、

その中で、非常に大事な役割を担っているのが、

25 パーセントの値と 75 パーセントの値。それで、

この CMIP です。結合モデルの相互比較計画といこの線で引いているのが中央値です。横線の一番うもので、気候モデルが世界のいろいろな機関で右が最大値で、一番左が最小値を表しています。

つくられていて温暖化予測をしているのですけれ

この中で一番酸素に影響されそうなのが甲殻類で、ども、かなり不確実性があるので、それらを集めその次に、われわれが食料にもしている魚です。

て、どういうところが確実で、どういうところが

30 μmol/ℓぐらいで魚が生きられなくなるという不確実であるかを調べたりしているものです。こような境界値があって、貝はもう少し低い濃度まの 2 つが何度か出てくると思いますので、最初にで生きられます。このように、ある酸素濃度より
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環境サイエンスカフェ講演録も低くなると、これらの生物が生きられなくなるという意味で、酸素がなくなってしまうとそこには生物がいれなくなってしまう、題名にも付けていますけれど、デッドゾーンという死の世界が広がってしまうので、酸素濃度をこれからきちっと
モニタリングしていく必要があります。

（図６）これは、水温に対する酸素の溶解度を表します。先ほど言いましたように、温度が高くなると、溶ける酸素の濃度は低くて、温度が低くなればなるほど、溶ける酸素の濃度は高くなります。なので、温暖化が単純に進むと海洋の表面から入ってくる酸素自体が少なくなるので、海の中海洋の酸素濃度を変動させる要因を話します。

の酸素は少なくなっていくわけです。

（図５）この図の一番上が大気を表します。上から 2 つ目のボックスが海洋の表面で光が当たって、
植物プランクトンなどが光合成をできる有光層という層を表しています。そして、海洋の内部と海底のボックスを表しています。最初に言いました
ように、酸素というのは海洋の表面で、ガス交換
でしか海に入ってくるところがありません。あと、
もう 1 つあるのは、海洋の表面で植物プランクト
ンが光合成をして、酸素を出すという経路があります。光合成というのは、リンとか窒素とか CO2とか水を植物プランクトンが取り込んで、有機物を作って酸素を出します。そのようにして作った有機物ですが、植物プランクトンあるいはそれを次に海の中の物理についての必要な情報です。

食べた動物プランクトン等は死ぬと沈んでいきま

海の中は表面が暖かくて、下層に行くほど冷たくす。沈んでいくと、酸素を使って呼吸をするバクなっています。これはある北太平洋の東経 176 度

テリアなどがいて、海洋の内部ではこの逆の方向

北緯 50 度での水温と塩分によって決まる密度のの反応が進んで酸素が消費されます。有機物を、分布を表しています。
（図 7）海の中では表面の温酸素を使い消費し元の栄養塩に戻すというような度が高くて、下に行くほど低くなります。温度が作用を呼吸といい、海洋の内部では呼吸によって低いほど密度が大きくなるため、冷たい水がある

酸素が消費されていきます。海洋の上層と下層は深層に行くほど重たい水があるわけです。塩分に物理的に混合されています。まとめると、海の中ついては表面で低くて、下に行くほど高くなっての酸素は、海洋表面にその供給源があって、上層

おり、塩分が高いほど密度が高くなります。なのと下層の混合で海洋の内部に酸素が送られ、そので、低温で高塩分な水ほど密度が高くなり、重た送られた酸素が海洋の内部で消費されていくといい水が下層にあるわけです。海の中の水温、塩分

うことになります。

は基本的にこのような鉛直分布をしていて、密度
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的には下から重たい水が連なり、表面に向けて軽い水が乗っかっていっているというような分布をしているわけです。
このように水温と塩分で決まる密度なのですけ
れども、この密度によって海洋の大きな流れというものが決まっていきます。これが彼らによって示されている、海洋の大循環といわれるものの模式図です。（図 8）

模式図です。こちらの 2 つが南。南極海を表して
いて、こちらにいくと北を表します。南極海で南極低層水が大西洋、太平洋ともに沈んでいきます。
この浅いところも高緯度側では比較的重たい水ができ、底に達するほどの重たい水にはならないのですけれども、中層に沈み込むような中層水があります。これは温度がどういうふうに伝わっていくかを表している図なのですけれども、1 つは低海洋の大循環というのは、大西洋の北側で始まり層まで行って、北に進むものです。また、両極かます。聞いたことがあるかもしれませんけれども、ら赤道にむけて中層を進む水というのがあります。

北大西洋で重たい水が沈み込みます。それをこれらはほぼ酸素と同じ供給経路なので、重要でNADW（North Atlantic Deep Water）、北大西洋す。

深層水といいます。北大西洋で沈み込んだ水が南下していって、南大洋にまで達します。そして、
もう 1 つ深層水ができる場所が、南極海にありまして、そこでできた水と混ざります。大西洋では、北大西洋でできた水よりも重い、南極海でできた
水、南極低層水というものが北上しています。この 2 つが混ざって、太平洋とインド洋では深層水が沈んで北上していきます。そして北上していく
ときに、徐々に海洋の上層に湧昇してきます。
そしてその湧昇してきた水というのは、インド
ネシアを通って、インド洋に入り、アフリカ大陸の南端を通って北大西洋に戻って、もう一度沈み込むというような大きな循環をしています。このこれを頭に入れて、今日のターゲットでありまような循環は温度と塩分により決まるので、熱塩

す全球の酸素の分布を見てみたいと思います。こ循環と呼ばれています。これが海洋の大循環で、こでは、酸素に加え、水温、塩分、硝酸塩も示し

一周するのに数千年かかるといわれています。もています。硝酸塩というのは、最初の方に話しまうちょっと分かりやすく見られないかと思ったとした栄養物質です。（図 10）これは、左から北大

ころ、いい図がありました。（図 9）これは IPCC

西洋、真ん中が南極になっていまして、一番右がの第 5 次評価報告書の海の中の温度が温暖化によ

北太平洋になっています。深層水は北大西洋ででってどのように温まっていくかというのを示した

きると言いましたが、北大西洋の水というのは、
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温度が低くて、高塩分で密度が高い水になってい受けやすい場所になります。一番下の図は 200～ます。それが沈み込んで、南大洋にまで達します。

600 m の酸素濃度を表しているのですけれども、また南大洋でできた水と混ざって太平洋を北上しアブストラクトにも書きましたが、東部の赤道太ます。その間に、硝酸塩は、海洋の表層で植物プ

平洋と、インド洋の北部に非常に酸素濃度の低い

ランクトンに使われて、有機物になって沈んでい海域があります。これらの海域で酸素が減ってくき分解されるので、この大循環に沿って栄養物質

ると、生物に対して非常に影響があるというわけが深層で高くなっていくというわけです。また有です。このように、これらの 3 つのストレスが生

機物が分解されると酸素が消費されるので、酸素態系に対して大きな影響を与える場所が、空間的濃度は北大西洋から北太平洋に向かうにつれて、に異なって分布していることを頭に入れておいて低くなっていく分布をしています。というのを頭ほしいと思います。

に入れて今日の話を聞いてほしいです。
２．1960 年代からの溶存酸素濃度の変化

最後に、知っておいいてほしいもう 1 つの基礎知識です。生態系への温暖化ストレスが水温上昇

それでは観測の結果について、話していきたいと酸性化と、酸素がなくなることと言いました。

と思います。全体として少し入り組んだ話がある

水温上昇に対して、生態系が脆弱な場所というのと思いますので、分からないことは気軽に質問しがあります。
（図 11）この一番上の図は 50 m とてください。ここから海洋の内部で観測した酸素100～200 m の密度の差で、上層と下層の水の混濃度の結果について、お話していきたいと思いま

ざり具合の指標になっています。これが大きけれす。

ば、大きいほど、下層の水と混ざりにくいので、先ほど言った栄養塩というものが、表層に上がってこないので、生物が成長できなくなります。なので、この熱帯から亜熱帯にかけては温暖化が進
むと、より水が混ざりにくくなるので、水温上昇に対して脆弱な場所であると言えます。また、酸性化はこの真ん中の図、上部 200 m の炭酸カルシ
ウムの結晶形、アラゴナイトというものなのです
けれども、それの飽和度を表しています。溶けやすさの指標です。これが低ければ低いほど溶けやすくて、高ければ高いほど溶けにくいものを表します。高緯度の水はこの飽和度がもともと非常に低いので、大気中の二酸化炭素濃度が高くなれば海の中の酸素濃度は、まず海水を採取して測りなるほど、酸性化によって海洋の生態系が影響をます。(図 13)海の水をどういうふうにして採って
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くるかと言いますと、このような採水ボトルを付

素濃度の観測データを集めて、どのように 1960

けた測器を海洋の中に船から沈めます。沈める前年代から 2000 年代にかけて酸素濃度が変わっては、この採水ボトルのふたは開いているのですけ

きたかを示した図です。(図 15) A、B、C は大西洋、

れども、ある水を採りたい深度まで来たとき、電D と E は太平洋、そして F がインド洋の結果にな気信号を送ってふたを閉め、ある深度の水を採りります。この白い線がおのおの 60 μmol/ℓ、90 μ

ます。上がってきた採水ボトル一本一本に違う深mol/ℓ、120 μmol/ℓの等値線になっているのです

度の水が入っていますので、各ボトルの採水口にけれども、1960 年代から 2000 年代にかけて、こチューブを付けて、いろいろ測定したい成分に対の等値線の幅が広がっていっているのが分かりまして水を採っていきます。そのような作業を船上す。これは中層で酸素濃度が減少しているというではしています。

ことを示していまして、もともと酸素濃度が低い
場所において、このような酸素濃度の減少が起きているということが明らかになってきました。

（図１４）酸素の測定なのですけれども、こういう酸素瓶というものに、先ほど言ったある地点のある深度で採った水を採取します。それに化学

彼らはもう少しデータを出して、同じような解薬品を入れて、海の中の酸素をマンガンの水酸化析をして IPCC の評価報告書にも載せています。

物にして、このようにして沈殿させます。このよ

この図は水深約 200 ｍにおける 1960 年代からうにして沈殿させたものを、チオ硫酸ナトリウム1990 年代の酸素濃度変化です。
（図 16）減ったり、というもので滴定して、海の中の酸素量というも増えたりしているところがあるのですけれども、のを測定するわけです。

この線の入っているところが統計的に有意に減少

こうして測った観測結果が 1960 年代から現在したり上昇しているところで、減少している場所

までかなりあります。これは大西洋の地点、インが多いということを示しています。また、海洋 200

ド洋の地点、または太平洋の幾つかの地点で、酸～700 m の中層で、もともと酸素濃度が低い場所においても酸素濃度が減少しているところがあるということが分かりました。
（図 17）もう 1 つ同じようなデータ群を全球で、ある緯度経度のグリッドに内挿してやることで、
1970 年代から 1992 年代への酸素濃度の変動を示した研究があります。これは中層ですが、100 から 1,000 m において、どのように変動してきたかというのを示した研究結果です。これによりますと、青色の点がこの中層において、この期間、酸素濃度が減少したところです。赤の点のある場所
が酸素濃度が上昇したところなのですけれども、
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現在の観測では、こういうことが分かってきています。ここまでが観測の結果です。

ほとんどの海域で酸素濃度が減少したということを示しています。これら 3 つぐらいの代表的な研究をもとに、IPCC の評価報告書によると、幾つかの解析結果間の一致度が高いことから、1960 年

３．溶存酸素濃度の将来予測

代以降、多くの海域において、外洋の水温躍層というのは中層のことですが、中層の酸素濃度が低下したことについては、中程度の確信度があるということで、報告しました。
この一般的な濃度低下は以下の予想と整合しているということも、この報告書では言っています。
1 つは水温上昇によって、表面と中層の密度差が大きくなるので、混ざりにくくなって、海面近くの酸素が豊富な水から、中層への酸素供給が減少することによって酸素濃度が減少するであろうということです。もう 1 つは、水温が上がるほど海が保持できる酸素が少なくなるので、酸素が減っているのだろうということと、もう 1 つは、最初、

ここからは少し複雑な話になっていくのですけ

海洋の循環のところでちょっとお話ししなかった

れども、気候モデルを使った将来予測の話です。

のですけれども、海洋の表層は黒潮だとか親潮だ

ここまでで何かご質問ありますか。いろいろな現とか、いろいろな海流があるのですが、風によっ象が絡んでいるので、なかなか理解するのが難して駆動されている循環がありまして、そういう循

いかもしれません。

環というのが、気候変動の影響で変わってきている可能性があると言われています。そのような循

会場：今、海域について酸素の濃度というのがあ環を風成循環というのですけれども、それによっったのですけれど、例えば、船で採取に行ったり、ても酸素濃度が影響していることがあるだろうと場合によっては近くに島とかあると思うのですけ

考えられるのです。そのような予想と整合してい

れど、陸上での何か比較をされているのかなといるので、中程度の確信度を持って、海の酸素濃度

うのを、お伺いしたいのです。

は減少していると IPCC の評価報告書では言って
重光さん：陸上の比較ですか。

います。さらに、この数十年間に先ほど熱帯域で、ある低い酸素濃度の層厚が増えていたという結果を示しましたけれども、その酸素が低い層が拡大

会場：はい。陸上とその海域によって何か傾向がした可能性は高いということも言っています。今あるかどうかという意味です。
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ープなので、生物についてはあまりやっていない
重光さん：大気中の酸素濃度と。

のですけれども。実際、もともと酸素が少ないところで、酸素が少なくなってきて、その沿岸の生

会場：そうです。その同じ場所も船の上とか、島態系がどうなるというのを研究している人たちはとかありますよね。その濃度という意味で、比較います。

はされているのか、データ取りをされているのでしょうか。

会場：酸素濃度の測定についてお伺いしたいのですけれども。これは IPCC が出した観測結果です

重光さん：比較というのは、多分、海の酸素濃度よね。これは 1900 年代からのデータみたいですに興味を持っている人はしてないと思います。な

けれども、当時もこんな酸素濃度の測定方法といぜなら、酸素は大気の主成分なので、二酸化炭素

うのはあったのですか？

と反応して減っているといっても微々たるもので、
それほど変わることはありません。なので、あま重光さん：そうですね。酸素濃度の測定法自体は、り比較している人はいないと思います。一方で、もうその当時から確立されていまして、ありましその大気中の微量な酸素濃度変化に興味を持ってた。

いる人は、比較している研究もあると思います。
会場：では、データ的に現在のデータと比べて、
会場：その辺りはある程度、データをくっつけてそん色ないデータが、きちんと積み上げられてい

いろいろとやっているという方はいらっしゃるとたのですか。

いうことですが、もう学会等、そういう枠が違う
ので、相手にされてないように思ったほうがいい

重光さん：今よりは、悪いのかもしれないですけですか。

れども、その中でも使えるデータを使って、比較していると思います。

重光さん：そうですね。海洋内部を見ている人は、比較してないような気がします。

会場：海水溶存酸素濃度の測定結果の白い線は、何を意味しているのですか。

会場：単純な質問なのですが、酸素濃度が低下しよく分からないですけれど、ここが少しクリティている中層というのは具体的にはどのぐらいの深カルポイントみたいな感じがします。この部分がさなのでしょうか。

扇状に広がっているから、まずいのですか。

重光さん：だいたい 200 m から 1,000 m ぐらいで重光さん：そうですね。多分低い酸素濃度であろす。

うという、例えば 60 とか 90 とかです。

会場：200 m だと、漁業で言う大陸棚の辺りだと

会場：そういうエリアが広がっているということ思うのですが。そうすると、おいしい魚とか、生ですか。

態系にも、いろいろな影響が、酸素が無くなればあるのではないかと思うのですが。

重光さん：そうです。

重光さん：はい。あると思います。

会場：面積が広がっているという解釈なのですか。

会場：先生の周りではそういう研究も行われてい重光さん：体積が、です。

るのでしょうか。
会場：横軸が年代ですよね。縦軸は、これは何で重光さん：私のいるグループは化学と物理のグル

すか。
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した式をコンピューターで近似的に解いてゆくモ
重光さん：深度です。水圧になっているので。

デルです。

会場：深度ですか。分かりました。どうもありがとうございました。
会場：深いところで酸素濃度が、また上がっていますよね。というふうに見えるのですけれども、それは錯覚ですか。
重光さん：そうです。上がっているところもあります。
会場：これは、からくりは何ですか。
海の中はこれだけではなくて、最初の方に説明
重光さん：からくりは、この後の話で出てくるのしました生物活動があります。その生物を表してで、そこで答えられればと思います。

いるのがこの一番簡単なモデルです。（図 21）このようなモデルで硝酸というような栄養塩を植物

会場：はい。分かりました。では、楽しみにしてプランクトンが光合成で使って、その光合成で育います。

った植物プランクトンを動物プランクトンが食べて、その動物プランクトンが死んだり、植物プラ
ンクトンが死んだら有機物の塊になって下層に落
ちていきます。また、その落ちていく過程で分解して元の栄養塩に戻るのと、そのときに酸素が消費されるというようなプロセスを、このモデルで表現しています。
最初の方で、栄養塩、炭素、水を使う光合成の式を書いたのですけれども、だいたい海の中では、その量比が一定になっています。それを「レッドフィールド比」というのですけれども、そのような比を使って、この酸素の時間変化、また炭素の時間変化が重要なので、それらの時間変化を栄養
塩の時間変化から計算しているわけです。このよというので、先に進みます。次は気候モデルをうなモデルを使って温暖化予測をしていきます。

使った、将来予測についてのお話をしたいと思い

将来の気候を予測するには、大気の中の温室効果ます。酸素の将来予測をするために気候モデルとガスの濃度であるとかエアロゾルの濃度についていうものが使われています。（図 20）気候モデル

も、量等がこれからどういうふうに変化していくとは何ぞやということなのですけれども、地球ののかというような前提状況が必要になるのですけ

中の陸面、大気、海洋をこのようなサイコロ型のれ ど も 、 IPCC の 第 5 次 評 価 報 告 書 に RCP

グリッドに区切って、この中の物理量、大気なら（Representative Concentration Pathway）シナ

ば風、気圧、気温、湿度、海洋だと海流、海面高

リオというものがあります。（図 22）この温暖化

度、海水温、塩分などをそれぞれのグリッドで、の影響シリーズの 1 回目、塩竈さんの発表で同じ運動量の保存の法則だとか、質量保存の法則、エものを使われていたのですけれども、右側が 2100

ネルギーの保存の法則等いろいろな物理法則を表年に向けての大気中の二酸化炭素濃度を表してい
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から 2090 年代までの酸素濃度変化を表しています。まず、海洋全体の酸素量の変化を見ると、
RCP8.5、温暖化がより進むシナリオの２１世紀末において、酸素が約 3 %減少します。この幅がモデル間の予測の幅を記しているのですけれども、
約 3 %が平均的に減っています。で、RCP6.0、4.5、2.6 と温暖化が進まないシナリオになるにつれて、減る量は少なくなっています。これは単純に海の表面水温がどれぐらい温まるかに依存していると思われます。
次に、この中層の酸素濃度の変化を見ると、やはり温暖化がより進む RCP8.5 のほうが 200 からます。RCP8.5 というのが一番温暖化が進むケー

600 m で減っています。特にこのドットが付いてスで、2100 年において、今の約 3 倍の大気中 CO2いるところが、信頼性の高いところです。亜熱帯

濃度になるシナリオです。また、6.0、4.5、2.6 と域の中層であるとか、高緯度域の中層で酸素が下なるにつれて、二酸化炭素濃度が低くなる、つまがっています。これは RCP2.6 でも見られます。

り温暖化が RCP8.5 ほど進まないようなシナリオ

一番重要なのは酸素濃度がもともと低いところでがあり、このようなシナリオを設定して、大気中酸素がどう変わるかというところです。どうも東の温室効果ガスの濃度等を決めて、先ほどのモデ部の赤道太平洋であるとか、インド洋の北部は、

ルに与えてやることで、将来の地球、大気である

ドットが付いてなくて、モデルによって増えたりとか、海洋がどういうふうになるかというのを予減ったりしていて、信頼性があまりないというこ

測しているわけです。

とが分かります。この中で信頼性があるのが、海洋全体としての酸素の量が減るのは、多分間違いないということです。IPCC の 1 つ前の報告書のときに使われていた温暖化のシナリオにおいても酸素濃度を予測していました。（図 24）それにおいても、これが 2090 年代の酸素の減少量なのですけれども、海洋全体として減るというのは間違
いなさそうです。AR5 (IPCC 第 5 次評価報告書)によりますと、21 世紀中に海洋の溶存酸素量が数パーセント減少するという可能性は非常に高いということが同様に言われています。

そのようにして出した結果がこれで、これもIPCC の報告書に載ったもので、左上が海洋中の全酸素量の 2000 年代を基準にしたときの将来変化量です。パーセンテージで表しています。(図 23)
右上は 200 m から 600 m の 1990 年代の観測結果です。左下が温暖化があまり進まない RCP2.6 というシナリオにおける 2090 年代と 1990 年代の酸素濃度の差です。これは中層、200 から 600 m の平均値で表しています。そして、右下が、より温暖化が進む RCP8.5 というシナリオの 1990 年代
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次にいきますが、我々が最も知りたいのは、も況をうまく各々のモデルが再現できているのか、

ともと酸素の低い領域がどう変わっていくかといまた将来変化は各々のモデルでどのようなメカニ

うことです。
（図 25）左側と右側がいろいろな気

ズムで起こっているのかを明らかにするのが、貧候 モ デ ル で 、 酸 素 の 濃 度 が 50 mmol/m3 、 5

酸素水塊の将来予測の不確実性を減らす上で重要

mmol/m3 以下の酸素を持っている海の体積がそなのだろうということで、彼らは東部の赤道太平

れぞれ、温暖化が進むにつれて、どう変わるかと洋について調べています。上の図は、水深 500 m

いうのを調べた結果を表しています。上側が 50における 30 mmol/m3 の酸素濃度（1960〜1999

mmol/m3 で、下側が 5 mmol/m3 です。この左側の年の平均値）の領域を示したもので、黒色が観測

研究結果によると、ボリュームが減っていくモデ

値、カラーで表しているのがモデルの結果になり

ルもあれば、増えるモデルもあって、やはり怪します。これを見ると、観測値は北太平洋で酸素濃く、どうなっているのか分からないということが度が低い領域が多く、南の太平洋(赤道を越えた南

分かります。右側の研究結果では、そもそもモデ側)で、その領域が狭いということを示しています。

ルの現在場の結果が観測されているものをうまくしかし、モデルを見ると、この南と北の酸素が低表現してないものは、灰色の点線にしてしまってい領域がほぼ一緒になってしまい、観測に見られいるのですけれども、5 mmol/m3 以下のボリューるような南北非対称が見られません。どのモデル

ムをうまく表現しているのは、1 モデルしかなくもほとんどそうなっています。

て、それは増えています。50 mmol/m3 だと、やは次にこれ、深度方向に見てみます。これが南側

り減るものもあれば、増えるものもあるというのの南緯 10 度において、横軸が経度で、縦軸が深度。

で、酸素濃度がもともと低い領域で酸素濃度が将

それで、右下の図が北側、北緯 10 度線に沿っての

来どう変わっていくのかというのが、非常に怪し

深度対経度の図を表していて、同じく酸素が 30

いということがこれらの結果から分かります。こmmol/m3 以下のところを書いています。この黒線のような将来予測の不確実性を、今後減らしていが同じように観測値です。南も北もモデルの結果

くためにどのような現象がモデルの中で起こってがだいたい過大評価をしているということが分かいるのかを見ていきたいわけです。

ります。

少しここら辺から話が入り組んでいくのですけ（図 27）次に同じように、東部の赤道太平洋におれども、つい最近の研究結果を紹介します。（図いて、1960 から 1999 年の期間にわたって、西経

26）これも同じように、いろいろな気候モデルの160 度から 60 度にかけて各深度、各緯度で各モデ結果を見たものです。何度かお話しましたように、

ルの酸素濃度を平均し、観測値（右下の図）との酸素濃度がもともと低い水塊（貧酸素水塊）は、差を取ったものを見てみます。どのモデルも、過インド洋の北部と東部の赤道太平洋にあるのです

大評価していたり過少評価していたりと、酸素濃けれども、そのほとんどは東部の赤道太平洋にあ度がもともと低いところでモデルがうまく観測値

るので、この場所における貧酸素水塊の現在の状を再現できていないということが分かります。
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います。もう 1 つ、この赤道潜流の北側にも同じ
く西から東に流れる水があったり、東から西に流れていく水もありますが、どうもこの赤道域の物
理（流れの状況）がどのモデルもうまく表現できてないので、貧酸素水塊がモデルでうまく再現できてないということが言われています。

今のは、現在場の話だったのですけれども、温暖化したときにどういうふうに変わるかというのを、彼らはもう少し解析しています。1 つだけ、さらに面倒くさいのですが、見掛けの酸素消費量（AOU: Apparent Oxygen Utilization）という概念を導入させてください。（図 29）これは何かと
この東部の赤道太平洋の酸素濃度を決めるのに言いますと、大気があって、表面で混ざっている

一番重要なの要因が、この図に示してあります。

層があって、その下に中層があります。ちょっと（図 28）これがどういう図かと言うと、西経 95

前にお話しましたように、酸素というのは、大気度において、東側から西側を見た図で、色は海のから入ってきて表面でガチャガチャと混ぜられて、中の流れを表します。この赤色でプラスになって下層に沈んでいきます。その下層に沈んでいくといるのは、西から東に水が流れているということ

きの酸素というのは、ほぼ大気と平衡になった酸を表していて、青色のマイナスになっているのが、素が沈んでいきます。その大気と平衡になってい東から西に水が流れていっているということを表る酸素を持った水が流れていく中で、上から落ちしています。右下が観測の結果で、この赤道の約てきた有機物を分解して、分解によって酸素が消100～300 m ぐらいのところに、非常に強い流れ費されていくわけです。なので、観測された酸素が東部の赤道太平洋にあるということが分かりまというのは、大気と海洋で飽和した酸素の濃度かす。これが赤道潜流（EUC: Equatorial

ら、呼吸で消費された酸素を引いたものが観測さUndercurrent）と呼ばれるものなのですけれども、れているわけです。この飽和濃度というのは、そこれが非常に多くの酸素を西側から東部の赤道太の場の温度と塩分で決まります。ある観測された

平洋に送り込んでいて、貧酸素水塊の大きさを決地点における酸素の飽和濃度が決まると、呼吸で定するのに重要です。うまくこれを表してそうな消費されたであろう見掛けの酸素消費量というのモデルもあるのですけれども、観測と比べて非常

は、飽和濃度から観測された酸素を引くことによに弱いモデルもあり、この再現がうまくいってなって、これぐらい消費されたのでしょうというこいがために、酸素が低いところの領域をモデルがとが分かるわけです。CMIP5 における温暖化実験

うまく表現できていないのではないかと言われての結果というのは、この酸素濃度と温度塩分は、
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誰でも使えるようになっているので、酸素濃度のている場所でどうなるかです。ここでは若干増え

将来変化というのは、その飽和濃度の変化と AOUる傾向があるのですけれども、温度自体は上がっの時間変化で話ができるでしょうということで、ているので、飽和濃度の酸素は減少してます。し先ほどのこの人たちはそれらを用いて解析を進め

かし、同じように呼吸で消費される酸素も減少すています。

ることによって、若干酸素が増えているということが分かります。ここの年代を見ると、年齢も下がっています。年齢が下がるということは、この場所に到達する水が温暖化するとより早く到達し、有機物の分解に使われた酸素が少なくなっているということになります。なので、温暖化によって酸素濃度が減少するのだけれども、ここに到達す
る水がより新しいので、呼吸に使われた酸素量が少なくなり、トータルで若干増えているということを彼らは言っています。
それをまとめたのがこの図です。（図 31）そのようなことを言っているのですけれども、実際問
題、AOU というのは、有機物の分解によっても影（図 30）この図なのですけれども、一番左が観響されますし、先ほど言った表面から沈み込んで測結果で、一番上が東部の赤道太平洋で経度方向どれぐらい年代がたったかによっても影響される（西経 180〜100 度）に平均した酸素の濃度です。

ので、これだけでは、どういうプロセスで酸素濃

そして、次が温度と塩分で決まる酸素の飽和濃度度が温暖化により変化したのかというのは、よく(O2sat)、その下が呼吸で消費されたであろう酸素分からないわけです。

の濃度(AOU)、一番下は海水の年代を表しています。この年代は、放射性炭素というもので決めています。これが観測値です。真ん中が、1960 年から 1999 年の気候モデルの結果の平均値を表して
いて、酸素濃度はそこそこうまくいっていて、また温度と塩分で決まる飽和濃度というのも、温度と塩分が海の物理場に一番効いてくるので、これはほぼうまくいきます。
うまくいってないのは、この呼吸で消費されたであろう酸素濃度で、特にこの高緯度側でうまくいってないような感じがします。また、この年代も深層の方でうまくいってないような傾向があります。一番右が 2060 年代から 2099 年のモデル結そこで、われわれは、もう一度詳しくこのメカ

果の平均値から現在の値（1960 年から 1990 年のニズムを調べました。国立環境研究所とわれわれ平均値）を引いたもので、一番上が酸素濃度のこの JAMSTEC と、あと東京大学の大気海洋研究所の差、真ん中が飽和濃度の差、その下が呼吸で消というところで共同開発されている MIROC とい費されたであろう酸素の差、一番下が年代差を表

う気候モデルを用いて、酸素濃度を予測しました。

します。これを見ると、表層はどの緯度帯でも、東部赤道太平洋の 170 m から 1200 m における酸酸素濃度が減っています。これは、温度が上がる

素濃度を 1850 年から 2100 年まで計算しています。

ことによって飽和濃度が下がることで、ほぼ説明

結果は、1950 年代から 2050 年ぐらいまで貧酸素されるということが分かります。一番見たいのは、

水塊の体積が増えていって、その後は横ばいにな

この中層です。もともと酸素濃度が低いと言われるような傾向を示します。ここで、それほど貧酸
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素水塊の体積が変わらない期間 1 と、あと極大を

環境サイエンスカフェ講演録

れていることも分かりました。

迎える期間 2 と、それほど変わらない期間 3 におこれをまとめると、東部の赤道太平洋において

いて、東部の赤道太平洋での中層（170 m からは、貧酸素水塊の増減への地球温暖化の影響にと1200 m）の酸素濃度の将来変化を見てやりました。

って、赤道潜流による酸素供給の変化が非常に重各期間の酸素濃度、期間 2 の値から期間 1 の値を要であること、あともう 1 つは、有機物の分解の引いたもの、期間 3 から期間 1 を引いたものを計変化が重要であるということが分かりました。そ算しています。その結果、赤道域で期間の 2、3

こで、いろいろな気候モデルの結果を集めてきて、にわたって酸素濃度が減少していくということがそれらを見てやるとどうなっているかを調べまし分かりました。またその南北で酸素濃度が増えてた。

いきます。これがなぜかということを調べました。

いくつかのモデルがあるのですけれども、赤道

海洋内部の酸素濃度の時間変化というのは、水

潜流の流量が 2090 年代と 1990 年代でどのように

平方向に水とともに流れてきて供給されるもの、変化したかを横軸に取って、縦軸に貧酸素水塊が鉛直方向に水とともに流れてきて供給されるもの、

21 世紀末と 20 世紀末でどう変化したのかを見ま

また、流れながら周りの水と混合しながら水平方

した。より温暖化が進む RCP の 6.0 と 8.5 の結果

向から供給されるもの、また、流れながら混合さ

では、赤道潜流が増えるモデルもあれば減るモデ

れて鉛直的に供給されるものと、有機物の分解にルもありました。

よる消費というものに分けられます。ここでは、増えるモデルでは、貧酸素水塊の体積が減る。

その流れによるものと、混合によるものと、有機酸素がより供給されるので減る。赤道潜流が減る

物の分解の項が貧酸素水塊が変わらない 1850〜

モデルでは貧酸素水塊が増えるということで、よ1950 の期間でどのようなバランスになっている

り温暖化が進むそれらのシナリオでは、この赤道かというのをまず見てやりました。ここでは、30潜流がどう変わるかによって、東部の赤道太平洋

μmol/ℓ以下の領域を貧酸素水塊と定義して調べの貧酸素水塊の体積がどうなるのかということが、ると、赤道域の貧酸素水塊の領域に先ほど言った最も影響されているであろうということを示しま

赤道潜流によってほとんどの酸素が供給されていした。また、温暖化があんまり進まない RCP のるということが分かりました。また、この南北で4.5 と 2.6 のシナリオでは、赤道潜流がそれほど変は水平方向の混合によって酸素が供給されていまわらないにも関わらず、より温暖化が進むシナリ

した。結果、赤道潜流による流れによって供給さオと同程度に貧酸素水塊が変わるのですけれども、れる酸素と、この南北で混合によって供給される

これは多分、海洋表面で植物プランクトン等が作

酸素が、貧酸素水塊の領域では、上から降ってくる有機物が、中層にどれぐらい沈降してきているる有機物を消費するのに使われてバランスしていかが変わっていることによって引き起こされるだ

るということがこのモデルでは起こっていること

ろうということが分かりました。

が分かりました。
では、温暖化したときに、このバランスがどういうふうに変わるのかを最後に見ました。最初の酸素濃度があまり変わらないのが期間 1 で、期間3 が貧酸素水塊の増え切ったところを表します。
期間 1 の流れによる酸素の供給項、混合による供給項、あと有機物の分解に使った消費項を期間 3の供給項、消費項と比較すると、最も顕著な変化が見られたのは、赤道潜流が弱くなること（流れによる酸素の供給項が減少）で、それにより酸素の供給量が減って赤道域の貧酸素水塊で酸素が減っているということが分かりました。その減少は、
ここまでをまとめます。
（図 32）IPCC の AR5

有機物の消費項の減少によってある程度は緩和さ
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によると、21 世紀中に海洋の溶存酸素量が数パー

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合影響を評価していく必要性があります。

セント減少するという可能性は、非常に高いということが分かりました。で、CMIP5 のモデルによると、この溶存酸素の減少は海洋の表層で起こって、その原因としては、温度が上昇すること、あとは海洋の表層と中層の密度差が大きくなって、混合が弱くなるということで説明できるのではな
いかということが言われています。外洋における貧酸素水域の量が将来どう変わるかについては、
潜在的な生物地球化学的というのは、少々難しい
言葉ですけれど、有機物がどれぐらいできて、どれぐらい分解されるかというような影響と熱帯の海洋力学、先ほど言ったような赤道潜流のような変化における不確実性が大きいために合意は得ら(図 34)これは Bopp さんたちの研究結果で、2090

れてないと報告しています。この後に今日紹介し年代と 1990 年代のいろいろなモデルの差の結果

た Cabre さんの研究とわれわれの結果から、赤道を表しているのですけれども、赤い色のところが域の特に中層の循環を、今の気候モデルの中で改表面の水温がある閾値よりも高くなっている場所、良していくことが、この東部の赤道太平洋の貧酸

この緑の横線を引いているところが pH の結果で、素水塊における酸素濃度の現況再現、さらに将来

より酸性化がより進んでいるところです。また、の温暖化予測に非常に重要であろうということがこの黄色の縦線は酸素濃度が、ある閾値よりも減

分かりました。これが将来予測のまとめです。

っているところです。水温を見て分かるように、
水温は熱帯域から高緯度にかけて広範囲に温暖化の影響を受けます。また、最初の方に示したよう

４．今後の課題に高緯度側から、酸性化の影響というのは進んでいきます。酸素というのはこの南大洋と亜熱帯域の辺で、非常に減りそうなところがあるわけです。
このように酸性化の影響と水温上昇の影響と、脱酸素化の影響が全て起こりうるような海域が出てきます。だから、そのような海域で生物がどうい
うふうに影響され得るのかというのを今後調べていくことが必要です。
最後にもう 1 つ、この水温上昇と酸性化というのと、脱酸素化が相乗効果を起こす可能性が指摘されています。1 つは、酸性化が進むと炭酸カルシウムが溶けて減ってくるわけです。炭酸カルシ
最後にあと 2 枚だけです。今後どんな課題があウムというのは、有機物よりも重たいので、表層るかということなのですけれど、先ほど示したよでできた有機物をより深層に送り込むのに重要でうに、モデルがまだ不十分なところが多々あるのあるといわれています。なので、もし炭酸カルシ

で、モデルを改良していくということはまず 1 つ

ウムが溶けて少なくなったりすると、表層ででき重要です。もう 1 つ、その酸素の予測がうまくいた有機物が深層まで行かずに、より浅いところでったとして、どういうことを考えていかなければ溶けるようになってくるというようなことが考えいけないかということなのですけれども、水温のられています。

上昇と酸性化、脱酸素化というのが生態系へ複合

そのようなことをコンピューターのシミュレー的に影響し得るはずです。なので、そのような複ションで示したのが彼らです。(図 35)これは炭酸
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素が結構あったのは、なぜだったのでしょうかというのが質問だったのです。
重光さん：これは 1 つの可能性は、モデルの結果でも示しましたけれど、中層の水の年齢が若くなるということが 1 つは、あり得るのかなと思います。
会場：古いときはまだそんなに消費されてなかったということですか。
重光さん：古くなればなるほど、有機物を分解しカルシウムが溶けない場合と、溶けた場合のモデて酸素消費して栄養塩を出してくるので、古い水ルの差を取っているのですけれども、横軸は 1800

ほど酸素の濃度が少ないのですけれど、ある場所

年から 3000 年(モデルの年)までを表しています。

に到達する水の年齢が若くなれば、酸素を消費しインド洋、太平洋を見てほしいのですけれども、てない水が来るので、定点で観測している酸素濃この中層で酸素の濃度が少なくなっていっている

度が増えるというのは、あり得ます。多分それがということが、分かります。つまり、炭酸カルシ

影響し得るのではないかなと思います。

ウムが溶けることによって、有機物がより浅いとあと、もう 1 つは、表面から温暖化していくと、ころで溶けるようになったので、この中層で酸素上の方の水の密度が低くなって、下層との密度差が減るという可能性を彼らは指摘したわけです。

が大きくなるので、上下混合がしづらくなります。

なので、この水温上昇、酸性化、脱酸素化が相より深いところに酸素濃度の低い水があるので、乗的に悪いことをして、生態系に影響を与える可

その水とこの中層辺りの水が混ざりにくくなると、能性があるので、そういうことも今後調べていく

見かけ上酸素が減ってないというようなのがあり必要があります。実際、酸性化と酸素が少なくな

得るのかなと思います。ちょっとこれがなぜかとることが、生物の水温への耐性を下げるというよいうのは、多分まだ研究されてないと思うので、うなことを実験的に報告している人もいますので、分からないですけれど、可能性としてはそういう多分これも調べていく必要があります。以上、まことがあるのかなという気がします。

とめると観測も続けていって、どうなっていっているかを見なきゃいけないし、培養実験等室内実

会場：温暖化の影響というお話のときに、私常に験でこういう効果というのがどういうもので、ど疑問に思っていることがあるのですけれども。過の程度の影響があるのかというのも調べる必要が去の歴史で炭酸ガス濃度が、例えば今の 10 倍程度ありますす。さらに、モデルの研究もうまく進めあった時代があるはずですよね。

ていく必要があって、温暖化の生態系への影響をそのときに、植物が生態系が非常に繁栄したとか調べるのに、それらの研究が三位一体となって進そういうようなことを聞いたことがあるのです。

んでいく必要があるであろうと思っています。

では今のこの程度増えたからと言って、何が影響あるのだろうという、その辺が疑問です。そのと〈質疑応答〉

きは 300 ppm ぐらい炭酸ガスが濃度があったは

会場：さっきの質問で結局、結論としてよく分かずなのですけれども、生命が絶滅したという話もらなかったのですけれど。古い時代は消費量が少聞いたことないものですから。先生のお考えを少なかったから沈んだのか、あるいは、深層に流れし、その辺についてお伺いしたいと思うのです。

る流れが別のところにあって、酸素が補充されたのか。配布資料の 15 ページぐらいのところで、下重光さん：地質時代の話はよく分からないのですの方の酸素が。より深海のところに行くとまた酸けれども。耳学問として聞いたことがあるのは、
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その例えば白亜紀なんかは、海洋の深層で無酸素素を使わないまま嫌気性細菌とかそういうのは別になったというようなのもあったとか聞いたことにして、普通酸素を使う生き物について、酸素のがあるので。その昔の地質時代の CO2 濃度が高か

将来予測というところで、海洋の部分部分で見れったのと、今ので、どう違うかという話ですよね。

ば、モデルの精度に差があるけれども。全体としそれについての明確な答えはないですけれど、少ては、酸素の濃度が減っていくという予測ですよ

なくとも、観測で見ている限り、酸素濃度が減少ね。海洋酸素量変化というグラフのところで 2000

していっていますし。それで温暖化が進むと、酸年を基準にして下がっていくグラフはありました

素濃度というのは減少していくというのは、間違けれども。この下がる濃度が最初の説明にあったいないので、影響があるのかどうかと言ったらあ

酸素濃度の生物の影響ということで、甲殻類からるのだと思います。その昔の時代はどうなのだと

魚、翼足類までで一番酸素を使うもののどこにかいうことは、少し大陸配置とかも違うであろうし、かってくるかという関連を見ることが、先ほどの海洋循環なんかも違うと思うので、一概に比較は

質問の答えになるかと思うのです。

できないと思うのです。どうなのでしょうか。例
えば、無酸素になったときには、その無酸素のと重光さん：そうです。おっしゃるとおりです。

ころで生きていけるような生物が多分、出てくるであろうし。だから、生物層も多分全く違うので

会場：あと、それで見ると、この全海洋の酸素濃はないでしょうか？昔のことは分からないので、度が下がっていくグラフと、冒頭の酸素濃度の生何とも言えないのですけれども。

物の影響というグラフを重ね合わせたときに、どのシナリオだとどの生物のところに影響するかと

会場：分かりました。過去の歴史を見たら、地球いうのが質問です。

というのは、そんなに弱いものじゃなくて、結構

それで、先ほどの質問で、過去はむしろ 3,000

パワーがあるんじゃないかというような気がする

ppm とかあったかもしれないということで、実はのです。

あまり変わりないのではないかとありましたが、答えにはならないのですけれど、やはり地質年代

重光さん：それはそうですね。

的な変化というのは、もう何千万年とか何億年だ
ったとかという変化対して、こちらはもうたかだ

会場：だから個人的には、あまり心配し過ぎていか 100 年とか、あまりにも短期な変化です。例えるのではないのかなという気は、そういう感覚はば酸素を取り込むヘモグロビンだとか銅だとか、持つのです。でも悠久の歴史を変える話を、今、

そういう酵素の生物が進化するのが、100 年とかしても仕方ないですね。

1000 年では無理だと思いますので。

重光さん：そうですね。昔と比べると、全然、変重光さん：適応し切れないということですよね。

化も少ないのかもしれないのですけれど、実際、変化していること自体は見えてきているわけです

会場：地質的な変化に比べると、この人間活動のし、酸性化が進んで、生物が影響を受けたりもし変化がグラフにしてみれば、あまりにもとんでもているわけなので、やはりちゃんと見ていく必要ない急カーブになっているのが、変化の速度といはあるのであろうなとは思います。今後 100 年ぐ

うのがすごく効いてくるのではないかなと思いま

らいの間で、例えば最後に示した研究のように、す。

酸素濃度が中層でかなり減少してくるような可能性があるわけです。そういうことがあるので、昔重光さん：そうですね。生物が適応するのに、時と比べるとどうだという話はありますけれど、調間のスケールとしては短過ぎるということですね。

べていく必要はあるのだろうなとは思います。
会場：はい。最初の質問がこのグラフを重ね合わ
会場：今の質問に関連してなのですけれども。酸せたときに、例えば甲殻類の一番酸素量を必要と
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環境サイエンスカフェ講演録する 250 μmol/ℓのところにもうかかるシナリオ

いは河川から流れ込む化学物質だとか洗剤とか、があるのかどうかという点が、質問です。

そういうものの影響は無視できるぐらいなのですか。

重光さん：多分これが答えである気がします。このオレンジのところは、
今 200 m から 600m で、

重光さん：いえ、沿岸域だとあると思います。例

酸素の平均濃度が 50 mmol/m3 の領域です。酸素

えば、人間が出す肥料だとかが河川から入ってきの量が 20μmol/ℓよりも減っているところがこて、沿岸域で富栄養化したりすると、その沿岸域の辺にあるので、ぎりぎりこの辺というのは、今で普通それがないときよりもかなりの生物生産がの不十分なモデルの中では影響があり得そうだ

起こって、有機物の死骸がたまって、貧酸素化すなというところだと思います。あとのところはるというのはあると思います。あると思いますけ

20μmol/ℓぐらい減ったところで、そもそもの濃れど、今の段階ではそれは考えてないです。

度が高いので、そんなに効いてこないであろうと思います。

会場：全体量から見たら、少ないですか。

会場：それからあともう 1 つ。赤道潜流の原動力

重光さん：その沿岸で閉じるような気がします。

というのは、暖かい海水が沈み込むからには、下沿岸から外洋に出ていって、外洋にまで影響を与の海水が横に移動してくれるから、それで引き込えるというまでのことはないような気がします。

まれてということなのか、暖かい海水が下に潜り確信を持っては言えないですけれど、多分、それ込む原動力というのは、何なのかという質問です。

も考えていかなきゃいけないのだと思います。

あとモデルによって逆に暖かい水が染み込む速度が速くなったり、若い年代の海水が増えるという

会場：最後のパネルの酸性化、脱酸素化が生物のように、普通の論理と逆の現象が起こるのもなぜ

水温への耐性を下げるというところをもう少しかなのかなと疑問に思ったのです。

み砕いてお教えいただけないでしょうか。

重光さん：物理が専門ではないので正確なことは

重光さん：これは、私は全く専門じゃないので適言えませんが、熱帯の中層循環に重要となってく

当なことは言えないのですが、紹介した論文で 1

るのは風だと思います。今回の我々の研究では、つ言っているのは、その食べるカニだったと思い

気候モデルの大気のほうを見てないのでちょっとますが、カニの温度の適水温の範囲というのが、分からないのですけれど、多分、貿易風の再現と酸素濃度が下がると狭まるというようなことを言いうか、温暖化したときの風の場の変化の仕方がっていたと思います。それがどういうメカニズム

全然違うので、赤道潜流の温暖化に対する応答がなのかはちょっと分からないです。なので、そのばらばらなのではないかというのが 1 つ考えられ適水温の幅が狭まるので、その水温上昇と酸素低ます。中層の水の年齢については、赤道潜流がよ下というのが、相乗的に影響を及ぼすのではない

り東の方まで到達する場合、下の水が上がってこかのということだと思います。

られないのですけれど、温暖化の影響でそれよりも西で表層まで上がってくる場合には、深層の水

会場：炭酸カルシウムの沈降が酸素を下に運ぶのが上がってきやすくなっているというのがあるのに役に立つということだったのですけれど。海洋ではないかなと思います。東部赤道太平洋の中層中の炭酸カルシウムは生物が作るというふうに考の年代のところでの話がそれと関係していると思

えてよろしいですか。

います。もちろんモデルによりますけれども。
重光さん：そうです。
会場：酸素の増えたり減ったりのことは、ほとん
ど生物で説明されていましたけれども、例えば、

会場：そうすると、またその生物量がどれぐらい人間活動。海洋汚染、油だとかゴミだとか、あるあるか、地域によっても差があると思いますけれ
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日立財団

ど、またそれは予測が難しいということになって

環境サイエンスカフェ講演録とですか。

しまうのですか。
重光さん：そうです。だから、シナリオで、より重光さん：そうです。難しいとこです。炭酸カル

温暖化が進むシナリオ、それほど進まないシナリ

シウムの殻を作る生物がいるのですけれども、そオという意味です。

いつがいることで、より分解せずに、より深いところまで海洋表層でできた有機物を送り込めるよ

会場：これはそれぞれのモデルが、強制力をどのうに今の海洋ではなっていると思われるのです。

くらいで見ているかということなのですか。

しかし、酸性化が進んで、その炭酸カルシウムを作る生物量が減ると、海洋表層でできた有機物が重光さん：そうです。そういうシナリオになりま

深くまでいかないで、浅いところで分解し始める。

す。これは、RCP の 1 つ前のシナリオで、将来、そうすると、酸素濃度がもともと低い層は中層に社会経済とかがどういうふうに進んだりだとか、あるので、その中層で有機物が分解する量が増え

環境配慮して進んだりとかがいろいろなことを考て、酸素がより消費される可能性があります。でえて決めていたときのシナリオです。ちょっと忘すから、酸素が少なくなることに影響するのではれてしまいましたけれど、この中では A2 というないかという主張です。酸素を送り込むというよのが多分、一番 CO2 濃度が高くなるシナリオだと

りかは、その有機物を送り込むポテンシャルが変思います。

わり得ることによって、中層にある酸素の低い層
会場：もう 1 つ、マルチモデルによる比較というが影響を受けるということです。

のがあるのですが、マルチモデルというのは、そ
会場：では、その炭酸カルシウムにそのものに入れぞれのモデルを合成するのではなくて、それぞっている酸素ということではなくてということでれのモデルでやった結果を重ね合わせて比較する

すか。

という意味ですか。

重光さん：はい、そうではないです。

重光さん：そうです。

会場：Keeling の酸素の将来予測の図の中で、そ

会場：本日はありがとうございます。2 つあるのれぞれのモデルに対しての強制力って、修正みたです。15 枚目ぐらいのところの観測結果で、溶存いになっていたのですけれど。あれはどういう意

濃度がワニの口のように広がっているという図が味でどういうことが行われますか。

あるのですけれども。一番最初のところで、大きな海流の循環には数千年単位ということでゆっく

重光さん：ここですよね。これは RCP のシナリオ

り進んでいくというのと、あと、表層と海底の空のように、温暖化がどういうふうに進むかのシナいたところでは、ある意味流れが遮断されているリオの違いです。だから、より温暖化する場合、と反転しているというのもあったので。1960 年と温暖化しない場合というシナリオのことを強制力

2000 年、40 年程度というと、ここの海底に沈んといっていると思います。

でいるのはもう何百年も前に上だったのがだんだ
ん沈んできているというふうに考えると、そのこ

会場：強制力が高いということは、例えばこのろは温暖化の影響が無い時代だったと思います。

RCP2.6 から 6 とか 8.5 みたいに。

それなのに、変動が起きているというのは、これはどういう可能性が考えられるのかなというのが1 つです。

重光さん：そうです。そういうことに対応していあと、もう 1 つは、タイトルの貧酸素水塊といる。

うところなのです。例えば、3 枚目で先ほどの甲殻類が生きているのが 30μmol/ℓから 100μmol/ℓ

会場：対応していくというときの問題だというこ
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環境サイエンスカフェ講演録とかありすけれども、この貧酸素水塊というのは、それができるところの状況が変わっても変わり得

何μmol/ℓぐらいのところ以下というのを、考えてるので、普通に起こり得る現象であると思います。

いるのかというこの 2 点お願いします。
会場：酸素濃度の単位について少し教えていただ
重光さん：まず、貧酸素水塊から。先ほども、そきたいのですけれども、このマイクロモル・パー・の前にも質問ありましたけれど、生物が生きられリッターですか、それとミリモル・パー・キュー

なくなるというところが、多分、貧酸素水塊の定ビックメートルと同じですか。違うのですか。

義になるのだろうなとは思います。
あともう 1 つ今日は、少々話が複雑になり過ぎ

重光さん：ミリモルのキュービックメートルなのるので話ししなかったのですけれども、例えば、

で、マイクロモル・パー・リットルと一緒です。

酸素濃度が 5μmol/ℓ以下とかになると、今、有機物の分解には、酸素を使ってやる分解をしている

会場：それで、これ ppm のほうに換算するとこれのですけれども、脱窒という、硝酸塩を酸化剤にどうなるのですか。

使って有機物を分解するようなプロセスがありま

あの場合、飽和で ppm で何 ppm で表しますよね。

す。そういう意味で、今日、生物のモデルの説明

一体この海水の飽和度というのは、飽和濃度といでもしましたけれど、その硝酸塩は植物プランク

うのは、μmol/ℓでもいいのですけれども、どの程トンが光合成するときに使う栄養塩なので、貧酸

度なのかなと思って。一体生物というのは、その素化、つまり 5μmol/ℓとか本当に低いところの領飽和度と言いますか、ムササビなんか半分ぐらい域が増えてくると、その栄養塩自体が使われていになっても大丈夫だとか、そういう感覚的なもの

くので、海洋の上層における植物プランクトンのが少しよく分からなかったのです。

よく普通の海水じゃなくて

光合成なんかにも影響を与えます。だから、それ
重光さん：これが海水に塩分が 35 という水に、最も貧酸素水なのだと思います。
なので、生物が生きられなくなるような水とい大に溶けうる酸素の濃度を表しています。なので、

うのと、最初のほうに生物地球化学的プロセスと

例えばゼロ度の水だと、360 μmol/ℓというのが、書いていたのは、そういう有機物を酸化するプロ

一番溶けうる酸素です。

セスが変わってしまって、他のところに影響があ

例えば 25 度、亜熱帯とかの水だと 200 少しぐらるので書いていたのですが、生物地球学化学的プいですか。

ロセスの観点からいうと本当に低い 5μmol/ℓとか、
そういうところも貧酸素水塊というのだと思いま

会場：最大それぐらいの範囲まで溶けますよといす。

うことですか。

もう 1 つは、これは、15 枚目のところですが、酸素の低いところが広がっていっているのは、中重光さん：そうです。ここから有機物を分解して層で 500 m とかのところなのです。
これは例えば、消費されていくので、海洋の内部では、ここより表面で起こる光合成によって植物プランクトンがは少なくなるということです。
以上

作る有機物量が変わって、沈んでくる量が変わると、それだけでも変動し得る可能性があります。
あと、最初の方にしゃべったのは海洋の大循環の話で 1000 年ぐらいの単位で起こる話でした。これは時間スケールの話はしていなかったのですが、最初お話しましたように、中層水というのは、底に沈むまで重たい水ではなくて、中層ぐらいで止まってしまうような水も高緯度の方でできたりするのです。そういう水の循環というのは、数年、数十年の時間スケールで動いているものなので、20