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Frontier Sciences

環境学研究系
人類を取り巻く環境を自然・文化・社会の観点から解析して、将来の人類のための政策立案、技術開発に必要な教育研究を行います。

環境学研究系

徳 永 朋 祥 准教授
環 境システム学 専 攻

人類を取り巻く環境を自然・文化・社会の観点から解析して、将来の人類のための政策立案、技術開発に必要な教育研究を行います。

http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/tokunaga/

地圏開発・高度利用のための技術

自然環境学専攻

http://ofgs.ori.u-tokyo.ac.jp/ ~ofgs/kawahata/kawahata-j.html

もう一つの地球環境問題「海洋酸性化」
二酸化炭素（CO2）は温炭素化合物に注目すると炭酸塩るスピード（f lux）とほ室効果気体なので、大気（CaCO3）と有機物があります。炭ぼ同じためです。すな

中の二酸化炭素濃度（pCO 2）の酸塩の生産は、沿岸におけるサン

わち、当時は「大気へ増加は地球温暖化問題を引き起ゴや外洋域における円石藻（植物の二酸化炭素放出の東京都の江東デルタ地域では、 している傾向が示されてこすのではないかと危惧されていプランクトン）および有孔虫（動物自然の実験場」であますし、人間にとっても必須の元工業用水としての地下水揚水やいます。同様に、東京ます。しかしながら、pCO 2 の増加プランクトン）が担っています。海ったということができ素です。日本は、チリについで世

水溶性天然ガス生産に伴い数ｍの江東デルタ地域では、と地球温暖化との間には、多くのさんは、世界のヨウ素のるためには、地下から鹹水・天然あっても、海岸沿いでは1/3 以上が千葉県から産ガスを採取する必要がありますが、地盤沈下は発生しておら出されていることをご存知でしょう

その結果として、地盤沈下や地表ず、少なくとも最近 5 年か。ヨウ素は、工業原料・医薬品・環境変化が危惧されます。
例えば、間では地盤はやや上昇

殺菌剤等として広く利用されてい皆川 幡 穂 高 教授

海界第二位のヨウ素生産国であり、にもおよぶ地盤沈下が発生し、ゼ地下水の回復に伴うものプロセスが介在しており、両者の水には多量の炭素が炭酸水素イ ます。この放出は 1 万、炭酸イオン（CO32-） 年間継続し、10 万年オン（HCO-3 ）千葉県は日本国内の 85％以上のロメートル地帯が形成されていまと思われる地盤の上昇

定量的な関係については依然としなどの形で溶けています。海水の経過してほぼ元通りに 図 1：炭酸塩殻を作る浮遊性有孔虫 Orbulina Universa

生産量を占める世界的にも重要なす。従って、今後ともヨウ素・天然が認めらます。また、図て議論が多いのが現状です。一pH が下がると化学平衡により炭戻りました。
このことは、ヨウ素生産地です。

ガスを生産していくためには、環２は、本格的な生産が方、二酸化炭素に関して、現在は酸イオンは急速に減少していきま二酸化炭素の放出が 300 年間継ヨウ素 は、千 葉 県 東 部 の境影響への十分な配慮がなされ、起こった後の南九十九あまり注目されていませんが、近いす。その場合、炭酸塩の飽和度が続すれば、それが元に復帰するに九十九里地域を中心とする南関

また、地域社会に受容される持里地域の微地形変化を将来深刻になる地球環境問題が低下し、生物は炭酸塩を作りにく
くはその 10 倍程度の時間がかかる

東ガス田地域の地下に存在する鹹

続的な開発のあり方を考えていく

示したものですが、排あります。それは「海洋酸性化」でなります。炭酸塩の代表的な鉱物ことを示唆しています。

（かん）水と呼ばれる塩濃度の高必要があります。

水不良を起こす可能性す。産業革命以前の pCO 2 は約の一つであるアラレ石に関して、今さて、この 5,500 万年前の時は（Spero,1998）。写真の横は 2mm。

い地下水中に濃集しており、鹹水私たちは、資源開発や廃棄物が高いと想定される凹280ppm（ppm は100万分の1）で、世紀末、2100 年までに南極海とP/E（暁新世 / 始新世）境界と呼を揚水・処理することにより生産さ処分といった地圏（地下）利用に地の分布は、少なくとも現在は 380ppm となっています。

北部北太平洋海域では不飽和ばれ、深海底の底棲生物などがれます。また、この地域は、南関よって発生するであろう地盤変動

この 40 年間ぐらいは変これに伴い現在の海水の pH は状態になるとの信憑性が高い予

大量に絶滅したことが知られてい東ガス田と呼ばれていることからを高精度に監視・観測・モデル化化しておらず、また、現在8.11と当時より0.1 程度低くなって測があります（Orr et al., 2005）。

ます。その原因として、無酸素水塊も分かるように、天然ガスを産出するための技術開発、長期にわたと同じような地盤変動がいて、今後さらに低下していくと考冷たい海域でアラレ石殻を作るの出現など幾つかの説が提案さ南極海などの海水は冷たいのする地域でもあります。ここには、る開発に伴う地表環境変化の実継続するとすれば、今後えられています。この理由は二酸代表的なプランクトンには翼足類れてきましたが、定説はありません

で、二酸化炭素は溶けやすくpH

約3,200 億 m もの天然ガスが経態把握とそれに基づく将来予測、50 年間も、凹地面積や化炭素が酸性気体だからです。

があって、この生息環境は極めてでした。メタンは酸素が存在しては下がります。海水の密度は低温

済的に採取できる量として存在し地域に存在する貴重な資源を有

その分布の大きな変化

地球表層で炭素が貯蔵されて厳しい状況になると推定されていいる条件下では、数年以内に二で大きくなるので、南極海の海水3

図 2：炭酸塩殻を作る円石藻
Emiliania huxleyi（田中裕一郎、私信）。写真の横棒は1μm。

は数十% 増加します。ており、貴重な国産エネルギー資効に利用していくための方策につが起きないことが示されいる所は、大気、海洋、陸上生物、ます。翼足類は北部北太平洋で酸化炭素に酸化されてしまいます。

は沈み込み、太平洋の深海水とな源となっています。

いて研究を進めてきています。例ています。

陸上土壌ですが、貯蔵量を簡単の鮭の重要な餌なので、海洋生このことは、メタンが大気あるいはります「海洋酸性化」。
は冷たい海

これらの貴重な資源を開発す

えば、図１は、2003 年から 2008

これらに加え、生産な整数比で表すと1:50:1:2 となり物資源にも打撃を与えると考えら

海水中でも二酸化炭素に変化し、で顕著で、しかも圧力効果で深海年までの 5 年間のに伴う地盤の変形をよります。地球表層の炭素のほとんどれます。

海洋を十分に酸性化できることをでより厳しくなります。現在のスピー

地盤変動量を人工適切にモデル化したシミが海洋に存在しています。約 2 万

さて、今から 5,500 万年前にメタ意味しています。私達は、この絶ドで人類が二酸化炭素の放出を

図 1：合成開口レーダ画像を用いた最近 5 年間の地盤変動状況

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創 成 Vol.13衛星に搭載していュレーション技術の開発

年前の氷期にカナダやスカンジナンハイドレートが大規模に崩壊し滅の主要な要因は「海洋酸性化」

継続すると、今世紀末に南極海でる合成開口レーダや、地場エネルギー資ビアが厚さ1-3km の氷で覆われたことが、地層の解析から推定さであるとの見解に達し、類似の種プランクトンの一部は炭酸塩殻をの計測に基づき示源の地産地消のあり方

pCO 2 は約180ppmていた時には、れています。
メタンは二酸化炭素よを用いた飼育実験で検証を行っ作れなくなり、絶滅すると考えられしたものですが、ヨについても研究を行ってで、海洋での二酸化炭素の貯蔵もりも温室効果が数倍高いので、こています。炭酸塩の溶解には、低ます。さらに、深海に沈んだ酸性ウ素・天然ガスを生きています。私たちの行ってきていと考えています。その成果は、大きく異なっていたことが1990 年の時に地球表層は急速に温暖化

温での二酸化炭素の溶解促進が化した海水も、海底の底棲生物の産している九十九里いるこれらの研究成果に加え、地今後も大規模な地下空間開発や代から明らかにされつつあります。

しました。現在この環境に非常に重要ですが、さらに圧力効果も極環境を大きく変化させ、5,500 万地域では地盤沈下域社会を構成する方々とのコミュニ

地下水を含む地下資源開発が行温度（水温）に関係する熱エネル注目が集まっています。というのは、めて大きな働きをしています。海洋

年前に起こったのとほぼ同じ絶滅が 起こっている様

ケーションを通じ、地域に貢献すわれるであろう東南アジアの大都

ギ－輸送も含めて、地球環境の重ハイドレートの崩壊により環境にでは10mごとに1 気圧増加するの現象が、まず南極海でおこり、深子が認められます。

る地圏利用像を千葉県のフィール市域等でも適用可能なものになる

心は海洋、それも外洋域だといっ暴露された毎年の炭素放出量が、で、平均海底深度 3800m である

海を北上し、千年かけて北部北太一方、同じ地域でド研究から発信できるようにしたと期待しています。ても過言ではありません。

現在人類活動により放出されていと 380 気圧となり、炭酸塩の溶解平洋に到達すると考えられます。

図 2：南九十九里地域の微地形変化と凹地の分
布面積の変遷創 成 Vol.13

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