気候変動でベーリング海の植物プランクトンの優占種交代の可能性 -JAMSTEC
成果は、JAMSTEC 地球環境変動領域の原田尚美チームリーダーらの研究グループによるもの。
ベーリング海は北太平洋と北極海をつなぐ縁辺海であり、サケやカニの好漁場として知られ、日本のみならず、米国、カナダでは、魚資源の多くをベーリング海に頼っている。
この海の豊富な水産資源は、植物プランクトンで二酸化ケイ素(SiO2)の殻を持つ「珪藻」が優占種として食物網の底辺を支えることで成り立っているとされてきた。
ところが、1997年に、海の色を可視波長域で観測するセンサ「SeaWiFS(シーウイフス)」を搭載した衛星の運用が開始されて以来、別の植物プランクトンの「円石藻」(画像1)のブルームがベーリング海で観測されるようになり、年によっては数カ月の長期間にわたって円石藻ブルームが持続することがわかってきた(画像2(b))。
画像1は、円石藻ブルームを構成する種「Emiliania huxleyi」の電子顕微鏡写真。
2006年のMR06-04航海で採取されたブルーム海域の海水試料をろ過し、ろ紙上に回収された試料の一部を撮影したものだ。
今回の研究で観測した円石藻のブルーム海域では、植物プランクトン種のほぼすべてがEmiliania huxleyiで構成され、海水1リットル中200〜500万個体存在していた。
白いのは炭酸カルシウムの殻である。
画像2は、(a)の四角の枠で囲った海域が今回の研究の観測海域で、(b)がSeaWiFSによるベーリング海東部陸棚域で観測された円石藻ブルーム(2000年9月)。
赤い領域がブルーム域で、白丸と青丸は堆積物を採取した観測点。
青丸は、今回の研究で分析に用いた試料を採取した地点が示されている。
円石藻は炭酸カルシウムの殻を持ち、亜熱帯域などの貧栄養で光環境の安定した(荒天などによる海洋表層の鉛直混合が起きにくい)海域に多く生息する植物プランクトンだ。
栄養塩に富む荒天海域の代表であるベーリング海では、円石藻ブルームはこれまで報告されていなかった。
このため、ベーリング海が珪藻の海ではなくなってきているのではないかと多くの海洋生態系や水産に携わる研究者を驚かせ、将来の食物網に影響を及ぼすのではないかといった懸念を抱かせることとなり、その原因究明が喫緊の課題となっていたのである。
2006年、海洋地球研究船「みらい」の航海において、円石藻ブルームが観測されるベーリング海東部陸棚域の12地点で海底堆積物を採取。
堆積物中に含まれる放射性同位体「210Pb」(鉛210)と「137Cs」(セシウム137)の鉛直分布を利用して、堆積構造に乱れのほとんどない6地点の堆積物を選び出した。
堆積物の年代を見積もった結果、この6地点の堆積物は最長で過去70年前まで遡ることができる試料であることが判明。
この堆積物から円石藻が特異的に合成するバイオマーカー(有機化合物の長鎖不飽和アルキルケトン)を分析し、その濃度変化から、過去の円石藻のブルーム出現のタイミングを明らかにすることを試みた。
同時に、この海域の優占種である珪藻の現存量にも変化があるかどうかの解析も行われた次第だ。
その結果、円石藻ブルームの出現は、1970年代後半に始まっており(画像3)、円石藻ブルーム出現のタイミングは、1976-77年に北太平洋中高緯度全域で生じた気候の急変動「レジームシフト」(この時期を境にベーリング海を含む北太平洋東部高緯度域は温暖になった)と大きく関わっている可能性が示唆された。
