世界中の湖が酸素を失っている

酸素は、魚から動物プランクトンまで、水中の生物を含む地球上の複雑な生命にとって重要な要素です。しかし、ネイチャー誌に掲載された新しい研究によると、世界中の湖で酸素濃度が低下しており、その水域に生息する生物（そして私たち人間も）にとって憂慮すべき影響があるとのこと。

「本格的な監視が行われるようになったのは、実はここ数十年になってからです」と、レンセラー工科大学の生物学教授で論文の主任著者であるケビン・ローズ氏は言う。「そして今、私たちは物語を語れるだけの十分なデータを持っているのです」

国際的な研究チームが、ニューヨーク州のジョージ湖からウィスコンシン州のトラウト・ボグまで米国全土の湖や貯水池、さらにカナダ、日本、スウェーデンなど他の温帯諸国の湖から収集したデータを分析した。分析対象となったのはおよそ 400 の湖で、いずれも溶存酸素 (水中の酸素) と温度に関する 15 年以上のデータがある。

「湖は環境変化の指標、あるいは『番人』です」と、レンセラー工科大学で最近博士号を取得した筆頭著者のスティーブン・ジェーン氏は声明で述べた。「私たちは、これらの不釣り合いに生物多様性に富んだシステムが急速に変化していることを発見しました。これは、進行中の大気の変化がすでに生態系にどの程度影響を及ぼしているかを示しています。」

大きな水域では、水が層に分かれることがある。これを「成層化」という。表面水が太陽放射と気温で温まると、温かい水は下層の水よりも密度が低くなり、上層と下層ができる。科学者らは分析で表面水と深層水を分け、1980年から2017年の間に両方の酸素レベルが低下したことを確認した。表面水の酸素は5.5％減少し、深層水では約19％減少した。これは海洋のおよそ3～9倍の速度だ。

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ローズ氏によると、表層水の場合、酸素濃度の低下は主に、水温が上昇すると水中の酸素含有量が減少するという事実によって説明できる。しかし、より低温の環境を必要とする多くの動物（マスなどの冷水魚など）が避難する深海の場合、水温は時間の経過とともにほぼ一定に保たれている。「しかし、それにもかかわらず、酸素濃度は依然として低下しています。」研究者によると、主な要因はおそらく、水の成層化が強まり、酸素が水の底層に浸透する能力が低下することにあるという。

「時間の経過とともに表面水温が上昇すると、密度は低下します」とローズ氏は説明する。「水柱内の層間の密度差が大きいほど、大気中の酸素が深海に混ざりにくくなります」。つまり、水温が技術的に理想的な状態を保っていたとしても、冷たい水に依存する動物は、十分な酸素がないため、最終的にはその水域で生き残れなくなる可能性があるということだ。

すべての表層水が減少を経験したわけではない。湖のほぼ 4 分の 1 では、気温が上昇したにもかかわらず、表層水の酸素が増加した。しかし、これは必ずしも良いニュースでもない。「気温の上昇が藻類、特にシアノバクテリアの繁殖を促したと考えられます」とローズ氏は言う。その結果、人や野生生物に有毒な有害な藻類の大量発生が起こる可能性がある。これらの有害な大量発生は、表面の酸素レベルを上昇させる可能性がある。

「これは非常に重要な論文だと思います」と、カナダのヨーク大学の生物学准教授サプナ・シャルマ氏はポピュラーサイエンス誌への電子メールで述べた。「多くの温帯湖沼の水柱全体で、酸素レベルが長年にわたって低下していることが示されています」。特に深海は淡水魚や昆虫にとって非常に重要であるとシャルマ氏は指摘した。

これは決して心強い傾向ではないが、「数年後にはどこにでも魚のいない湖ができるというわけではない」とローズ氏は言う。湖はすべて同じではないので、世界中のより多くの湖からの追加データが必要である。また、世界規模での排出量削減から湖の地域管理の改善まで、酸素の減少を食い止めるためにできることはたくさんある。

それでもローズ氏は、「水生生態系における酸素の減少は、生物多様性の将来、これらのシステムで起こる化学反応、そして将来的に水質が低下する可能性に対する全体的な傾向にとって憂慮すべき要因です」と語る。