地球の大気中の細菌が雲の形成と気候に影響を与える可能性がある

膨大な数の微生物が、地球表面から4～6マイル上空の対流圏上部に生息している。対流圏上部は、せいぜい生命にとってかなり劣悪な場所とされる大気圏である。新たな研究によると、微生物はこうした高度で生息し、地球温暖化の一因となっている炭素化合物を餌にしているのかもしれないし、あるいは気流によってそこまで運ばれてきたのかもしれない。

科学者たちは、雲がどのようにそこにたどり着いたのかまだわかっていないが、微生物がたくさんいること、そして種類もたくさんあることはわかっている。「これらの生物にとって、おそらく環境はそれほど過酷ではないのかもしれません」とジョージア工科大学の土木環境工学助教授コスタス・コンスタンティニディス氏は説明する。「雲の中に活発な生命や成長があっても驚きませんが、現時点では断言できません。」

このバクテリアは、ハリケーンがどのように形成され成長するかを調査するNASAの「発生と急速な激化過程」実験（GRIP）の一環として、多数の飛行で採取された空気サンプルから採取された。科学者らは、ミッションにグローバルホーク無人機と改造されたWB-57爆撃機を同行し、改造されたDC-8に乗って飛行し、2010年の大型ハリケーン「アール」と「カール」の発生前、発生中、発生後に、曇り空と雲のない空の空気サンプルを採取した。空気フィルターで大気サンプルを採取したが、その中には塵粒子や明らかに多くの微生物が含まれていた。

ジョージア工科大学の研究者らは、遺伝子配列解析技術を用いてサンプルを分析し、17 種類の細菌種を発見した。彼らの研究結果によると、上層大気中の微粒子の平均 20% は生きた細菌細胞である。大気中の細菌数は菌類をはるかに上回っており、空気中の虫は地表の虫の種類を反映しているようだ。飛行機が海上を飛行した際、フィルターが海洋細菌を捕らえ、陸地を飛行した際に陸生微生物が見つかった。研究者らによると、細菌は海塩や塵を空気中に放出するのと同じプロセスを通じて、このような高高度まで到達する可能性が高いという。

一部のバクテリアは大気中に存在する炭素化合物を利用しており、長期的にはそこで生き延びることができるかもしれない。しかし、特に興味深いのは、微生物が天候に及ぼす可能性のある影響だ。雲は、通常は塵や塩の粒である核の周囲に凝縮した液体または凍結した水滴の集まりである。しかし、核はバクテリアから作られることもある。研究者によると、ある種のバクテリアは氷水滴の形成や凍結を促進する。つまり、空気中の微生物は、誰もが考えていた以上に雲の形成に重要なのかもしれない。

この微生物について記述した論文は、今週、米国科学アカデミー紀要に掲載される予定だ。