南極の氷が溶けることで南大洋にさらに多くのメルクリーが放出される可能性があると研究結果

南極大陸は、長らく地球上で最も遠隔で原始的な地域の一つと見なされてきたが、気候変動によって氷の融解が加速するにつれ、南極海へ水銀をより多く放出している可能性があることが、新たに南極大陸の変化する水銀循環を調べた研究で示された。

数十年にわたり、南極の極めて低温の環境は、世界の他の地域から運ばれてきた汚染物質の巨大な貯蔵庫として機能してきた。大気循環および海洋循環は、水銀を含む汚染物質を長距離輸送し、やがてそれらが氷、雪、土壌、海洋堆積物に沈着・蓄積される。

しかし、地球温暖化が進み南極の氷が後退し続けるにつれて、こうした歴史的に蓄積された汚染物質の一部が再び移動可能となり、周辺海域へ放出される可能性がある。

これらの結果は、気候変動が水銀の地球規模の移動をどのように変えうるかについて懸念を引き起こす。水銀は有毒な重金属であり、海洋生態系に蓄積し、最終的には人間の食物連鎖に入る可能性がある。

産業革命以降、水銀の蓄積は増加している

北京大学の研究者らは、特に急速な環境変化が進んでいる地域の一つである南極半島周辺の大陸棚から16個の堆積物試料を採取し、分析した。

化学分析により、堆積物中の水銀蓄積速度は産業革命の آغاز以来およそ160%増加しており、とくに1950年代頃以降に顕著な加速が見られたことが示された。

この結果は、過去の人為起源の水銀排出と南極環境の変化の両方が、地域全体で沈着・再分配される水銀量に影響していることを示唆している。

世界の他地域で放出された水銀は、石炭燃焼や採鉱などの活動を含め、大気中を長距離移動し、最終的に極域環境に到達する。

一度沈着すると、水銀は雪、氷、土壌、海洋環境中に長期間貯蔵されうる。

しかし、気候変動はこの過程を変化させている。

氷河融解により海洋への水銀放出が増加している可能性がある

研究者らはコンピュータモデルを用いて地球規模の水銀循環を調べ、南極海洋堆積物中の水銀に対して各供給源がどの程度寄与しているかを推定した。

その分析は、氷河から海洋へ放出される水銀が産業革命の آغاز以来最大で550%増加したことを示唆した。

研究者らは、南極半島周辺の海洋堆積物で検出された水銀の約56%は、大気沈着に直接由来すると推定した。

残りは、氷河融解水、風化、そして大陸の氷・土壌・堆積物の侵食などの過程に関連している可能性が高い。

気温上昇に伴い、氷河の融解と侵食の増加は、数十年あるいはそれ以上にわたり閉じ込められていた汚染物質を再び移動可能にする。

したがって、大気・海洋・氷・陸地の相互作用の変化は、南極環境における水銀の移動を加速させる可能性がある。

気候変動は地球規模の水銀循環を変えうる

今回の結果は、気候変動の重要である一方しばしば見過ごされる影響を示している。すなわち、温暖化は気温、海面、生態系だけでなく、汚染物質の移動にも影響を及ぼすということである。

人間活動によって排出された水銀は、遠隔環境に到達する前に世界規模で循環しうる。

歴史的に、極域の氷や凍結土壌は、この汚染の一部を貯蔵できる貯蔵庫として機能してきた。これらの凍結環境が変化すると、過去に沈着した水銀が再移動する可能性がある。

科学者がレガシー汚染問題と呼ぶことがあるのはこのためである。現在の排出が削減されても、数十年前に放出された汚染物質は環境中を循環し続ける可能性がある。

研究者らは、気候変動により、現在の排出量を減らすだけでは地球規模の水銀汚染を制御することがより複雑になる可能性があると述べている。

有毒なメチル水銀は海洋食物連鎖に入りうる

最大の懸念の一つは、環境中の水銀がメチル水銀、すなわちこの金属の極めて毒性の高い有機形態へ変換される場合に生じる。

特定の微生物は、適切な環境条件下で水銀をメチル水銀に変換できる。

一度生成されると、メチル水銀は小型の海洋生物に吸収され、食物網を通じて段階的に蓄積していく。この過程は生物蓄積および生物濃縮として知られている。

汚染は微生物やプランクトンからオキアミや魚へ、そして最終的には海鳥や海洋哺乳類へと移行しうる。

人間も、主として汚染された魚介類の摂取を通じてメチル水銀に曝露されうる。

これまでの研究では、南極の海洋環境に関連する微生物が水銀の変換に寄与しうることが示されており、南極海へ放出された水銀が生物学的に利用可能となる可能性が強調されている。

水銀曝露は神経系に損傷を与えうる

メチル水銀が特に懸念されるのは、神経系への影響のためである。

十分に高い曝露レベルでは、野生生物の神経機能、発達、行動、生殖に干渉する可能性がある。

この問題は人間の健康にも関係する。水銀は世界保健機関（WHO）により、主要な公衆衛生上の懸念化学物質の一つとして認識されている。

水銀への曝露は神経系、消化器系、免疫系に影響を与えうるほか、特定の形態は肺、腎臓、皮膚、眼にも損傷を与える可能性がある。胎児および幼児は、メチル水銀曝露による神経学的影響に特に脆弱である。

他の寒冷地域でも同様の変化が現れている

この現象は南極に限られない。

科学者らは、他の寒冷地域、とくに北極で同様の過程を観測しており、永久凍土の融解により、凍結した土壌中に閉じ込められていた水銀やその他の汚染物質が放出されうる。

他地域での環境変化も、汚染物質の移動を変える可能性がある。

たとえば米国北東部では、より激しい嵐や侵食が、流域や生態系を通じた水銀やその他の汚染物質の輸送に影響を及ぼしうる。

これらの観察を総合すると、気候変動は世界の複数の地域にわたって水銀循環を再形成している可能性がある。

排出削減は依然として重要だが、過去の水銀は残存しうる

今回の結果は、水銀汚染を減らすための世界的な取り組みにとって長期的な課題を示している。

石炭燃焼、採鉱、産業活動などの発生源からの新たな排出を減らすことは、将来の汚染を抑えるうえで重要な戦略である。

しかし、すでに氷河、凍結土壌、その他の環境貯蔵庫に沈着した水銀は、過去の汚染の遺産を表している。

地球温暖化が氷を融かし、凍結環境を変え続けるにつれて、新たな人為起源排出が減少したとしても、これらに蓄積された水銀の一部は海洋や生態系へ放出され続ける可能性がある。

これは、現在の排出量が減少した直後に環境中の水銀濃度が改善するとは限らないことを意味する。

したがって、南極での知見は、気候変動、環境汚染、海洋生態系、人間の健康の間のより広範な関係を浮き彫りにしている。

地球が温暖化するにつれ、科学者らは、世界の凍結地域から何が失われているかだけでなく、長期間蓄積されてきた物質が何であり、それが環境へ再び放出されうるのかについても、ますます注目している。

 

出典：

Eos.

sciencealert