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海洋が吸収するCO2はこれまで考えられていたよりもはるかに少ない

回転重力機械と顕微鏡を使用して海洋で行われた調査遠征により、地球の海洋は研究者が長い間考えていたほど多くの炭素を吸収していない可能性があることが判明した。 海洋は二酸化炭素を吸収することにより、世界の二酸化炭素排出量の約 26 パーセントを吸収すると考えられています2 大気から遮断し、閉じ込めます。このシステムでは、CO2 海に入り、植物プランクトンや他の生物がその約70パーセントを消費します。これらの生物が最終的に死ぬと、その柔らかく小さな構造は水中の降雪のように海の底に沈みます。 この「マリンスノー」は海洋表面から炭素を引き離し、何千年もの間深層に隔離するため、表層水はより多くの二酸化炭素を取り出すことができます。2 空から。これは地球上で最高の天然炭素除去システムの 1 つです。大気中の二酸化炭素を維持するのに非常に効果的です2 多くの研究グループが地球工学技術を使ってプロセスを強化しようとしていることが、このレベルで抑制されています。しかし、10月11日に発表された新しい研究は、 科学、 研究者らは、沈下粒子が研究者が考えていたほど早く海底に落ちないことを発見した。研究著者らは、マリンスノーの本来の環境をシミュレートした特注の重力機械を使用して、粒子がパラシュートのように機能する粘液の尾を生成し、降下にブレーキをかけ、場合によっては停止させることを観察した。物理的な抗力により、炭素は深海に安全に隔離されず、上部水圏に残留します。その後、生物は海洋の雪の粒子を消費し、その炭素を呼吸して海に戻すことができます。最終的に、これは海洋の減少速度を妨げ、追加の二酸化炭素を隔離します。2 空から。影響は厳しい：二酸化炭素の量に関する科学者の最良の推定値2 地球の海洋隔離は遠く離れたところにあるかもしれない。 「これらの海洋の雪の尾を含めなければ、およそ数百ギガトンの不一致があると言えます」とスタンフォード大学の生物工学者で論文著者の一人であるマヌ・プラカシュ氏は言う。この研究は、スタンフォード大学、ニュージャージー州のラトガース大学、マサチューセッツ州のウッズホール海洋研究所の研究者らによって行われた。海洋の二酸化炭素吸収量が減少2 予想以上研究者たちは長年にわたり、海洋炭素隔離を推定するための数値モデルを開発してきました。これらのモデルは、マリンスノーの沈下速度が遅いことに合わせて調整する必要がある、とプラカシュ氏は言う。この調査結果は、新興の海洋炭素地球工学分野の新興企業にも影響を与える。これらの企業は、海洋のアルカリ度強化などの技術を利用して、炭素を隔離する海洋の能力を強化しています。彼らの成功は、数値モデルを使用して投資家や一般の人々に彼らの手法が機能することを証明できるかどうかに部分的にかかっています。しかし、彼らの推定値は、彼らが使用するモデルと科学界の信頼度に左右されます。「これらの海洋雪の尾部を含まない場合、およそ数百ギガトンの不一致があると言えます。」 —マヌ・プラカシュ、スタンフォード大学スタンフォード大学の研究者らは、メイン州沖の遠征中にこの発見を行った。そこで彼らは、水深80メートルのボートから罠を吊り下げて海洋サンプルを収集しました。サンプルを引き上げた後、研究者らは船に乗ったままホイール型の機械と顕微鏡を使って内容を迅速に分析した。研究者らは、実際よりも長い距離にわたって海水中を降るマリンスノーをシミュレートする糸車を備えた顕微鏡を構築した。プラカシュ研究所/スタンフォード この装置は、生物の長距離にわたる垂直移動をシミュレートします。サンプルはビンテージのフィルム リールとほぼ同じサイズのホイールに入れられます。ホイールは常に回転し、浮遊した海洋雪の粒子を沈めながら、カメラがその動きをすべて捉えます。この装置は温度、光、圧力を調整して海洋条件をエミュレートします。計算ツールは沈下粒子の周囲の流れを評価し、カスタム ソフトウェアは船の振動からデータ内のノイズを除去します。船の傾きと横揺れに対応するために、研究者らはデバイスを 2 軸ジンバルに取り付けました。 海洋降雪の速度が遅いと炭素隔離が減少するこの設定により、研究チームは、沈むマリンスノーが粘弾性透明エキソポリマーでできた目に見えないハロー状の彗星の尾、つまり粘液のようなパラシュートを生成することを観察した。彼らは、ホイール内の海水サンプルに小さなビーズを加え、マリンスノーの周りを流れる様子を分析することで、目に見えない尾部を発見しました。スタンフォード大学の生物工学博士研究員ラーフル・チャジワ氏は、「ビーズが、沈む粒子の背後にある目に見えない何かに引っかかっていることがわかりました」と語る。 尾部は抗力と浮力をもたらし、マリンスノーが上部で過ごす時間を2倍にします。研究者らは、海から100メートルの距離にあると結論付けた。 「これは私たちが従うべき堆積の法則です」とプラカシュ氏は言い、その結果を気候モデルに取り入れたいと考えている。この研究は、炭素輸出、つまり二酸化炭素を輸送するプロセスをモデル化するのに役立つ可能性が高い2 この研究には関与していないオーストラリアのタスマニア大学の海洋生化学者、レナート・バック氏は、大気から深海までさまざまな研究が行われていると語る。 「彼らが開発した方法論は非常に刺激的であり、この研究分野に新しい方法が入ってくるのを見るのは素晴らしいことです」と彼は言います。 しかしバッハ氏は、結果を過度に推定しないよう警告している。 「現時点で我々が知っている炭素輸出に関する数字がこの研究によって変わるとは思わない」と彼は言う。なぜなら、これらの数字は、知らず知らずのうちに粘液尾部の影響を含んでいたであろう経験的手法から導き出されたものだからだ。マリンスノーは沈下する際に粘液の「パラシュート」によって減速する可能性があり、地球規模の海洋が炭素を深層に隔離できる速度が低下する可能性がある。プラカシュ研究所/スタンフォードプラカシュ氏と彼のチームは、数十メートル移動できる人間の寄生虫の研究を行っているときに、この顕微鏡のアイデアを思いついた。 「高さ 5 ～ 10 メートルの顕微鏡を作っていたのですが、ある日、マダガスカルへの旅行の準備をしているときに、『なるほど』と思った瞬間がありました」とプラカシュ氏は言います。 「私はこう思いました。なぜこれほど多くのチューブを詰め込むのですか？これらのチューブの両端が接続されたらどうなるでしょうか?」研究グループは、直線状のチューブを閉じた円形の流路に変えました。これは、微細な粒子を観察するためのハムスター回しのようなアプローチです。 5回の海上遠征を経て、チームは海洋サンプルに対応するために顕微鏡の設計と流体力学をさらに改良し、しばしばボートに乗りながらエンジニアリングに取り組み、洪水や公海に合わせて調整した。 研究チームは、マリンスノーの堆積物理学に加えて、気候や炭素循環モデルに影響を与える可能性のある他のプランクトンについても研究している。プラカシュ氏によると、北カリフォルニア沖での最近の遠征で、同グループはマリンスノーを岩のように沈めるシリカバラストを備えたセルを発見したという。この狡猾な重力機械は、プラカシュ氏の数多くの倹約発明のうちの…