Expanding seaweed farming poses new risks to the ozone layer

数十年にわたり、世界はオゾン層が回復していく様子を見守ってきました。高度な大気中に存在するこの目に見えない盾は、太陽からの最も有害な紫外線線を吸収することで、地球上の生命を守っています。その回復は、オゾン層を破壊していた特定の工業用化学物質の生産を停止するという、世界的な合意によってもたらされました。現在、地球が気候変動と戦うための新たな方法を模索する中で、海から湧き上がる異なる解決策が登場しています。それは、広大な海藻農場です。これらの水中作物は、空気中から炭素を吸収し、増え続ける人口に食料や資材を提供する能力があるとして称賛されています。しかし、科学者がこの「緑の解決策」を詳しく調査するにつれ、オゾン層の回復によって成し遂げられた進歩を台無しにしかねない、隠れたコストが存在することが判明しました。懸念の中心は、海藻が自然に放出する、極めて短命な微量ガスにあります。これらのガスはすぐに消失しますが、成層圏に到達すると、オゾンを破壊する効率が非常に高いのです。

新しい研究は、この隠れたリスクを鮮明に浮き彫りにし、現在の持続可能性のために提案されている大規模な規模へと海藻養殖を拡大した場合、何が起こるのかを問い直しています。研究者たちは単なる推測ではなく、地球の大気の詳細なコンピュータモデルを構築し、今後数十年間に海藻農場がどれだけのガスを放出する可能性があるかという新しいデータを投入しました。彼らは、将来の3つの異なる経路をテストしました。現在のトレンドに一致する、着実で緩やかな成長、ブルーエコノミーの野心に突き動かされた急速な拡大、そして最大かつ極めて攻撃的な成長シナリオです。結果は衝撃的でした。緩やかな経路の下では、オゾン層の回復は今世紀末までに著しく遅れることになります。より急速な拡大シナリオの下では、被害は深刻かつ迅速になります。最も攻撃的なケースでは、南極上空のオゾン層は、2060年代までに、かつての歴史的な「オゾンホール」よりも悪いレベルまで縮小する可能性があります。かつてのオゾンホールは、極地方に限定された季節的な現象でしたが、この新しい減少は世界中に広がり、一年中持続するものとなります。これにより、より多くの人々や生態系が危険な紫外線にさらされることになります。

物語は海藻そのものから始まります。海藻は単なる受動的な植物ではありません。それはさまざまなガスを生成する「生きた工場」なのです。藻類が強い日光、水温の変化、あるいは小さな海洋生物に食べられるといったストレスを受けると、短寿命のハロゲンを放出します。これらは臭素や塩素を含むガスであり、自然界の海には存在していますが、通常は少量しか放出されません。特にブロモホルムとジブロモメタンという2つのガスは、非常に強力です。これらが成層圏へと漂い上がると、分解されて臭素原子を放出します。たった一つの臭素原子が、数千個のオゾン分子を破壊することができ、まるで小さな、執拗な消しゴムのように機能します。長年、科学者たちは野生の海藻がこれらのガスを放出することを知っていましたが、数十年前に禁止された工業用化学物質と比較すれば、その量はごくわずかでした。問題は、海を大規模な農業景観に変えることが、その均衡を崩してしまうかどうかでした。

これに答えるため、チームは異なる種類の海藻がどれだけのガスを放出するかについてのデータを収集しました。彼らは、多くの種や環境を網羅する数十の研究からの測定値を確認しました。その結果、ガスの放出量は種や環境によって大きく異なることが分かりました。一部の海藻は、他のものよりもはるかに多くのガスを放出します。このデータを用いて、海藻養殖が政策立案者によって現在議論されているペースで成長した場合、どれだけのガスが放出されるかを算出しました。彼らは、過去20年間の傾向である約6パーセントという歴史的な成長率からスタートしました。次に、その成長率が2倍の12パーセントに加速するシナリオを想定し、さらに、海洋が支えられる限界まで押し上げるような、3番目のシナリオとして20パーセントに跳ね上がるケースを想定しました。

研究者たちは、これらの排出量の数値を、海洋、大気、および化学反応の間の複雑な相互作用を模倣する高度な地球システムモデル（強力なコンピュータ・シミュレーション）に組み込みました。彼らは現在から今世紀末までのシミュレーションを実行しました。モデルは、緩やかな成長シナリオであっても、測定可能な影響を与えることを示しました。2090年代後半までに、オゾン層の回復は著しく遅れ、南極のオゾンレベルは損傷前の状態に戻らないことになります。しかし、より急速な成長シナリオは、より暗い絵図を描き出しました。もし養殖が年間12パーセントの割合で拡大すれば、オゾン層は再び減少し始め、2090年代までに過去の最低値を下回ることになります。もし20パーセントの成長率が達成された場合、ダメージは迅速かつ壊滅的なものとなります。モデルによれば、2060年代までに南極上空のオゾン層は、過去最悪の記録を下回ることが示されました。

この発見を特に深刻なものにしているのは、被害の範囲です。歴史的なオゾンホールは、主に南極圏の春に見られる季節的な現象でした。これらの新しい海藻放出による減少は、それとは異なるものです。それは極地方や特定の季節に限定されることはありません。モデルは、オゾン層の希薄化が中緯度地域（数十億人が居住する地域）まで広がり、一年中持続することを示しました。これは、地球表面に到達する紫外線量の著しい増加につながります。研究では、最高成長シナリオの下では、地上に到達する追加の放射線量は、南極のオゾンホールのピーク時に見られたレベルと同等、あるいはそれを上回る可能性があると算出されました。この放射線の増加は、単なるグラフ上の数字ではありません。それは、これまでそのような激しい露出を免れてきた地域における、皮膚がんや白内障のリスク、そして海洋生物や農作物への被害の増大を意味します。

研究者たちは、自分たちの推定値が実際には保守的な側にある可能性があることに注意を払いました。彼らは最も一般的な2つのガス、ブロモホルムとジブロモメタンのみに焦点を当てましたが、海藻はこれら以外のオゾン層破壊ガスも放出します。また、養殖される海藻の種類が現在育てられているものと同様であると仮定しました。しかし、もし産業がより多くのガスを放出することが知られている種へとシフトしたり、あるいは気候変動が海藻にストレスを与えて放出量を増やしたりすれば、問題は予測よりも悪化する可能性があります。さらに、本研究は養殖が特定のゾーンで行われることを前提としていますが、もし養殖が新しい領域へと拡大したり、あるいはAsparagopsisのような高放出種を含むように種構成が変化したりすれば、排出量は急増する可能性があります。

論文は、海藻養殖が気候緩和や食料安全保障において大きな有望性を秘めている一方で、オゾン層に対する深刻で意図しないリスクを伴っていると結論付けています。提案されている拡大の規模は、長年勝ち取ってきたオゾン層の回復を脅かすほどに巨大です。研究は、オゾン層に地球規模の害を及ぼすことなく海藻を養殖できる限界が存在することを示唆しています。もし海藻養殖による排出量が、現在の自然な背景レベルの2倍から3倍を超えれば、オゾン層は再び悪化し始める可能性があります。これは、海藻養殖を止めるべきだという意味ではありませんが、この産業が野放しで成長してはならないということを意味しています。どの種を育てるか、どこに農場を配置するか、そしてどれほどの速さで拡大するかという戦略的な選択が極めて重要になります。研究者たちは、一つの環境危機への解決策が別の危機の原因とならないよう、慎重なモニタリングと先を見越した計画を求めています。海洋の緑の作物は、それらが相互作用する繊細な化学的バランスを明確に理解して管理される場合にのみ、世界を養うことができるのです。