A Threefold Increase in Observed Summertime Atmospheric Dimethyl Sulfide over the Austral Southern Ocean
ケナウック・ケープグリムにおける新たな大気観測により、1993–96年から2023–26年にかけて、アウストラル南大洋における夏季のジメチルスルフィドが3倍に増加したことが明らかになり、これは、変化する海洋硫黄放出量と大気プロセスが、変化する気候の下で地域の硫黄循環を著しく再形成していることを示している。
原論文は CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) でライセンスされています。 これは以下の論文のAI生成解説です。著者が執筆または承認したものではありません。技術的な正確性については原論文を参照してください。 免責事項の全文を読む
南大洋の上空は空っぽではありません。そこは、微小な海洋植物によって放出される、硫黄化合物の微かな、目に見えない霧で満たされています。日光の当たる表層水に漂うこれらの植物は、ジメチルスルフィドと呼ばれるガスを生成します。このガスが大気中に放出されると、日光と化学反応によって、硫酸塩エアロゾルの微粒子へと変化します。これらの粒子は雲の滴の種（核）として機能し、雲がどれだけの太陽光を宇宙へと反射するかという点に影響を与えます。南大洋は非常に遠隔で広大なため、地球の自然な冷却システムにおいて極めて大きな役割を果たしていますが、科学者たちはこれらの自然な排出量が時間の経過とともにどのように変化するかを追跡することに苦慮してきました。海洋がこのガスをより多く放出しているのか、あるいは少なくしているのかを理解することは、将来の気候変動を予測する上で極めて重要です。なぜなら、これらの自然なプロセスは、人間の活動による汚染物質と相互作用して地球の温度を形作っているからです。
数十年にわたり、タスマニアの風吹きすさぶ断崖にある観測所が、この遠隔地の空気を見守る番兵としての役割を果たしてきました。ケナウック・ケープグリムとして知られるこの観測所は、卓越風が南大洋から直接吹き込み、陸地に触れることなく数千キロメートルを旅してきた空気が運ばれてくる場所に位置しています。研究者たちは最近、2023年から2026年の間に採取された新しい測定値と、1990年代の歴史的な記録を比較しました。彼らは驚くべき変化を発見しました。夏季の空気中のジメチルスルフィドの濃度が3倍に増加していたのです。2020年代にステーションに到達した空気は、1990年代の空気と比較して、夏季におけるこのガスの量が3倍も多かったのです。これは単なる軽微な変動ではなく、大気のベースラインにおける実質的な変化であり、海洋の生物学的なエンジンが30年前とは異なって稼働していることを示唆しています。
CSIROおよび国際的なパートナーシップによる科学者チームは、この急増に対するいくつかの一般的な説明を排除しました。彼らは、風向きが変わり、より生産性の高い海域からの空気が運ばれてきたのではないかと考えましたが、空気塊は両方の時代において同様の経路を辿っていました。また、ガスを分解する通常の化学的な「シンク（吸収源）」が弱まったために、ガスが単に長く滞留しているのではないかとも検討しましたが、データにはそのような減速の証拠は見られませんでした。さらに、空気が停滞してガスが地表付近に閉じ込められているのではないかとも調べましたが、風速や大気の混合状態は一貫していました。研究者たちの結論によれば、最も可能性の高い原因は、海洋自体がより多くのガスを生成していることです。この増加は、海洋の上層部の変化、具体的には水の混合の深さや、放出の責任を負う植物プランクトンにどれだけの太陽光が届くかに関連しているようです。
ジメチルスルフィドと並んで、研究者たちはメタンチオールと呼ばれる関連化合物も測定しましたが、これは1990年代には追跡されていなかったものです。彼らは、海洋生命が最も活発になる春や夏にかけて、メタンチオールのレベルがジメチルスルフィドと連動して上昇していることを見出しました。この同時発生は、海洋における硫黄生成のプロセス全体が激化していることを示唆しています。しかし、チームが最終生成物である硫酸塩エアロゾル粒子に目を向けたとき、驚くべき展開がありました。ガス前駆体の劇的な増加にもかかわらず、空気中の硫酸塩エアロゾルの総量は比例して増加していなかったのです。実際、これらの粒子の季節パターンはより鮮明になっています。人間由来の船舶や産業による汚染が減少したため、冬季の背景レベルは低下しましたが、夏季のピークは自然放出の急増により、横ばいか、あるいはわずかに上昇しています。
このガスと結果としての粒子の間の乖愁（かいじゅう）は、大気が以前とは異なる方法で硫黄を処理していることを示唆しています。余分なガスが、単純な方法で余分な粒子へと変わっているわけではないのです。研究者たちは、化学的な経路がより複雑になっている可能性があり、それはおそらく自然由来の硫黄源と人間由来の硫黄源とのバランスの変化に影響されていると考えています。これらの知見は、南大洋の自然な気候エンジンが静的なものではなく、変化する環境に応じてシフトしていることを浮き彫りにしています。海洋が温暖化し、その化学組成が進化するにつれて、放出される硫黄の量も変化しており、それがひいては南半球を覆う雲を変化させているのです。これらの観察結果は、中緯度の南大洋におけるこの重要なガスの3倍の増加を示す最初の直接的な証拠であり、地球の気候システムが現代の世界に対してどのように適応しているかを理解するための新たなパズルの一片を提供しています。
自分の分野の論文に埋もれていませんか？
研究キーワードに一致する最新の論文のダイジェストを毎日受け取りましょう——技術要約付き、あなたの言語で。