海洋の温暖化が海洋生息地を変化させる – 数千種の影響を探る研究
毎年、人間の活動によって数十億トンの温室効果ガスが大気中に放出されています。これらのガスは太陽からの熱を閉じ込め、地球を本来よりも温暖にしています。温室効果ガスによる余分な熱の90%以上が海洋に吸収され、海洋の温度を驚くほど高いレベルに引き上げています。ある推定によれば、産業革命が始まってから250年以上の間に、海洋は1.5°C以上温暖化しているとされています。
海洋生物は温暖化に特に敏感です。これは部分的に、彼らが持つ「熱的安全マージン」が狭いからです。これは、環境温度と生物が害を受けずに耐えられる最大温度の差を指します。
熱的安全マージンが狭いということは、温度が上昇し始めると海洋生物に損害を与えるまでの余地がほとんどないことを意味します。さらに悪いことに、海洋生物は高温を避けるための選択肢が限られています。一つの選択肢は、より深い場所に移動することですが、これは常に可能ではありません。
地球がさらに温暖化するにつれて、数千種の海洋生物が潜在的に危険な条件にさらされることになります。これは彼らの生存と繁殖能力に影響を与え、個体数の減少、さらには地域的な絶滅に至る可能性があります。
同時に、温暖化した海洋は、以前は寒すぎて生息できなかった地域に一部の種が定着することを可能にするかもしれません。これは「熱的機会」として知られています。
海洋生物が新しい熱的機会の場所に移動し始めると、魚の資源が存在する場所と漁業コミュニティが基盤を置く場所との間に不一致が生じる可能性があります。これは地域経済や人々の食料供給に影響を与える可能性があります。
私たちは、気候変動が種、生態系、人々にどのように影響するかを理解することに焦点を当てた科学者です。生態学的予測と海洋生態学の専門家のチームと共に、21,000種の海洋生物に対する温暖化した海の影響を調査しました。私たちは、種の分布データと将来の気候予測を統合したモデルを構築し、熱的機会の出現と温暖化水への曝露の危険性の2つの側面を検討しました。
これらの新しい熱的機会と脅威がいつ出現するのかを知りたかったのです。出現は徐々に進行するのか？どのくらい続くのか？
私たちは、熱的機会はより早く、より徐々に出現すると予想される一方で、高温への曝露による脅威は後になってから、しかしはるかに急激に到来することを発見しました。どこでいつ機会が出現するかを理解することは、海洋生態系と人間にとって重要なサービスを保護するための保全努力を導くのに役立ちます。
21,000種の海洋生物が向かう先
私たちはまた、2100年までの海面温度の年間予測を分析し、気候変動に関する政府間パネル（IPCC）の最新評価報告書で使用されたのと同じデータセットを使用しました。温室効果ガス排出の低、中、高レベルに基づく3つの気候シナリオを海洋について検討しました。
また、どの種が潜在的に有害な温度にさらされるのか、そしてそれがいつ起こるのかを評価しました。
私たちの研究は、気候変動による海洋温度の変化が、主に温帯および極地地域で数百種の海洋生物が新しい生息地を植民地化するための熱的機会をすでに作り出していることを示しています。これらの機会は、温室効果ガスの排出が急速に削減されたとしても、2050年までに数千種の生物にとって増加し続けるでしょう。
もし2050年以降に安全でない温度への曝露が加速し、特にパリ協定で定められたように地球温暖化を2°C以下に抑えることに失敗した場合、私たちの予測は熱帯生態系が最も影響を受けることを示しています。
私たちは当初、熱的機会が長く続かないと予想していましたが、特に温度が急速に上昇すると予測される場所では。しかし、私たちの発見は、温暖化の速度に関係なく、機会は開かれたままである傾向があることを示しています（少なくとも世紀末まで）。これは、条件が好ましいままであれば、種がこれらの新しい適した生息地に移動できる可能性があることを示唆しています。
例えば、温暖化する海で苦しんでいる魚の種を想像してください。近くの涼しい地域がその種に適している場合、条件が好ましいままであれば、数十年後でもその魚はそこに移動できるかもしれません。これは、気候が変化するにつれて種が生息地を移すことができる可能性を高めます。
一部の種にとって、熱的機会は、現在の生息地の外で繁栄できる場所を提供することによって、個体数の減少や絶滅を防ぐのに役立つかもしれません。
これらの種が地域経済や食料安全保障にとっても重要である場合、これらの変化は人間にも利益をもたらす可能性があります。
ネガティブな側面
新しい種の到来は、新しい捕食者、競争相手、または病気を導入することによって、地域の生態系に害を与える可能性があります。これらは在来種を脅かし、生態系のバランスを乱す可能性があります。
安全でない温度への曝露が少ない地域でも、新しい種の到来は生態系を混乱させ、課題を生む可能性があります。急速に温暖化していない海域では、新しい種の到来がそこにすでに生息している種を混乱させる可能性があります。
解決策
私たちの発見は、気候変動が海洋の生態学的コミュニティを再構築することを示唆しています。しかし、海洋温度の上昇によって危険にさらされる種の数を減らすことはまだ可能です。
私たちのモデルは、地球温暖化を2°C以下に抑えることで、2100年までに生息地を変える必要があるかもしれない種の数を半減させることができることを示しています。
また、安全でない温度にさらされる種の数を100分の1に減らすことができます。
一方、制御されていない気候変動は、熱的曝露と機会による生態学的混乱のリスクを大幅に増加させ、潜在的に5分の3に影響を与える可能性があります。
私たちが避けることができる温暖化の度合いの一部が重要です。
【用語解説】
– 熱的安全マージン：生物が害を受けずに耐えられる最大温度と環境温度の差。
– 熱的機会：温暖化により、以前は寒すぎて生息できなかった地域に生物が定着できるようになること。
– パリ協定：気候変動に関する国際的な協定で、地球温暖化を2°C以下に抑えることを目指しています。