海洋が大気中のCO2を吸収・固定する能力を解明 ～深海へ沈む「マリンスノー」の特性と季節変動がカギ～
海洋研究開発機構
名古屋大学宇宙地球環境研究所の三野 義尚 助教らの研究グループは、海洋研究開発機構との共同研究により、海の中に沈む粒子の窒素同位体比※1 から海洋の基礎生産力※2 の時間変化を復元し、それを用いて生産された有機炭素がどの程度深海に運ばれるか（隔離効率）の季節変動を明らかにしました。
海洋は大気中の二酸化炭素を吸収し、その一部を深海へ運ぶことで気候を安定化させていますが、その効率がどのように季節的に変化するのかは十分に理解されていませんでした。
本研究では、北太平洋の亜寒帯と亜熱帯の2つの海域において、海洋地球研究船「みらい」での調査航海等において、約4年間にわたりセジメントトラップ時系列観測で捕集した沈降粒子※3 サンプルを分析し、深さ500mにおける炭素隔離効率※4 を定量化しました。その結果、亜寒帯では隔離効率がほぼ一定であるのに対し、亜熱帯では季節によって大きく変動することを明らかにしました。さらに、炭酸カルシウムやオパールといった鉱物成分※5 が、沈降粒子の沈降速度や壊れにくさを左右し、炭素フラックスの鉛直減衰※6 を制御するという新しいメカニズムを提案しました。
本研究は、表層生態系の違いが粒子の性質を通じて炭素の運ばれ方を決定することを示しており、海洋による二酸化炭素の吸収・隔離の将来変化をより正確に予測するための重要な手がかりとなることが期待されます。
本研究成果は2026年3月23日(日本時間)付の科学雑誌『Scientific Reports』に掲載されました。
図1. 観測地点K2およびS1における粒子凝集体の化学組成（有機物：OM、オパール：Opal、炭酸カルシウム：CaCO3、陸起源物質：LM）と物理的特性（沈降速度：SV、接着強度：AS）、および炭素隔離効率との季節的関係を示した概念図。
窒素同位体比
自然界に存在する軽い窒素（14N）と重い窒素（15N）の比率を示す指標。物質の起源や、栄養塩の利用割合、食物連鎖の仕組みを調べるために用いられる。
基礎生産力
太陽光が届く表層（有光層）において、植物プランクトンなどの独立栄養生物が光合成によって二酸化炭素から有機物を合成する能力やその量を指す。
沈降粒子
海中を沈降する粒子の総称。プランクトンなどの生物の死骸や排泄物、陸起源物質などが集まってできる。水中をゆらゆらと沈む様子が雪のように見えることから「マリンスノー」とも呼ばれる。通常はセジメントトラップと呼ばれる装置を海中に設置して捕集する。
炭素隔離効率
本研究では、表層で生産された有機炭素のうち、一定の水深（ここでは500m）より深くまで沈降粒子として運ばれる割合を指す。炭素がより深く、かつ多く運ばれるほど、大気からより長い時間にわたり多くの炭素（CO2）が隔離される。
鉱物成分
沈降粒子の有機物以外の成分のうち、主に炭酸カルシウム、生物起源オパール（シリカ）、および陸起源物質を指す。
炭素フラックスの鉛直減衰
有光層より深い海中を粒子が沈む過程で、分解や摂食、破砕などの作用により有機炭素の量が急速に減少する現象。海域ごとの特徴は「マーチンカーブ」と呼ばれる経験式で表されることが多い。
詳細は名古屋大学のサイトをご覧ください。
企画部門 事業推進部 報道室