サイエンス

大規模な森林は予想されているよりも大きな影響を地球の気候に与えているのかもしれない

By Thomas Clark

多くの木々が集まる森に雨が降ると多くの水分が含まれ、雨が去った後には木々や土壌が水蒸気を放出して雲を作ることもあります。そんな森が、地球規模で気候に影響を与えている可能性が議論されています。

How Planting Trees Affects Climate Change - The Atlantic
https://www.theatlantic.com/science/archive/2018/10/how-forests-affect-climate-change/572770/

ワシントン大学のアビゲイル・スワン教授が2000年代半ばに研究者としてのキャリアをスタートした時、スワン氏のように「地球上の植物が地球の気候に大きな影響を与えている」という学説を唱える科学者はごく少数でした。多くの研究者は、気候は雨や大気の動きである風、その他の物理現象によって影響を受けていると考えていたためです。


しかしその後、スワン氏の示す説に賛同する科学者が増えてきている模様。植物には、水や二酸化炭素、その他の物質を地面と大気の間で移動させるという働きがあり、それを強力なコンピューターでシミュレーションすることでスワン氏は植物が地球の気候に影響を与えていることを裏付けてきました。

植物の消滅が気候を大きく変えた例として挙げられるのが、1930年代にアメリカ中西部の平原地帯で多く発生したダストボウルと呼ばれる大規模な砂嵐です。白人が入植するまでは一面の大草原だった平原を農地に変えるため、農民は草を刈って地面を露出させたのですが、これが原因となって土地の乾燥が進んで砂ぼこりが舞い上がるようになり、あげくの果てには砂嵐が多発するようになりました。その影響により、中西部では農業が壊滅的な被害を受け、多くの農家が農業を諦めなければならない状況にまで追い込まれました。


植物の葉には「気孔」と呼ばれる小さな穴が1枚の葉に100万個以上も存在しており、この気孔を通じて植物は二酸化炭素を取り入れて酸素や水蒸気を吐き出しています。一つ一つの気孔は非常に小さいものですが、一説によると、一本の木は一日に数百リットルの水を水蒸気として放出することができると言われています。そのような木が多く集まって森ができ、さらにアマゾンのようなジャングルになると、その働きは非常に大きなものになります。ブラジルの宇宙研究研究所の気候科学者アントニオ・ノブレ氏は、アマゾンの熱帯雨林は1日に約20兆リットルの水を排出すると推測しています。

科学者の間では1970年代後半から、アマゾンの熱帯雨林は自分たちで嵐を作り出していることが知られるようになりました。近年の研究では、南米大陸の降水量の半分以上がジャングル由来のものであるという研究結果も明らかにされています。通常の考え方では「気候が湿潤だから森林が発達する」と考えられますが、Norwegian University of Life Sciencesの環境科学者、ダグラス・シール氏は「それは逆に『森林があるから気候が湿潤になる』のでは」と問いかけています。

By Rômulo Ferreira

スワン氏は2005年にカリフォルニア大学バークレー校に入り、大気科学者のアイネズ・フアン氏と共同で博士研究を行いました。スワン氏とフアン氏は気候モデルを用いたコンピューターシミュレーションを行うことで、森林の変化が気候にどのような影響を及ぼすのかを調査しています。たとえば、北極圏で森林が増加すると北極の気温が1度上昇するという結果が示されているのですが、これは樹木が太陽光を吸収し、温室効果がある水蒸気を放出することがその原因と説明されています。森林が二酸化炭素を吸収するのと同様に、地球からの赤外線を吸収し、温室効果ガスである多くの水蒸気を放出。その後、水蒸気は陸上と海上で氷を溶かし、地面が露出することでより多くの太陽光が吸収されることで気温が上がる、というフィードバックループが形成されるというわけです。

一方で、このアプローチには批判的な見方も示されています。気候モデルを用いたコンピューターシミュレーションはまだ完璧なものではないこと、そしてアメリカ大気研究センターで開発されたCESM(Community Earth System Model:地球システムモデル)に大きく依存している状況がその理由とされています。また、同じ気象データを基に異なる気候モデルでシミュレーションを実施すると、その結果はまったく異なることもよくあるという点も、コンピューターシミュレーションを使った研究の課題点であるといえます。

地球の気候はありとあらゆる要素が全て絡み合い、全球規模で影響を与えあうという極めて複雑な現象です。ある地点で起こった出来事が巡り巡って別の地点に影響を及ぼすというテレコネクションが生み出されている気候の全容解明には、まだまだ時間がかかりそうです。

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in サイエンス, Posted by darkhorse_log