地球の色が変化してきていますが、それは良いことではありません...

数日前、多くのネットユーザーが今年の紅葉は例年よりも遅いと感じているとコメントした。偶然にも、BBCによると、イングランドのサウサンプトンシャーのオークの森は、今年は例年よりも緑が長く残っており、過去に美しい赤や黄色が現れた時期と比べると約2週間遅れているようだ。

多くの研究により、気候変動は葉の変化や落葉の時期だけでなく、葉の色にも影響を与え、私たちが「秋の色」として見ているものも変化させることが確認されています。それだけでなく、最近の論文では、気候変動が地球の色をより大規模に変化させていることが示されています。海洋と南極は驚くべき速度で緑色に変わっています。

秋の色が変わりました

2023年にランドスケープ・エコロジー誌に掲載された論文では、米国の研究者らがリモートセンシングデータと文書記録を組み合わせて、1950年から2021年までのアカディア国立公園の紅葉状況を分析した。その結果、紅葉の見頃は1950年よりも約9日、つまり2週間近く遅くなっていることがわかった。研究者たちは、将来の気候予測に基づき、2060年までにアカディア国立公園で紅葉を見るのに最適な時期はおそらく10月30日から11月2日の間になるだろうと推測しています。

1950年から2021年までの紅葉の見頃（画像出典：原文）

では、落葉時期の変化を引き起こす要因は何でしょうか?研究者たちは、気温と降水量の両方が落葉の時期に影響を与えると考えています。たとえば、1950 年以降、アカディア国立公園の平均最低気温と最高気温は 1°C 以上上昇しています。暖かい夜の数は年間平均 26 日増加し、暖かい日の数は年間平均 17 日増加しました。「集中豪雨」の日数は年間平均4日増加しました。これらはすべて、落葉の遅れに関係している可能性があります。同様に、2022年に「ネイチャー・クライメート・チェンジ」誌に発表された研究でも、気候変動が降雨量の増加ではなく干ばつをもたらす場合、葉の早期老化につながる可能性があることが示されています。

2023年にサイエンス誌に掲載された別の研究では、葉の老化の時期は温度などの要因だけでなく、日照時間の長さや葉の初期成長における光合成にも影響されることが示されました。

この研究は、気候温暖化が落葉の時期に相反する2つの影響を及ぼす可能性があることを示している。春に気温が暖かくなると、葉が早く芽吹き、成長と発育が加速されます。秋になると、そのような葉は老化し始め、早く落ち始めます。気温が 1°C 上昇するごとに、葉の老化の開始は平均 1.9 日早まります。逆に、秋の気温が高ければ、葉の老化が遅くなり、落葉時期が遅くなります。気温が 1°C 上昇するごとに、葉の老化のプロセスは平均 2.6 日遅れます。

夏至前の気温が高くなると、葉が早期に老化し始めます。夏至後の気温の上昇により葉の老化が遅くなり、葉が落ちる時期が遅れます。（画像出典：原論文）

落葉の時期に加え、気候変動は紅葉の色にも影響を与えます。葉にはクロロフィルのほかにもさまざまな色素が含まれており、一般的なものとしてはカロテノイドやアントシアニンなどがあります。葉が老化し始める前は、葉の中でクロロフィルが絶えず合成・分解され、非常に高いレベルを維持しています。そのため、この時点では葉にカロテノイドが存在していても、葉はまだ緑色に見えます。しかし秋になると、葉のアントシアニン含有量が急激に増加し、クロロフィル含有量が減少し、カロテノイド含有量は基本的に安定し、葉はさまざまな色を見せ始めます。

アントシアニンの合成には多くの要因が影響します。アントシアニンは、植物が強い光にさらされると大量に合成され、体内の糖度が高くなる分子です。熟した果物がより明るい色になる傾向があるのもこのためです。日中が暖かく晴れていれば、葉は大量の糖を合成し、夜も涼しければ、糖は葉に残り、アントシアニンの合成を促進します。このような条件下では、秋の葉の色はより明るく、より赤くなる傾向があります。現在、気候変動により夜は暖かくなり、紅葉も色褪せてきています。

海は緑色です

しかし、秋の紅葉の色の変化は地球にとっては大したことではないのかもしれません。結局のところ、すべての樹種がどこでも葉を落とすわけではなく、落葉期は一年のうちのほんの一部に過ぎません。しかし、宇宙から衛星が捉えたデータに基づくと、海の色が驚くべき速さで変化していることが数多くの研究で明らかになっている。

2023年にネイチャー誌に掲載された論文で、研究者らは過去20年間に衛星に搭載された中解像度イメージング分光計によって収集されたデータを分析した。調査結果によると、世界の海面の40％が急速に緑色に変わりつつあることがわかった。特に赤道付近の熱帯海域では、緑化の速度が特に速いです。この現象は科学者たちに衝撃を与えた。なぜなら、科学者たちは海が徐々に緑色に変わることは予想していたものの、これほど早く起こるとは思っていなかったからだ。彼らは40年かそれ以上かかるだろうと考えていた。

衛星の中解像度イメージング分光放射計による海の色の測定（画像提供：NASAおよびジョシュア・スティーブンス、米国地質調査所のランドサットデータおよびLANCE/EOSDIS Rapid ResponseのMODISデータ使用）

海の色は、そこに含まれる植物プランクトンや藻類と大きく関係しています。これらの生物はクロロフィルを豊富に含んでいるため、緑色に見えます。研究者たちは、海の緑化は海中の栄養素の分布の変化によるものかもしれないと推測している。たとえば、気候変動により海面が温まり、海が成層化して深層と表層の間の物質交換が減少し、栄養分が深層から表層に上昇することが困難になっています。栄養分の乏しい状況では、小さな植物プランクトンや藻類が他の植物プランクトンよりも生き残ることができる可能性があり、それが海の色の変化を引き起こしている可能性がある。

南極も緑だ

海だけでなく、南極の色の変化も非常に顕著です。今年10月にネイチャー・ジオサイエンス誌に発表された研究によると、衛星観測により、気候温暖化により、南極半島はここ数十年で全般的な緑化現象を経験しており、1986年から2021年の間に、南極半島の植生被覆面積（コケ類、地衣類、苔類、藻類を含む）は0.863平方キロメートルから11.947平方キロメートルに増加しており、35年間で約14倍に増加した。さらに、緑化のペースはますます速くなっており、2016年以降の緑化率はそれ以前よりも30％高くなっています。

南極半島の緑化（画像出典：原論文）

南極半島の気温は1950年以来3℃近く上昇している。南極半島の植生のほとんどはコケ類だが、研究者らはコケ類の拡散によって南極半島の表土も増加し、他の植生の生存の基盤となる可能性があると考えている。さらに心配なのは、ここの在来植物は比較的安定した極限環境で生息しているため、他の種が侵入した場合、在来植物が競争に生き残ることが困難になる可能性があることです。その結果、脆弱な南極大陸は二度と以前の状態には戻れないかもしれない。

気候変動は地球の生態系を変えています。秋の紅葉の色あせ、海の緑化、南極の植物の拡大は小さなことのように思えるかもしれないが、気候変動が自然界に及ぼす広範な影響を象徴している。私たちにとって馴染み深い「秋の色」はもう存在せず、徐々に緑化する地球に取って代わられるかもしれません。この現実に直面して、おそらくもっと重要なのは、自然の美しさや脆さを大切にし、積極的に保護しながら、いかにして自然を鑑賞できるかということなのでしょう。気候変動は遠い未来ではなく、避けることのできない現在です。

参考文献

[1]https://www.bbc.com/news/articles/cx2ng2x81ndo

[2]https://link.springer.com/article/10.1007/s10980-023-01703-0

[3]https://www.nature.com/articles/s41558-022-01464-9

[4]https://www.science.org/doi/10.1126/science.adf5098

[5]https://www.fs.usda.gov/visit/fall-colors/science-of-fall-colors

[6]https://www.climatecentral.org/climate-matters/fall-foliage-and-climate-change

[7]https://www.nature.com/articles/s41586-023-06321-z

[8]https://www.nature.com/articles/d41586-023-02262-9

[9]https://www.nature.com/articles/s41561-024-01564-5

[10]https://www.nature.com/articles/d41586-024-03219-2

企画・制作