生物ポンプとは？二酸化炭素を深海へ運ぶ巨大なメカニズム
海は、大気中の二酸化炭素（CO₂）を吸収・貯蔵することで、地球の気候を安定させる重要な役割を担っています。
特に産業革命以降、人類が排出したCO₂のおよそ30%を吸収し、急激な地球温暖化の進行を和らげてきました。
その中心的なメカニズムが「生物ポンプ」です。
生物ポンプとは、海の生き物たちの活動によってCO₂を深海へ送り込み、長期間にわたって隔離する一連の流れを指します。
この働きによって深海に運ばれるCO₂は、年間11ギガトンにもおよぶとされます。まさに生物ポンプは、気候変動の進行を抑える巨大な緩衝材として機能していると言えるでしょう。
生物ポンプの仕組みを3ステップでわかりやすく解説
生物ポンプがどのようにCO₂を深海へ送っているのか、3つのステップに分けて見てみましょう。
それぞれの段階で活躍する生き物（植物プランクトン、動物プランクトンなど）の役割に注目すると、海の中で起きている壮大なメカニズムがイメージしやすくなります。
ステップ1：植物プランクトンが光合成でCO₂を吸収
生物ポンプのスタート地点は、太陽の光が届く海の表層です。ここで植物プランクトンが光合成を行い、大気から海水に溶け込んだCO₂を栄養として吸収し、有機物として体内に蓄えます。
ステップ2：動物プランクトンが捕食し、糞（マリンスノー）を排出
次に、植物プランクトンを動物プランクトンが捕食します。その際に排出される糞やプランクトンの死骸は、雪のように見えることから「マリンスノー」と呼ばれます。
このマリンスノーが重力でゆっくりと沈むことなどにより、CO₂由来の炭素が深海へ運ばれます。
ステップ3：深海への輸送と炭素の貯留
深海へ沈んでいくマリンスノーの多くは、途中でバクテリアによって分解されます。しかし、分解を免れたごく一部はそのまま海底に堆積します。
こうして深海に運ばれた炭素は、数百年から数千年という長い期間にわたって大気から隔離されます。
なぜ重要？生物ポンプが果たす3つの役割
では、生物ポンプが地球にとってどれほど重要なのか、その役割を3つのポイントに絞って見ていきましょう。
① 大気中の二酸化炭素を吸収し、地球温暖化を緩和する
生物ポンプが果たす最大の役割は、温室効果ガスであるCO₂を大気から吸収し、地球温暖化を抑制することです。
人間活動によって排出されたCO₂のうち、半分は陸上の森林や海洋に吸収されます。なかでも海洋は、毎年人間が排出するCO₂のおよそ4分の1を吸収しており、気候変動の進行を大幅に和らげています。
生物ポンプは、そうして海洋が吸収したCO₂の一部を深海へ隔離し、再び大気に戻るのを防ぐという重要な役目を担います。
もしこの仕組みがなければ、大気中のCO₂濃度は産業革命前の時点ですでに約400ppmに達していたという推計もあります。これは、実際の濃度（約280ppm）をはるかに上回る数値です。
まさに生物ポンプは、目には見えませんが、地球の気候を静かに支える「縁の下の力持ち」と言えるでしょう。
② 深海の生態系を豊かに育む
生物ポンプは、深海の豊かな生態系を支えるという重要な役割も担っています。
太陽の光が届かない深海では、植物が光合成を行えないため、食料が常に乏しい環境です。そこに唯一の恵みをもたらすのが、生物ポンプによって上層から降り注ぐ「マリンスノー」です。
この有機物が深海の生き物たちの貴重な食料となり、暗く冷たい世界に生命のにぎわいを生み出しています。
この働きがなければ、深海は生命の存在しない静かな場所となり、地球全体の生物多様性も大きく損なわれてしまうでしょう。
③ 地球全体の炭素循環のバランスを保つ
地球上の炭素は、大気や陸、そして海洋を絶えず循環しています。生物ポンプは、その循環の中で炭素を大気から海洋へ、さらに深海へと運び貯蔵することで、地球全体の炭素バランスを保つ重要な役割を担います。
現在、海洋には大気中の約50倍もの炭素が蓄えられていると推計されていますが、これは生物ポンプのような働きが長年にわたり続いた結果にほかなりません。
生物ポンプは、大気中のCO₂が過剰になるのを防ぎ、地球全体の炭素量を適切に調整する、いわば「調整弁」の役割を果たしています。
私たちが比較的安定した気候のもとで暮らせるのも、この絶妙なバランスのおかげです。未来にわたってこのバランスを保つためにも、生物ポンプの健全な働きは欠かせません。
生物ポンプの働きを弱める要因と今後の課題
地球環境や私たちの暮らしを陰ながら支える生物ポンプ。しかし、近年の環境変化により、生物ポンプの働きが弱まるのではないかという懸念が指摘されています。
ここでは、生物ポンプに影響を与えうる2つの問題を解説します。
海洋酸性化の進行による影響
現在、人類のCO₂排出増加に伴い、海水が徐々に酸性寄りになる「海洋酸性化」が進行しています。
海洋酸性化は、生物ポンプの効率を低下させる深刻な問題です。
近年の研究では、海水が酸性化することで、生物ポンプの主役である植物プランクトンが小型化するという結果が示されました。
プランクトンが小さくなると、マリンスノーも軽くなるため深海への沈降スピードが鈍化します。その結果、深海に届く前に分解される炭素が増え、CO₂貯蔵能力の低下を招きます。
生物ポンプの駆動効率の低下は、海洋酸性化をさらに悪化させる要因にもなりかねません。
海洋酸性化は生物ポンプの将来に影を落とす問題であり、CO₂排出削減による酸性化の緩和が急務となっています。
地球温暖化にともなう海水温の上昇
地球温暖化による海水温の上昇も、生物ポンプにとっては深刻な脅威です。
プランクトンは水温の変化にきわめて敏感な生物です。近年の研究によれば、過去100年弱の間に海洋プランクトン（有孔虫）の個体数が約24％減少し、棲息域が年平均10kmのペースで高緯度方向、および深い深度へと移動していることが明らかになりました。
さらに、生息域を北上・深層化させるだけでは追いつかず、熱帯域では多くの種が絶滅してしまう可能性も指摘されています。
こうしたプランクトンの減少や種組成の変化が起これば、生物ポンプのこれまで通りの働きが維持できなくなる可能性があります。
地球温暖化が進む中で、生物ポンプを担う海洋生物への影響についても注視していく必要があると言えるでしょう。
地球の未来のために、暮らしの中でできる環境アクション
ここまで、生物ポンプという地球規模の壮大な仕組みについて見てきました。では、未来の地球を守るために、私たち一人ひとりは何をすべきなのでしょうか？
生物ポンプを守り地球温暖化を防ぐためには、CO₂排出量を減らす行動が不可欠です。
ここでは、暮らしの中で今日から始められる環境アクションを、具体的にご紹介します。
家庭でのエネルギー消費を見直す
暮らしの中で取り組みやすいのが、身近な省エネを心がけることです。
例えば「使っていない部屋の照明はこまめに消す」「テレビやパソコンをつけっぱなしにしない」など、簡単なことから始めてみましょう。
エアコンや冷蔵庫など、家庭で特に電力を消費する機器の使い方を少し工夫するだけでもCO₂排出削減に効果があります。
環境省の統計調査によれば、エアコンの設定温度を夏は1℃高め（冬は1℃低め）にするだけで約10%の節電効果があるとされています。
「つい無駄に消費してしまっているエネルギー」を減らす工夫が、家庭からのCO₂排出量を着実に減らす第一歩です。
小さな積み重ねですが、長い目で見れば大きな効果につながるため、ぜひ実践してみましょう。
【関連記事】省エネのために家庭でできることは？簡単に取り組めることを紹介
CO₂を排出しない電気を選ぶ
もう一つ、大きな効果を発揮するのが「使う電気そのものを見直す」ことです。
実は、家庭から出るCO₂排出量のおよそ半分は、電気の使用によるもの。
そのため、毎日使っている電気を、CO₂を排出しないクリーンな電気に切り替えることで、日々の生活に伴うCO₂排出を大幅に減らせます。
近年では、再生可能エネルギー由来の電力プランやCO₂排出実質ゼロを掲げる電力会社も増えてきました。
この機会に、ぜひ環境に優しい電気への切り替えも検討してみましょう。
CO₂排出量ゼロへ！毎日の電気をエコなものに変えるならエバーグリーン
環境に配慮した電気に切り替えたいなら、ぜひ『エバーグリーン』をチェックしてみましょう。
エバーグリーンは、国内有数のバイオマス発電事業者であるイーレックスと東京電力エナジーパートナーが共同で設立した会社です。
すべてのプランで再生可能エネルギー100%の電気を提供しており、切り替えるだけでご家庭の電気使用に伴うCO₂排出量を大幅に減らせるのが最大のメリットです。
切り替えるだけで、家庭のCO₂排出量が実質ゼロに！
エバーグリーンに切り替えると、再生可能エネルギー由来の電気だけが届けられるため、日々の電気使用によるCO₂排出量を実質ゼロにできます。
具体的な効果を数字で見てみましょう。
例えば、一般的なファミリー世帯の場合、エバーグリーンに切り替えるだけで1ヶ月あたり約148kgものCO₂を削減できます。これは、杉の木およそ11本分の植林効果に相当します。
※CO₂排出量は令和3年度全国平均係数（0.434kg-CO₂/kWh）をもとに計算
※植林効果は「森林の二酸化炭素吸収力」（関東森林管理局/林野庁）をもとに、杉の木1本当たりの年間CO₂吸収量を14kgとして計算
普段通り電気を使いながら、これだけの温室効果ガス削減に貢献できるのは大きな魅力です。
暮らしに寄り添う、ユニークでエコな電気プラン
環境に優しいだけでなく、ライフスタイルに寄り添ったユニークなプランを提供していることもエバーグリーンの特徴です。
それぞれに個性的なメリットがあるので、自分の生活に合ったものを選べます。
- ライフスタイルプラン
毎月の電気代が定額になる「料金変動ゼロ」が魅力のプランです。電気料金の季節変動を気にせずに済むので、安心して電気を使えます。 - あるく・おトク・でんき
歩いた歩数に応じて電気代が割引される、健康志向の方に嬉しいプランです。エコな取り組みと健康づくりを楽しみながら、電気代の節約にもつなげられます。 - 保険でんき
個人賠償責任保険と電気がセットになった安心のプランです。万が一の自転車事故など日常生活の「もしも」に備える保険が付帯しており、電気料金の支払いだけで補償を確保できます。
エバーグリーンへの切り替え申し込みは、Webサイトから約5分で完了します。現在契約中の電力会社への解約連絡もエバーグリーンが代行するため、手間もほとんどかかりません。
手軽さと確かな環境貢献を両立できるエバーグリーンで、安心してエコな生活を始めましょう。
生物ポンプを守り、豊かな地球を未来へつなごう
海の生物が営む生物ポンプは、地球規模でCO₂を吸収・隔離し、気候を安定させる重要な役割を果たしています。
そのおかげで、私たちは豊かな地球環境の恩恵を受けてきました。しかし今、海洋酸性化や温暖化の進行により、この大切な仕組みが揺らぎつつあります。
生物ポンプの働きを健全に保ち、未来の地球に引き継いでいくために、一人ひとりの行動が求められています。
エコな電気への切り替えなど、まずは手軽にできることから始めてみましょう。
- 出典:
- JAMSTEC｜海中の“酸素の動き”から“炭素の動き”を解き明かす
- JAMSTEC地球表層システム研究センター｜海洋生物ポンプにおけるエアロゾルの役割（文部科学省科学研究費補助金Aプロジェクト2011-2013）
- JAMSTEC｜沈降粒子
- 宇宙地球環境研究所（ISEE）｜33. 海洋の中で炭素はどう巡っているの？
- 宇宙地球環境研究所（ISEE）｜31. 海に雪が降る？
- 公益財団法人森林文化協会｜人為起源CO₂ 4分の1を海が吸収
- 気象庁｜海洋中の二酸化炭素蓄積量
- NOAA Ocean Exploration｜What is “marine snow”?
- 鹿児島大学水産学部｜海洋中深層の生物群集は表層の生物生産に依存する
- 気象庁｜海洋の炭素循環
- WOODS HOLE OCEANOGRAPHIC INSTITUTION｜What is the biological carbon pump?
- アサヒグループ財団｜海洋への炭素吸収プロセスに対する海洋酸性化の影響―マリンスノー生成プロセスの応答から―
- 東北大学大学院理学研究科・理学部｜地球温暖化が海洋プランクトンに及ぼす深刻な影響過去100年間のデータベースの解析で判明
- 環境省｜エアコンの使い方について | 家庭部門のCO2排出実態統計調査