南極のウェッデル海で深海へ沈んで南極底層水になる重い水を調べたところ、大陸棚の上で植物プランクトンが盛んに育っていても、深海へ運ばれる溶存有機物の量と組成はほとんど変わっていませんでした。ドイツのアルフレッド・ウェゲナー研究所（AWI）などの国際チームが、2026年11月10日に『Nature Communications』に発表した研究です。水は大陸棚に6〜12年とどまるので、そのあいだに新しくできた有機物は微生物に分解されてしまうとみられています。

南極底層水は、なぜ深海の炭素の入り口なのか

南極底層水は、世界の海でいちばん冷たく重く、量でも最大級の水塊の一つです。海氷ができるときには塩分の大半が氷からはき出されるので、まわりには冷たく塩辛い重い水が残ります（北海道大学の2022年のプレスリリース）。ウェッデル海では、北から来た深層水が大陸棚に上がってこうして重くなり、深海へ沈み込みます。水に溶けている炭素も一緒に沈むため、大陸棚は炭素が深海へ入っていく入り口にあたります。

論文の要旨は、南極底層水の量が気候変動で減ってきていることと、その半分がウェッデル海で生まれることを挙げています。深海に入った炭素は数百年にわたって大気から切り離されるため、底層水が減れば深海の炭素の貯蔵にも響くおそれがあります。研究チームが確かめようとしたのは、沈む前の水が大陸棚の上で出会う盛んな生物の営みが、深海へ持ち込まれる炭素の中身を変えるのかどうかでした。

研究の舞台になったウェッデル海南部。目印の位置はおおよそで、採水した地点そのものではありません

調べたのは、海水に溶けた何万種類もの有機物

海の中で最大の有機炭素の貯蔵庫は、海水に溶けた数万種類の化合物の混合物である溶存有機物です。研究チームはこれを、AWI の砕氷研究船ポーラーシュテルン（Polarstern）による2回の航海で採った海水で調べました。

項目内容
試料ポーラーシュテルンがウェッデル海南部で採った海水（2016年と2021年の航海）
分子の組成オルデンブルク大学の海洋環境化学生物学研究所（Institute for Chemistry and Biology of the Marine Environment、ICBM）の分析装置
炭素の年代AWI の放射性炭素年代測定装置 MICADAS
分子の性質を調べた対象固相抽出で海水から取り出せる溶存有機物（SPE-DOM、論文の要旨による）

MICADAS は、炭素に含まれる放射性炭素から年代を測る装置です。放射性炭素の年代測定は、熊野トラフの泥に隠れた地震の痕跡を調べた研究でも使われました。筆頭著者のゴンサロ・V・ゴメス＝サエス（Gonzalo V. Gomez-Saez）博士はかつて AWI に在籍し、いまはミュンヘン大学（LMU）でドイツ研究振興協会（DFG）のエミー・ネーター研究グループを率いています。

なぜ植物プランクトンの痕跡がほとんど残らないのか

ウェッデル海の重い水は大陸棚に6〜12年とどまり、そのあいだにフィルヒナー・ロンネ棚氷の下の空洞も巡ります。研究チームは、この長い滞在のうちに表層で生まれた新しい炭素が微生物に分解され、溶存無機炭素に戻ってから大陸棚を出ていくとみています。この説明は、予想と違う結果を受けて示されたものです。大陸棚の上では季節ごとに植物プランクトンが大量に増えるので、できたばかりの分解されやすい有機物が、沈む水に分子の目印を残すと見込まれていました。実際に測ると、深海へ運ばれる溶存有機物は量も組成もほとんど変わっていませんでした。

私たちの研究は、ウェッデル海南部で深層水ができるあいだ、溶存有機物の分子の性質が保たれていることを示しています。

— ゴンサロ・V・ゴメス＝サエス（ミュンヘン大学、筆頭著者）

論文の要旨はこの結果から、ウェッデル海の深層水に見られる固相抽出できる溶存有機物（SPE-DOM）の主な特徴は、大陸棚の重い水が沖合の暖かい水と混ざる前にすでに決まっていると結論づけています。

ウェッデル海から毎年どれだけの炭素が南極底層水へ運ばれるのか

論文の要旨は、ウェッデル海から南極底層水へ運ばれる炭素を、毎年0.155±0.03ペタグラムと見積もりました。1ペタグラムは10億トンなので、約1億5,500万トンにあたります。これは世界の海全体ではなく、ウェッデル海から南極底層水へ入る分だけの見積もりです。AWI の発表文には出てこない、論文の要旨にだけある数字です。

要旨の文脈は溶存有機物ですが、この0.155ペタグラムが溶存有機炭素だけの量なのか、ほかの形の炭素も含むのかは、要旨からは読み取れません。編集部は論文の本文を入手できなかったため、この点は確かめられていません。分子の性質を詳しく調べた対象は、固相抽出で海水から取り出せる部分（SPE-DOM）だと要旨は書いています。

温暖化が南極の大陸棚に届いたら、何が変わるのか

答えは炭素の形によって分かれる、というのが発表文の見方です。海の炭素を形ごとに並べると、次のようになります。

炭素の形この研究で分かったこと温暖化への反応（発表文の見方）
溶存有機物大陸棚を通っても量と組成がほとんど変わらない影響をほとんど受けない可能性
海底へ沈む有機物の粒子この研究の対象外より強く反応する可能性
溶存無機炭素新しい有機物が分解されて、この形に戻るとみられるより強く反応する可能性

粒子や無機炭素は、水温や海氷や生き物の変化にもっと敏感に反応するかもしれません。一方で溶存有機物の貯蔵庫について、AWI の生物地球化学者モーリッツ・ホルタッペルス（Moritz Holtappels）博士は次のように話しています。

地球温暖化はいま、南極の大陸棚の海にも及んでいます。大きな溶存有機物の貯蔵庫が大陸棚での過程にほとんど影響されないのなら、この炭素の貯蔵庫は、この海域では気候変動の影響をほとんど受けずにいられるかもしれません。

— モーリッツ・ホルタッペルス（AWI の生物地球化学者）

冬の南極海で炭素がどう動くのかは、2028年に予定されているポーラーシュテルンのウェッデル海への航海で調べられます。発表文はこの航海を、急速に変わる南極の環境を調べる国際的な取り組み「Antarctica InSync」などの研究の流れの中に位置づけています。共同で率いるのは、論文の共著者で AWI とミュンヘン大学に所属する海洋学者アレクサンダー・ハウマン（Alexander Haumann）教授です。

日本の南極観測とどうつながるのか

南極底層水ができる海はかぎられています。北海道大学の2022年のプレスリリースは、ロス海とウェッデル海とアデリーランド沖を三大生成海域として挙げています。北大の大島慶一郎教授らの研究グループは、2013年に東京海洋大学・国立極地研究所との共同発表で、昭和基地の東方1,200kmにあるケープダンレー沖を第4の生成域として報告しました。同じリリースは、南極底層水を起源とする水が地球の全海水の30〜40%を占めるとしています。

今回の研究は、そうした生成域の一つであるウェッデル海で、沈む水が深海へ持ち込む有機物の中身を調べたものです。水が大陸棚にとどまる時間が長いことが痕跡の消える理由だとすれば、とどまる時間の違う生成域では結果が変わるのかという問いが残ります。ケープダンレー沖の底層水が運ぶ有機物も同じように変わらないのかについては、論文の要旨にも発表文にも記述がありません。深海の生き物の群集が深さより水塊と強く結びついていた例は、アラスカの深海の海綿とサンゴの記事でも紹介しました。