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海洋粘液は、海の鼻水や海の唾液とも呼ばれ、世界中の海洋で見つかる濃厚なゼラチン状の有機物で、最近では地中海でも確認されています。
海水粘液には多様な微生物が含まれています。粘液の形成を引き起こす要因としては、リンの増加、干ばつ、気候変動などが挙げられます。その影響は広範囲に及び、漁業に影響を及ぼし、海洋生物を窒息させ、細菌やウイルスを拡散させます。世界中の国民や政府は、処理、海水浄化、その他の公共政策を含む対策を講じるために取り組んでいます。
構成
海洋粘液には、ウイルスや原核生物 を含む多様な微生物、残骸、タンパク質、ミネラル[1]、コロイド特性を持つ細胞外高分子化合物[2]など、多くの成分が含まれています。さまざまな歴史的定義が統合されていませんが、粘液は複雑な化学物質であると同時に複雑な天然物質であることは一致しています。その組成は時間の経過とともに変化する可能性があります。
原因
海洋粘液はリンの増加に伴って出現します。2021年のある事例では、リンの値が前年の3～4倍に上昇しました。その他の過剰な栄養素[4]と干ばつ状態、長期にわたる暖かい海水温と穏やかな天候が相まって、海洋粘液が生成されました。海洋粘液は、ストレスを受けた植物プランクトンによっても生成されます。 [1]
人為的な地球規模の気候変動により、海洋粘液が増加している可能性がある。[5]温暖で流れの遅い海水は、海洋粘液の生成量を増やし、それが巨大な層状に蓄積する。地中海では、異常な温暖化により海洋粘液の発生頻度が増加する。[2]
海洋粘液と生物地球化学
海洋粘液は海洋環境で自然に発生するものですが、過剰に存在すると環境ストレスや水質悪化の兆候となることがあります。海洋粘液の形成と動態には生物地球化学が重要な役割を果たします。栄養分の利用可能性、温度、塩分、微生物の活動などの要因が、粘液形成に寄与する有機物の生成と分解に影響します。農業用排水や廃水排出などの人為的要因による過剰な栄養分は、植物プランクトンの成長と粘液形成を加速させ、富栄養化につながります。
粘液が生物地球化学とどのように相互作用するかを理解することは、沿岸生態系の監視と管理に不可欠です。最近の研究では、Sentinel-2衛星画像などの高度なリモートセンシング技術を利用して、粘液の分布をマッピングし、環境条件を評価しています。これらの画像と高度な処理技術を組み合わせることで、水質の微妙な変化に気づき、粘液の蓄積の影響を受けた領域を特定できるようになりました。正規化差濁度指数（NDTI）、正規化差水指数（NDWI）、自動粘液抽出指数（AMEI）などのスペクトル指数を使用しています。スペクトル指数と畳み込みニューラルネットワーク（CNN）などのディープラーニング手法を採用することで、研究者は広い領域で粘液の検出を改善できます。[6]リモートセンシングデータを生物地球化学モデルやフィールド観察と統合することで、研究者は粘液形成を促進する根本的なメカニズムについての洞察を得て、沿岸環境への影響を軽減する戦略を立てることができます。
炭素循環は海洋粘液の影響を受けます。粘液から溶存有機炭素（DOC）が放出されると、海洋生態系の有機炭素貯蔵量が増加します。この有機炭素の注入により、粘液内および周囲の微生物群の成長と代謝が促進されます。これらの微生物はDOCを消費すると、呼吸し、微生物呼吸によって有機炭素を二酸化炭素（CO2）に変換します。このサイクルは海洋と大気の間のCO2交換に寄与し、大気中のCO2レベルと地球全体の炭素予算に影響を与える可能性があります。[7]
粘液現象は、海洋炭素循環の重要なメカニズムである生物ポンプの効率に影響を及ぼします。生物ポンプは、海洋雪や植物プランクトンなどの有機粒子の沈降を通じて、炭素が海洋表面から深層へ移動する仕組みを説明しています。粘液は有機物や微生物を捕らえることで、有機粒子の沈降速度を加速し、深層海層への移動を促進します。
歴史
海洋粘液は1729年に初めて報告されました。[要出典]
メキシコ湾の ディープウォーター・ホライズン原油流出事故では、大量の海洋粘液が生成された。科学者たちはそのメカニズムを確信していないが、ある説では、微小な海洋生物の大量死が「マリンスノー」の「吹雪」を引き起こしたとされている。科学者たちは、大量の海洋粘液が、その地域で生き残っている海洋生物にバイオハザードをもたらす可能性があると懸念している。流出によって残された海洋粘液は、おそらくメキシコ湾の海洋生物の死を招いた。これは、ディープウォーター・ホライズン基地から11キロ離れた深海サンゴの死滅地帯がその証拠である。[8]
2021年、地中海は海洋粘液による最悪の影響を経験した。 [要説明]指数関数的な増加は地中海と他の海を襲った。[2] 2021年初頭、海水に投棄された廃水による汚染により、海洋粘液がマルマラ海に広がり、植物プランクトンの増殖につながり、海洋生物群系を脅かした。マルマラ海のエルデク港は粘液で覆われた。トルコの労働者は2021年6月にそれを掃除機で吸い取るための大規模な作業に着手した。オルドゥ県のヤリキョイ港では、2021年6月に黒海の粘液が蓄積しているのを目撃した。[9]廃水を投棄していることが判明した企業には罰金が科せられた。[4]
効果
海洋粘液の増加は、公衆衛生、経済、環境問題において問題となっています。海洋粘液の過剰は、2009 年にはすでに観察されていました。
公衆衛生
海洋粘液は人間には無毒ですが、公衆衛生上の懸念があります。海洋粘液は複雑な組成のため、病原菌を含み、海洋病原体を運びます。[2]こうした病気のほとんどは、海洋無脊椎動物と脊椎動物の両方に影響を与えます。[2]
経済
海洋粘液は世界中の経済、特に地中海周辺の経済に影響を及ぼしてきました。海洋粘液は漁網を詰まらせるため、長い間漁業にとって厄介者とみなされてきました。 [2]観光業に依存している沿岸の町は魅力のない海に悩まされています。海洋粘液は不快な臭いを発し、海水浴に適さない状態にします。[2]
環境
海洋粘液は、それに飲み込まれた海洋生物のえらを覆い、酸素を遮断して死滅させる可能性があります。[引用が必要]また、海面に浮かぶ海洋粘液は、サンゴや植物に栄養を与える太陽光を大幅に制限する可能性もあります。[引用が必要]
対策
対策としては、海面から海洋粘液を集め、拡散を防ぐために海面に障壁を設置することなどがある。長期的な対策としては、廃水処理の改善、海洋保護区の設置、気候変動の抑制などがある。[4]別のアプローチとしては、水が長期間停滞するのを防ぐ観光などの活動を誘致することや、過剰な栄養素を消費できる海洋生物を導入することなどがある。
参照
- マリンスノー – 海中の有機堆積物のシャワー
参考文献
- ^ ab Leppard, Gary G. (1995). 「水生生態系における藻類および微生物粘液とその凝集体の特性」.総合環境科学. 165 ( 1– 3): 103– 131. Bibcode :1995ScTEn.165..103L. doi :10.1016/0048-9697(95)04546-d. ISSN 0048-9697. PMID 7754351.
- ^ abcdefg ダノヴァロ、ロベルト;フォンダ・ウマニ、セレナ。プスセッドゥ、アントニオ (2009)。 「気候変動と地中海における海洋粘液および微生物病原体の蔓延の可能性」。プロスワン。4 (9): e7006。Bibcode :2009PLoSO...4.7006D。土井：10.1371/journal.pone.0007006。ISSN 1932-6203。PMC 2739426。PMID 19759910。
- ^ Jenkinson, Ian R.; Sun, Xiao Xia; Seuront , Laurent (2015). 「海洋レオロジー、有機物、プランクトン：プランクトン生態学におけるより粘性的なアプローチに向けて」。Journal of Plankton Research：fbv071。doi ：10.1093/plankt/ fbv071。ISSN 0142-7873 。
- ^ abc Aytulu、ギョクチェ（2021年6月11日）。「工場が未処理の廃水をマルマラ海に排出、議論を呼ぶ」。トルコ、アンカラ：Hurriyet Daily News 。 2021年6月11日閲覧。
- ^ Häder, Donat-P.; Gao, Kunshan (2015). 「海洋植物プランクトンに対する人為的ストレス要因の相互作用」. Frontiers in Environmental Science . 3:14 . doi : 10.3389/fenvs.2015.00014 . ISSN 2296-665X.
- ^ Yilmaz, Elif Ozlem; Tonbul, Hasan; Kavzoglu, Taskin (2023年9月20日). 「水関連スペクトル指数を用いた説明付きディープラーニングモデルによる海洋粘液マッピング：トルコ、ダーダネルス海峡のケーススタディ」. Stoch Environ Res Risk Assess . 38 (2024年1月): 51– 68. doi :10.1007/s00477-023-02560-8 . 2024年3月31日閲覧。
- ^ ラーソン、ミカエラ E.ブラムッチ、アンナ R.コリンズ、シニード。ハレグラフ、グシュターフ。カルケ、ティム。ライナ、ジャン＝バティスト。シーモア、ジャスティン R.ドブリン、マルティナ・A.（2022年3月14日）。 「混合栄養性原生生物によって生成される粘液球は海洋炭素循環に影響を与える」。ネイチャーコミュニケーションズ。13 (1): 1301.土井:10.1038/s41467-022-28867-8。PMC 8921327。PMID 35288549。
- ^ シュロープ、マーク（2011年）。「石油流出：深い傷」。ネイチャー。472（7342）： 152-154。Bibcode ： 2011Natur.472..152S。doi ：10.1038/472152a。PMID 21490648。S2CID 205063685 。
- ^ 「粘液が黒海に広がり始める」Hürriyet Daily News。2021年6月9日。