CO2削減っちゃ！

CO2が増えることで海の生き物にも大きな影響がある、とする報告があります。

化石燃料の燃焼で年々増えているCO2。
この二酸化炭素を吸収するにつれて海では酸性が強くなってきているそうです。
CO2が水に溶けると、炭酸ができますね。
このため、海の酸性度は2050年までに0.3 pH増加すると予測されているんです。
この変化が何を引き起こすのかというと、水の中の音の伝わり方を変えるというのです。
遠くの音の伝達効率が70％も増加するといわれています。
海水中の音の伝達は各種のイオンの濃度に影響を受けるということです。

つまり、CO2が増えてくると、それが海水に溶けて
世界中の海で酸性化が進んで、
水中の騒音が激しくなり、
音に頼って生活しているクジラなどの海洋哺乳類は
ダメージを受けるかもしれないということなのです。

広い範囲を遊泳するクジラにとっては
遠く離れた仲間同士コミュニケーションがしやすくなる可能性もあるのでは？
とも考えられますが
波や船の雑音など海中の騒音レベルが上がるということでもあり、
混雑してうるさいなかで周囲の話し声に負けずに
懸命に会話をするような状況になりかねないことが懸念されています。

CO2が海水に溶けた場合の音への影響について
確かなことはまだ分かっていませんが、
これまでの研究では、海軍の強力なソナーが
海洋生物に難聴などの障害を引き起こす恐れが あるとも指摘されています。
動物への影響だけでなく、軍事用ソナーのオペレーターは
かすかな信号と騒音を区別しにくくなる可能性もあるとのことです。

なんにせよ、これは人間が海に大きな変化をもたらしているということですね。
CO2は空気だけの問題ではなく、
1時間当たり1億 トンのCO2が海に吸収されているのですから
海にさまざまな変化が起きているのも不思議ではありません。
  

クロロフィルは、光をエネルギーとして、
水とCO2から有機物を合成（光合成）する化学物質のことですね。
CO2削減に有効な方法があれこれ模索されているなか、
クロロフィルにも注目が集まっています。

光合成というコトバは難解ながら、子ども時代からなじみのあるものの一つでしょう。
ポケモンの中でも、「くさタイプ」のポケモンは
「こうごうせい」という技を使って体力を回復させる設定になっていたりします。

クロロフィルにはaからdの4種があります。
a、b、cは可視光をエネルギー源に光合成をするクロロフィルです。
特にaはシアノバクテリアという原始的な微生物から高等な植物まで
どの植物も持っているクロロフィルです。

このクロロフィルのうち、ｄというタイプはこれまであまり見つからず
幻のクロロフィルと言われてきました。
しかし、このクロロフィルｄが、実は世界中の海や湖に存在することが
海洋研究開発機構と京都大の研究チームによって発見されたのです。

クロロフィルaとクロロフィルbは陸上植物の光合成色素として、
クロロフィルcはケイ藻などの光合成色素として調査されていました。、
クロロフィルdは一部の紅藻に含まれているという不確かな報告があるだけで、
その分布や機能は全くわかっていなかったのです。

葉緑素＝クロロフィルは光合成により二酸化炭素（CO2）を吸収しますが
クロロフィルdが吸収する量は、あまり多くないとされてきましたが
具体的には分かっていませんでした。
世界中に存在することなると、かなりの量があるわけで
CO2の吸収量も実は膨大なのではないか、と考えられるようになってきました。

クロロフィルdは可視光ではなく近赤外線を利用する「変わり種」です。
クロロフィルa は全ての酸素を作る光合成生物に存在するが、
d を持つ生物はただ1種のシアノバクテリア、アカリオクロリスだけだそうです。
  

CO2海洋隔離は、CO2の回収から始まります。
CO2はあらゆるところから発生するので、すべてを回収することはできません。
そこで、CO2が大規模に、しかも集中して発生するところ、
つまり、石炭火力発電所などを中心にして、分離・回収します。
このとき、CO2を扱いやすくするため、圧縮して液体にします。
この液体CO2を船で沖合い数百kmに運びます。
そこからパイプを水深2500mくらいの中深層までおろして、ノズルを通じて、海中に放出します。

液体CO2はノズルから放出されると、多数の小さな液体のつぶつぶになります。
海の深い部分の低い温度や高い圧力にあうと
水の結晶の中にCO2が閉じ込められて、
「CO2ハイドレート」と呼ばれるシャーベットみたいな膜ができます。
膜の内側の液体CO2は、このハイドレート膜を通じて、だんだん海水に溶けていきます。

ノズルから送り出すとき、つぶつぶの大きさがどれくらいだったらいいのか、
パイプの目詰まりを防止するには、またどれくらいの速度で出すのがいいのか
模擬流体をつくって何度もシミュレーションしました。

実験の結果、5mm～20mmぐらいのつぶがちょうどいいことがわかったそうです。
たとえば40cmものサイズだと、大きな固まりのまま海底にとどまってしまうとか。

ハイドレート膜でつぶになった液体CO2は、周囲の海水よりも比重が軽いので浮いてきます。
一方CO2が溶けた水は比重が重いため沈んでいきます。

つぶは溶けながら上昇していき、直径5～８ｍｍの場合、
約100ｍ上昇する間に、ほぼ海水中に溶けてしまいます。

水深500m以上の表面層には、生き物たちがたくさん暮らしています。
水深1000mよりも深い海中へ液体CO2を放出すれば、
表面層に上がってくるまでに溶けてしまうので
生物への影響が抑えられることになる、と考えられています。

でも、1000mより深いところにも生き物たちは実はたくさんいると思うので
この考え方が本当はどうなのか、よく分からないですね。  

CO2海洋隔離技術というのがあります。

地球温暖化を解決するための新しい技術です。
「CO2隔離技術」は、産業施設などから排出されるCO2を、地中や海中に送り込み、
長期間にわたって隔離するというものです。

C02隔離技術の研究を進めてきたのは、
(財)地球環境産業技術研究機構
（RITE＝Research Institute of Innovative Technology for the Earth）。

RITEは、環境問題を解決するための環境技術を開発することを目的に、
90年に設立された研究機構です。

中でもCO2海洋隔離技術は、
海洋がCO2を吸収して貯留する高い能力を持っていることからも、
地球温暖化に対応する有効な技術として注目されているというのですが。。。

もちろん、やってみなければわかりません。不安な材料があるとする意見もありますが
何しろ何もかもが新しい状況。
ひとつひとつの環境技術を試してみるしかない、というのもあります。

一昔前なら、まるでSF小説のような話。
しかし、CO2隔離技術は技術的な課題についてはすでにクリアしていて、
今すぐにでも実用化が可能な技術とのことです。
このため、CO2隔離技術は、地球温暖化防止のための切り札的な存在として、浮上しています。

地球温暖化の主要な原因となっているCO2（二酸化炭素）は、
主に石炭、石油など、化石燃料を燃やすことで発生します。

CO2の大気中の濃度は、産業革命以前には約 280ppm。
しかし現在では368ppmまでに上昇しており、地球温暖化を防ぐためには
大気中へのCO2の放出を抑制する技術開発が必要なのです。  

CO2削減の方法のひとつとして、海の底にCO2を溜め込もう、というのがあります。
日本では改正海洋汚染防止法が施行されたことで、
許可に基づいて海底下にCO2を貯留することができるようになりました。
しかし、海底地層からCO2が漏れ出す恐れはないのでしょうか？
それが環境にどんな影響を与えるのか、分るのでしょうか？
環境省では、そういったことを予測する仕組みを作る計画です。
国立環境研究所や産業技術総合研究所などと協力して
約３年で開発する方針だそうです。

CO2地中貯留技術は温暖化防止の切り札とされています。
国連の気候変動の関する政府間パネル（IPCC）によれば、
世界のCO2貯留可能量は約２兆トンとなっています。
現在の排出量の約80年分に相当する量だと試算されています。

日本は発電所や製鉄所などCO2の大規模排出源が沿岸部に多いのが特徴です。
このため回収したCO2を海底下の地層に貯留することができないかと考えます。
ただ、現在は貯留を管理する仕組みが
きちんと整備されているわけではありあません。
海底地層へCO2を貯留するとなると、生物への影響評価が必要です。
たとえば、貝類はCO2濃度上昇で
成長率や生存率に影響が及ぶ恐れがあるとの報告もあります。

そのため、CO2を海底に貯めることができたとしても、
想定しておかなくてはならないのが、CO2が漏れ出した場合に
どんな影響があるのか把握しておかなくてはなりません。
これができれば、貯留地を選ぶ際の審査などに活用できるでしょう。
貯留後のCO2の動向を監視するシステムも開発し、
遠隔操作ロボットからの映像や船舶を利用した音波探査などを通じて、
CO2のが漏れ出していないか、また、濃度に変化がないか、
などを観測するそうです。

もしCO2が海底から海の水の中へ漏れ出すことで
海の生態系に影響を及ぼす危険性があるなら、
絶対に漏洩しない仕組みを徹底して構築しなくてはならなくなります。
これは技術的に可能なのでしょうか。  

CO2削減のため、地球温暖化対策のため、
サンゴの育成が有効かどうか、異論もありますが
やはり確実に有効だとする意見もあります。

まずサンゴ礁の役割を考えてみましょう。

珊瑚礁は、海の生態系にとって「熱帯雨林」のようなものと言えるのです。
サンゴ礁には、たくさんの生き物が集まります。
サンゴに共生している褐虫藻という微生物のおかげで光合成も活発になされるので、
酸素の多い、よい水となり、他の海域に比べて「生物の密度」が高くなっています。
サンゴだけではなく、他の多くの生き物たちがいることで
その働きによって二酸化炭素が固定されるのです。
つまり空気中のCO2を消費する量がふえる方向になる訳です。

そしてさらに、サンゴは、少ない栄養（リンや窒素）で育つことができます。
サンゴの体自体が、他の生物と比較した場合、
少ない量のリンしか要求しないからです。
またサンゴには、「窒素を固定する植物プランクトン」が体内に共生しています。
サンゴは、リンや窒素が少なくても育つことができるのです。

海の大部分は、リンや窒素が少ない状態にありますので
そのような条件で生き物を増やそうとした場合、
サンゴ礁を育成させることは地上の森を増やすのと似ていて、
とても有効だと考えられます。

地球の多様な生態系を、できる限り守っていくということは
CO2削減という意味だけに留まらないのは誰の目にも明らかでしょう。
全ては複雑に繋がり合い、お互いがお互いを支えているのが自然環境です。
CO2削減対策も目先のことだけに目を奪われていると、
別のところでさらに大変なことが起きるかも知れません。
CO2削減はどうしたら可能なのか。
広い視野で考えることが大事です。バランスが大事です。  

CO2を取り込みながら骨格を作っていくと言われているのが「サンゴ」。
では、サンゴの働きを利用して、CO2削減ができるのか？と
つい考えてしまいます。

CO2はサンゴの体の中でが「炭酸カルシウム」として蓄えられます。
海水に溶けた二酸化炭素を固定した結果できたものです。

サンゴの硬い骨格にあたる部分は、「炭酸カルシウム」から出来ています。
貝殻とおなじ成分です。
サンゴは、海水に溶けているカルシウムと、海水に溶けている二酸化炭素から、
炭酸カルシウムを作っているのです。

貝殻やサンゴの骨格の主成分でもあります。
石灰岩・大理石・鍾乳石・白亜（チョーク）となり、
結晶として美しのはカルサイトです。

サンゴを育成して増やすことで、海水に溶けているCO2が、
どんどん炭酸カルシウムとして固定されていきます。

海水中のCO2が使われて減ってしまったあと、大気中のCO2を
さらに溶かすことが出来るようになります。

そう考えると、サンゴの育成が、温暖化対策になりそうです。

しかし、サンゴをたくさん育成させることが本当に温暖化対策にとって有効なのか
実はよく分かっていない部分もあります。
「サンゴによる二酸化炭素の固定」に対しては異論も出されているのです。

サンゴが体を作るのに使っているカルシウムやCO2は、海水に溶けているのですが
イオンとして存在しています。
カルシウムは、カルシウムイオンの（Ca2＋）として、
そしてCO2は、重炭酸イオンの（HCO3−）として海水に溶けているのです。

サンゴの骨格は「カルシウムイオン」と「重炭酸イオン」から
炭酸カルシウムを作ることでできます。
化学反応式は次のようになります。

カルシウムイオン（Ca2+）+重炭酸イオン（2HCO3−）
　→炭酸カルシウム（CaCO3）＋二酸化炭素（CO2）＋水（H2O）

つまりサンゴは、炭酸カルシウムを作るときに、CO2も出しています。
温暖化対策として短期間にサンゴを大量に増殖させたら、
二酸化炭素も出てくるということです。
植物にしろ、サンゴにしろ、生き物が生きて活動することには
CO2の排出がついてまわります。
やはり、CO2削減対策にもバランスを欠いてはいけないということです。

サンゴがCO2を排出すると言っても、2つある重炭酸イオンのうち、
１つは炭酸カルシウムとして固定されています。
ということは、もともと大気から海に溶けていたCO2のうち、
半分は固定されていることになります。

サンゴから大気に放出されたCO2も、ふたたび海水に溶けて行きます。
長い目で見れば、たしかにサンゴは、
大気中のCO2を消費しているのは間違いのないことです。