現在の海洋中には、酸素(O2)が豊富に溶け込んでいます.右図は、現在の海洋での溶存酸素濃度を、水深に対してプロットしたものです.海洋表層水では光合成が生じており、また大気と接しているため、ほぼ溶解平衡で決まる濃度(~250ー350 μM)に達しています.海洋内部では、有機物の酸化分解(呼吸)により溶存酸素濃度は低下しますが、水深4km以深においても、全海洋平均で170 μM程度の酸素が含まれており、動物にとって十分な量の酸素が含まれていることが分かります.東太平洋赤道域やインド洋などの一部の海域では、海洋中層(数百m水深)で酸素が著しく減少した領域(酸素極小帯OMZ:O2 < 20ー45 μM)が認められますが、そうした海水が全海洋に占める体積はたった1%程度でしかありません.このような富酸素な海洋環境が実現していることは、豊かな海洋生態系を維持するうえで欠かせない条件の一つとなっています.
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図3. 海洋無酸素化の発生メカニズム.左図は海洋循環停滞型と呼ばれるタイプであり、海洋循環が弱化もしくは停滞することによる溶存酸素の物理的供給率の低下が海洋深部での貧酸素化を招く.右図は生物生産増大型と呼ばれるタイプであり、湧昇流の強化や陸からの栄養塩の流入率増加によって、表層での生物生産が増大し、大量の有機物が酸化分解されることで海洋中層域を中心に貧酸素環境が発達する場合を表している (Takashima et al., 2006改変).2,3段目の図は、海洋物質循環モデルを用いて貧酸素水塊が形成される様子をシミュレーションした結果である (Ozaki et al., 2011 EPSLを基に作図).
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