世界の 10 分の 7 は海に覆われています。彼らは私たちの食卓に食べ物を置き、私たちが呼吸する酸素の最大 50% を提供し、気候を調節します。しかし、人間の活動がそれを危険にさらしています。
9 月 25 日、気候変動に関する政府間パネルは海洋に関する報告書を発表しましたが、それは悲惨な結果をもたらしました。温室効果ガスの排出量が急激に減少し、地球温暖化が 2°C 未満に抑えられたとしても、海面は 2100 年までに 30 ～ 60cm 上昇する可能性があると述べています。
さらに、世界の総漁獲量が絶え間なく減少し始めた 1992 年の「魚のピーク」を過ぎて、私たちは動物の海を空にしています。海洋哺乳類の 3 分の 1 が絶滅の危機に瀕しています。私たちの二酸化炭素排出量は、海洋を産業革命以前から 30% 酸性化し、さまざまな形で水生生物を脅かしています。
しかし、多くの人が物事を好転させるために働いています。 「世の中にはたくさんの解決策があります」と、ロンドン動物学会の自然保護科学者である Heather Koldewey 博士は言います。 「それは非常に並外れたものです。世界の善の力です。」
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海を救う方法
私たちの海の未来を守ることを望む、最も輝かしく最高のイニシアチブのいくつかをご紹介します。プラスチックを発生源からキャッチするスマート マシン
プラスチック粒子は、私たちの海に遍在しています。それらは、極の遠隔地や最も深い海溝で発見されています。多くのプロジェクトが海からのプラスチックの除去に焦点を当てていますが、テクノロジーの新興企業である Ichthion は、川からプラスチック廃棄物を抽出するシステムを開発しています。
河川は海洋のプラスチック問題に大きな役割を果たしています。なぜなら、河川は大量の廃棄物を陸から海に押し流すからです。 「数十万マイル内陸で私たちが行っていることは、実際に影響を与えています」と、ガンジス川沿いのプラスチック廃棄物を追跡する遠征に最近参加した環境保護科学者のヘザー・コルデウェイ博士は説明します。
Ichthion の Azure デバイスは川の水面に置かれ、浮遊物を川岸にそらし、コンベヤー ベルトがそれらを持ち上げてカメラの前を通過させます。次に、人工知能アルゴリズムが、さまざまなプラスチックやパッケージ ブランドの形状と色を認識します。これにより、研究者はゴミがどこから来ているのか、どのタイプのプラスチックが最も一般的かを特定することができます。
Ichthion の CEO である Inty Grønneberg 氏は次のように述べています。 1 日最大 80 トンの回収されたプラスチックは、選別され、再利用とリサイクルのために送られます。
最初の Azure システムは来年エクアドルの河川に設置される予定で、ガラパゴス諸島に向かうプラスチックの流れを食い止めることが期待されています。 Ichthion チームが取り組んでいる別の装置は、船に取り付けられ、水からプラスチック粒子をろ過します。これは、鰓を通してプランクトンをふるいにかけるウバザメに着想を得たアイデアです。
より丈夫なサンゴ礁の繁殖
サンゴ礁は繁栄している生態系であり、全海洋生物の 4 分の 1 が生息しています。しかし、2100 年までに平均気温が 2℃上昇すると、世界のほとんどのサンゴ礁が破壊されます。 「スーパー サンゴ」を繁殖させることは、気候危機からサンゴを救う 1 つの方法かもしれません。
オーストラリアでは、マドレーヌ・ヴァン・オッペン教授が、2018年に亡くなったサンゴ生物学者ルース・ゲイツと数年前に始めた研究を続けています。彼女と他の研究チームは、「補助進化」の傘下にあるさまざまな技術を試しています。 、品種改良から遺伝子編集まで。
サンゴのいくつかの種は、もともと熱にうまく対処することができ、これらのより丈夫なサンゴを他の種と交配させて熱耐性ハイブリッドを生成することから、すでに有望な結果が得られています.一方、科学者たちは、一部のサンゴに耐暑性を与える遺伝子を探しています。最終的には、丈夫で実験室で育てられたサンゴをサンゴ礁に植え直すことが目的になるかもしれません。
ロンドン動物学会の保全科学者である Heather Koldewey 博士は、何十年にもわたる研究を行う時間はありませんが、どの解決策が最も実行可能であるかを緊急に評価する必要があるため、行動する準備ができていると警告しています。しかし、各国が温室効果ガスの排出を削減するまでは、「私たちがサンゴ礁のために行っていることはすべて、時間を稼ぐだけです」と彼女は言います。
空のサメの目
オーストラリアと南アフリカでは、人間とサメの間に障壁を設けるのではなく、年間数千匹のサメを故意に殺すことによって、サメの攻撃の可能性を減らすために、沿岸地域にサメの網が配備されることがよくあります.理論は、サメが少ないほど攻撃が少ないことを意味するというものです。しかし、最高の捕食者であるサメは生態系の重要な一部であり、多くの種がすでに絶滅の危機に瀕しています。この網は、アカエイ、イルカ、カメなど、他の脆弱な海洋生物を捕まえることもできます。
Project Airship は、入浴者の安全を守るための費用対効果が高く、影響のない代替手段を提供できます。プロジェクト飛行船は、動きに敏感なカメラを搭載したつながれた飛行船を使用して、沿岸水域を監視します。創設者の Kye Adams によると、これらの飛行船は 20 分間しか稼働できない沿岸警備隊のドローンとは対照的に、1 日中動き続けます。
オーストラリアでの 2 つのテスト シーズン中に、Adams は、人間のフリーダイバーとも呼ばれる「アナログ サメ」を海に投入しました。彼は、サメの胸びれを模倣するために腕を突き出して水中を泳いでいるダイバーをカメラがどれほどうまく検出したかにうれしい驚きを覚えました。次のステップは、人工知能を使用して本物のサメを自動的に検出することです。
最終的に、飛行船は、殺処分キャンペーンを開始してサメの網を設置してサメを殺すのではなく、スイマーやサーファーに水に入っても安全だと安心させるためのオプションになる可能性があります.
宇宙からの密猟者の取り締まり
数年前まで、外洋で行われている違法漁業を追跡することはほとんど不可能でした。地平線の彼方で起こったことは、地平線の彼方にとどまりました。
グローバル フィッシング ウォッチは 2016 年以来、宇宙から海を監視しています。インターネット大手の Google、自然保護団体 Oceana、衛星技術の専門家である SkyTruth の協力により、船舶が何をしようとしているのかを隠すことがはるかに困難になります。
この技術は、他の船舶との衝突を避けるために、大型ボートが位置、速度、コースをブロードキャストするために携帯しなければならない追跡装置に基づいています。グローバル フィッシング ウォッチ チームは、この公開情報を使用して、さまざまな種類の釣りがどのように見えるかをコンピューター アルゴリズムに学習させました。たとえば、はえなわ漁船はまっすぐに伸びた水域を何度も航行しますが、トロール漁船はより無計画に動き回っています。
現在、このシステムは毎日 6,000 万のデータ ポイントを分析し、65,000 隻以上の漁船の明らかな漁獲パターンを特定しています。釣りの活動は、誰でもアクセスしてダウンロードできるインタラクティブなオンライン マップにほぼリアルタイムで投稿されます。
政府はすでにこのデータを使用して海洋保護区内での違法漁業と闘っており、研究者は合法漁業をより持続可能なものにするための戦略を策定しています。
このシステムは、システムをだまそうとしている漁船を特定することさえできます。このアルゴリズムは、複数の船舶が同じ識別番号を使用している場合、または誰かが搭載された GPS を改ざんし、船舶のブロードキャスト位置がデータを受信した衛星の所在と一致しない場合を検出します。
ロボットを送ってください!
深海は地球最大の生息地ですが、それについてはまだほとんどわかっていません。深海採掘などの新たな脅威により、この生息地を研究することがますます緊急になっています。これにより、そこに生息する種と、私たちの行動がどのような影響を与えるかを知ることができます.
問題は、海の深さを探索するのが非常に難しいことですが、自律型水中車両または AUV として知られる潜水ロボットの艦隊を含む技術革新が、これを可能にするのに役立っています。高解像度カメラを搭載した AUV は、水面下の環境を垣間見ることができる強力な目です。唯一の難点は、後で誰かが映像に目を通さなければならないことです.
プリマス大学の海洋生態学者であるケリー・ハウエル教授は、「画像の分析にかかる時間は天文学的です」と述べています。 Howell は、プロセスを高速化する方法として最近人工知能をテストした Deep Links プロジェクトを率いています。
彼女のチームは、Autosub6000 と呼ばれる英国の AUV の 1 つで収集された 150,000 枚の画像のデータセットを、大西洋の Rockall Bank で 1 キロメートル以上の深さまで潜水して取得しました。博士課程の学生であるニルス ピショーは、1,200 枚の画像を調べ、100 種以上から 40,000 頭の動物を特定するという、うらやましい仕事に就きました。それらの画像を使用して、彼は深海生物を識別するために Google の TensorFlow (ディープ ラーニング アルゴリズム) をトレーニングしました。
その後、アルゴリズムのパフォーマンスは、まだ見たことのない他の画像を使用してテストされました。 「一部の種では、非常にうまく機能します」と Howell 氏は言います。アルゴリズムは 90% 以上の確率で、ハニカムでできたクロケット ボールのように見える生物である異種フィフォフォアを正しく検出しました。
まだ始まったばかりですが、Howell 氏は、アルゴリズムが研究者の気が遠くなるような作業を支援し、自律型技術の可能性を解き放つ助けになると確信しています。 「人工知能とコンピューター ビジョンの優れた点は、一貫性があることです」と Howell 氏は言います。人間とは異なり、アルゴリズムは疲れたり、予測不可能な間違いを犯したりしません。
もちろん、機械が常に正しいとは限りませんが、機械の偏りは定量化してデータから取り除くことができます。これは、人間のさまよえる心には不可能なことです。
海が私たちを救う
薬、食料、酸素… 海を守らなければ、私たちが失うものはここにあります。未開封の薬箱
現代医療は、MRSA などの抗生物質耐性感染症によって脅かされています。命を救う薬が効力を失っているため、このままでは暗黒時代に逆戻りすると警告する専門家もいます。
その結果、耐性菌に対抗する新薬の探索が緊急に進められており、人々が注目している場所の 1 つが海です。プリマス大学の海洋生態学者であるハウエル教授は、「海綿とサンゴは、医学的特性を持つ天然物の最も有望な供給源です。これは、これらの動物は一般的に、互いに打ち負かし、殺し合う化学物質を進化させた細菌によって定着しており、抗生物質の理想的な基礎となっているためです.
ハウエルは深海生物学者として、海で発見された新しい分子について最初に知った人物の 1 人です。 Howell と彼女の同僚で、同じくプリマス大学の微生物学者である Mat Upton は、MRSA に対して有効であると思われる深海細菌から抽出された少なくとも 1 つの分子をすでに発見しています。
ハウエルは、深海生物に関心を持つよう人々を説得する方法として、もともとバイオプロスペクティングに興味を持っていたことを認めています。 「種や生息地を破壊するのは間違っているという理由だけで深海を気にしないのであれば、少なくとも気にかけるべきです。実際にあなたの命を救うかもしれないからです」と彼女は言います。
海で発見されているのは抗生物質だけではありません。致命的な熱帯イモガイの毒素に基づいた鎮痛剤が製造されています。一方、カリブ海綿からは、リンパ腫や白血病を治療するシタラビンや、帯状疱疹、水痘、ヘルペス、ヘルペスに使用されるアシクロビルなど、さまざまな抗ウイルス薬や抗がん薬が生み出されました。
熱と二酸化炭素を吸収する海2
海がなければ、気候危機はすでにはるかに悪化していたでしょう。この膨大な量の水は、温暖化する大気からの熱の 90% 以上を吸収し、何ギガトンもの二酸化炭素を吸収しました (1 ギガトン =10 億トン)。
最近の研究によると、1994 年から 2007 年の間に、海洋は全 CO2 の 3 分の 1 近くを吸収したと計算されています。 人間の活動によって放出されます。 「海は私たちを熱や二酸化炭素から守ってくれました」と、国際自然保護連合のダン・ラフォリーは言います。 「海がなかったら、地球の表面温度は 30°C 以上高くなっていただろう」
彼は海を、地球上の生命にとってちょうどいい状態に保っている快適なブランケットだと説明しています。しかし、二酸化炭素と熱を大量に吸収することで気候危機を食い止めることができる一方で、波の下では他の問題も引き起こしています。海自体は著しく温暖化し、酸性化が進んでおり、気温が上昇するにつれて、海は酸素を失いつつあります.
そして、これはすべての海洋生物にとって悪いニュースであり、呼吸や生存が困難になります。海の変化する化学物質は、サンゴ、ハマグリ、プランクトン、および炭酸カルシウムでできた殻や骨格を持つ他の生物にとって生命を特に厳しいものにします。
地球の肺
私たちは植物プランクトンの存在に感謝しなければなりません。これらの小さな生物の多くは海を漂い、光合成を介して太陽からのエネルギーを利用し、その過程で地球の大気中の全酸素の約半分を生成します (残りは陸上植物からのものです)。
特に重要なのは、プロクロロコッカスと呼ばれる一種のシアノバクテリア、または藍藻類です。それらに欠けているサイズ – そのうち 10 個は赤血球の幅を横切ることができます – それらは数で補う以上のものであり、おそらく地球上で最も豊富な光合成生物です.
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「それらは 10 億単位で測定されるほどの数で存在します。これは 10 であり、途方もなく膨大な数です」と Laffoley は言います。
プロクロロコッカスの標本は、マサチューセッツ工科大学の海洋学者サリー・チザムによって、1986 年にサルガッソ海から採取された水から初めて分離されました。今年、彼女は極めて重要なシアノ バクテリアの画期的な発見と進行中の研究に対して、750,000 ドルのクラフォード賞を受賞しました
海の生き物に着想を得た技術
多くの科学者やエンジニアは、海洋に生息するものに基づいて、有用な新しい材料、構造、および技術を開発することに触発されてきました.たとえば、不格好な金属製のロボットの代わりに、タコの柔軟な腕に触発されたソフトボディの機械がいつの日か見られるかもしれません。タコの皮膚の色と質感を周囲の環境に合わせて瞬時に変化させる驚くべき能力は、軍用迷彩としての使用についても調査されています。
海からのインスピレーションは、最も謙虚な動物から得られます。たとえば、研究者はムール貝が濡れていて波に打たれても岩にくっついている仕組みを知りたがっていました。軟体動物は特別なタイプの防水接着剤を分泌することが判明しました。医学研究者は現在、この接着剤を使用して、胎児の手術などの複雑な手順で使用する外科用接着剤を開発しています.
ムール貝の親戚であるカサガイは、最近になってようやく答えが出た別の疑問を提起しました:これらの一般的な海岸線の軟体動物は、歯を壊さずに岩から藻類をこすり落とすのにどのように多くの時間を費やしているのでしょうか?彼らの秘密は、彼らの歯ぎしりの複雑なナノ構造にあり、それが彼らを知られている中で最も丈夫な生物材料にしています.カサガイが望むなら、防弾チョッキをかみ砕くことができます。彼らの小さくて弾力性のある歯を複製して、丈夫な材料を製造するのに役立てることができます.
ウニは、自己研ぎ歯で印象的な歯科の概念をさらに一歩進めます。彼らの歯は、炭酸カルシウムの結晶と有機材料の層でできており、特定の弱点があり、鋭い刃が残ります。材料科学者がその能力を模倣できれば、ウニにヒントを得た自己研ぎ式のはさみやナイフを使用できるようになるでしょう。
かけがえのない食料源
世界自然保護基金 (WWF) によると、約 30 億人が最大のタンパク源として魚介類に依存しています。私たちが食べる魚の半分弱は、海で捕獲された野生動物に由来し、残りは養魚場に由来します.
身近な魚介類以外にも、海は私たちの食生活や日常生活に、知らず知らずのうちに何かをもたらしてくれます。毎年、少なくとも 2,500 万トンの海藻が養殖されています。巻き寿司に海苔が巻かれているのを目にすることもありますが、その多くはアルギン酸塩やカラギーナンなどの工業製品の製造に使用され、最終的にはあらゆる種類の製品になります。シャンプー、歯磨き粉、ペットフード、アイスクリーム、加工肉、ベジタリアン向けのホットドッグ、ビール、靴磨き、消臭剤、消火器はすべて、海藻由来の化学物質を含んでいる可能性があります.
海藻養殖は伝統的にアジアで行われてきましたが、現在では英国や米国を含む他の国々がその恩恵を受けています.海藻は、ヨウ素、カルシウム、アミノ酸が豊富な「スーパーフード」と見なされているだけでなく、持続可能な方法で養殖でき、二酸化炭素を吸収し、海から余分な栄養素を吸収するカーボン ニュートラルです。海藻はバイオ燃料の作成に使用できますが、研究によると、海藻ベースの飼料で飼育された牛は、強力な温室効果ガスであるメタンの生成が少ないことが示唆されています.
行動の時です
彼らが提供するすべてのものと、惑星地球を居住可能にするすべての方法を考えると、海が緊急に保護を必要としていることは明らかです.すべての有害な活動、特に漁業を立ち入り禁止にする海洋保護区を確立することは、海にとっても私たちにとっても大きなメリットです。これらの繁栄するオアシスからこぼれ落ちます。
現在、世界の海域の約 8% が海洋保護区内である程度保護されていますが、その多くは紙の上では有効であると考えられていますが、十分に実施されていません。
欧州委員会は、ヨーロッパの海の 10.8% が保護されていると主張していますが、最近の世界自然保護基金 (WWF) のレポートは、適切に管理された保護区は 1.8% しかカバーしていないと結論付けています.
サイエンス フォーカス ポッドキャストのエピソードを聞く 海について:
- 北磁極が動いているのはなぜですか? – キアラン・ベガン
- 地球にプラン B はありません – マーティン リース卿
- どうすれば地球を救うことができるでしょうか? – デビッド・アッテンボロー卿
2020 年までに海洋の 10% を保護するという世界的な目標は達成できるように見えますが、保護活動家や科学者はさらに多くのことを求めています。 2016 年、1,400 の政府、NGO、先住民コミュニティを含む国際自然保護連合 (IUCN) のメンバーは、2030 年までに海洋の 30% を保護するという新しい目標を支持する投票を圧倒的多数で行いました。これは漁業の支援に役立ちます。 、生物多様性を奨励し、海に関連する伝統を守ります。
「10％を保護するという現在の政策を支持する科学出版物はありません」とIUCNのダン・ラフォリーは言います.科学は、最低限必要なのは海の 3 分の 1 以上を保護することであると言っています。また、海洋保護区だけでなく、その外で起こっていることも重要です。ロンドン動物学会の上級顧問である Heather Koldewey 博士は、次のように述べています。 「それは、残りの持続可能な管理と組み合わせた保護の組み合わせでなければなりません。」
更新 :この記事の以前のバージョンでは、海洋は産業革命以前から 300% 酸性化したと述べていました。これは 30% と言うべきでした。また、海洋プランクトンは地球の酸素の約 50% を生成しますが、最大で 85% にはなりません。
