NASAのミッションで海の生物の炭素の痕跡を追跡する船がシアトルから出航した
アラン・ボイル著
7年間の準備を経て、2隻の調査船がシアトルを出港し、海の微小生物が世界の炭素収支にどのような影響を与えているかを追跡する40日間の航海に出発する。そして、残留する1人の科学者にとっては、ほろ苦い瞬間でもある。
「『幸せですか？』とよく聞かれます」と、NASA本部のEXPORTSプログラム科学者、ポーラ・ボンテンピ氏は本日、出発の数時間前、シアトルのピア91で語った。「わかりません。お子さんが大学に進学したら、幸せになれるでしょうか？」
NASAと国立科学財団が共同で資金提供している海洋学キャンペーン「EXPORTS」は、いよいよ卒業シーズンを迎えます。「EXPORTS」は「Exportes in the Ocean from Remote Sensing（リモートセンシングによる海洋の輸出プロセス）」の略称ですが、このミッションの真の目的は、頭文字には含まれていない2つのテーマ、すなわち「炭素」と「気候」です。
海上調査の主な焦点は、植物プランクトンと呼ばれる顕微鏡レベルの植物のような生物と、それを食べるやや大きめの生物である。
植物プランクトンは光合成を通じて大気中の二酸化炭素を除去する上で重要な役割を果たしており、海洋の食物連鎖の最初のつながりを構成しています。
EXPORTSキャンペーンに参加している多数の科学者は、水深3,000フィート（1,000メートル）以上の「トワイライトゾーン」までの植物プランクトンの豊富さを測定し、消費された生物から発生する炭素がどうなるかを調べることを計画している。
しかし、それだけではありません。船舶から得られた測定値は、マルチスペクトル衛星の観測結果と照合され、宇宙から有機炭素の特徴を追跡するためのモデルが改良されます。
カリフォルニア大学サンタバーバラ校の海洋科学者教授で、EXPORTSの科学リーダーであるデビッド・シーゲル氏は、衛星データと海洋計測値のこのような相関関係の調査はこれまでにも行われてきたが、今後数週間で行われるような方法ではないと述べた。
「これは特別なことだ。なぜなら、我々はすべてを同時にやっているからだ」と彼はワシントン大学でのNASAソーシャルミーティングで語った。
NASAゴダード宇宙飛行センターの海洋科学者、ジェレミー・ワーデル氏は、すでに結果を楽しみにしている。彼は、NASAが計画している地球観測衛星ミッション「PACE」（プランクトン、エアロゾル、雲、海洋生態系の頭文字）のプロジェクト科学者だ。
ワーデル氏によると、PACEは海色の変化に基づいて様々な海洋生物の消長を追跡する24時間365日調査を行うように設計されているという。しかし、そのためには、PACEの科学者たちは、EXPORTSキャンペーンで発見されると期待されるような相関関係を見つける必要がある。
「衛星の性能は、訓練に使う現場データ次第だ」とワーデル氏は言う。
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- ビートルズのアルバム「アビイ・ロード」のカバーを彷彿とさせるように、NASAの海洋学者イヴォナ・チェティニック氏とEXPORTSの科学リーダー、デイビッド・シーゲル氏が、シアトルの路上でスカイグライダー潜水艇を移動させ、調査航海の準備をしている。(GeekWire Photo / アラン・ボイル)
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- ワシントン大学応用物理学研究所の主任研究員であるクレイグ・リー氏とジェイソン・ゴバット氏が、同研究所の自律型水中ロボット「シーグライダー」を披露している。(マリサ・カリ撮影 / @HashtagMarisa)
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- ワシントン大学応用物理学研究所の上級主任海洋学者、エリック・ダサロ氏が、EXPORTSキャンペーンで使用される水位測定フロートの図面を見せている。彼の後ろにはフロートの部品が展示されている。(GeekWire Photo / Alan Boyle)
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- R/Vロジャー・レベル号（手前）とR/Vサリー・ライド号（奥）は、出航準備のためピア91に停泊中。（NASA写真）
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- ウェス・ヒル船長は、スクリップス海洋研究所が運航する探査船ロジャー・レヴェル号のブリッジに立っている。「スクリップスには30年近く勤めています」と彼は言う。(GeekWire Photo / アラン・ボイル)
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- チーフコックのジェイ・エリクソン氏がR/Vロジャー・レヴェル号で食事を用意している。(GeekWire Photo / アラン・ボイル)
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- ウッズホール海洋研究所の上級科学者ケン・ブッセラー氏によると、EXPORTSキャンペーンで使用される堆積物トラップは1つあたり7万ドルかかるという。(GeekWire Photo / アラン・ボイル)
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- オレゴン州立大学のジェイソン・グラフ氏（R/Vロジャー・レヴェル号共同主任科学者）が、金属製のロゼット上に並べられたタンクを使って、異なる深度で海水を採取する方法について説明している。（GeekWire Photo / アラン・ボイル）
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- オレゴン州立大学のジェイソン・グラフ氏は、細胞選別機を用いて分析用の植物プランクトンサンプルを選別する予定です。(GeekWire Photo / アラン・ボイル)
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- メイン大学の海洋学者ニルス・ヘンチェンス氏は、海上で記録されたデータと衛星観測データを相関させる鍵となる海の色を記録する機器の開発に取り組んでいる。(GeekWire Photo / アラン・ボイル)
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- ロジャー・レベル号のデッキに設置された透明なタンクは、海から浚渫された光合成性プランクトンの孵化器として機能します。(GeekWire Photo / Alan Boyle)
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- カリフォルニア大学サンタバーバラ校の海洋学者で、R/Vサリー・ライドの共同主任科学者であるノーム・ネルソン氏は、左手で地図上の船の目的地を指し示しています。もう片方の手は、地図の端にあるシアトルの位置を指し示しています。(GeekWire Photo)
EXPORTSの科学者たちは、現場データの収集に全力を尽くします。2隻の調査船、「R/Vサリー・ライド」と「R/Vロジャー・レベル」は、シアトルの西1,000マイル以上、北太平洋に位置するオーシャン・ステーション・パパと呼ばれる地点へ航海します。（8月10日更新： 両船ともシアトルを出航済み）
堆積物トラップとサンプリングアレイを用いて、様々な深度から水サンプルを採取します。サンプルの一部は凍結保存され、後の分析に使用されますが、その他のサンプルは船上で集中的に研究されます。オレゴン州立大学の植物学者で、植物プランクトンを専門とするジェイソン・グラフ氏は、ハイテクで高価な細胞選別装置を用いて、研究対象とする微小生物を分離します。
「冗談はさておき、家よりも高いんだ」とグラフ氏は細胞選別装置について語った。「まあ、シアトルではもう無理かもしれないけど」
一方、ウィスコンシン大学応用物理学研究所で開発された「シーグライダー」と呼ばれる水中探査機が、ステーション・パパ周辺の海域で観測を行う。シーグライダーは、それに付随する機器を搭載したフロート群とともに、数ヶ月間にわたるデータ記録を可能にする。科学者たちが9月に港に戻った後も、シーグライダーは長期間にわたって活動を続けることになる。
このキャンペーンがEXPORTSの科学者の期待通りに成功すれば、海洋観測と衛星観測の組み合わせが、気候変動が植物プランクトンと炭素循環に及ぼす将来的な影響を判断するための基準となるだろう。
「気温が上昇するにつれて、海洋生態系は変化していくことは明らかです」とシーゲル氏は述べた。植物プランクトンは生態系のバランスを保つのに役立つのだろうか、それとも炭素循環は制御不能になってしまうのだろうか？ EXPORTSと、海上および宇宙から実施される追跡調査は、その答えを事前に明らかにしてくれる可能性がある。
EXPORTS 探検の動向は、OceanExports.org の Web サイト、NASA の Earth Matters ブログ、および @NASAOcean と @NASAEarth の Twitter アカウントで追跡できます。
