海面下では、巨大な不可視の世界が動いている。
何十億もの微生物が水とともに動き、太陽光を有機物に変え、酸素を放出し、海洋生命の次の段階の餌となる。彼らに耳はないが、だからといって周囲の音が彼らを素通りするわけではない。
プランクトンでさえ、海流、圧力、光、化学信号、水の振動といった共通の物理空間の中に存在している。
新しい研究が示したのは、稼働中の洋上風力発電所の低周波の唸りが、自然のプランクトン群集内部のプロセスを変えうるということだ。わずか22時間の曝露で、植物プランクトンはより速く増殖し始め、水の酸素バランスが変化した。
科学者たちがほとんど答えを聞くことを予想していなかった場所で、海は人間の音に応答した。
ノルウェー海域での実験
この研究は、ノルウェー科学技術大学（NTNU）のジュスティーヌ・クルブレスと海洋生物音響学者アナ・シロヴィッチが率いる国際チームによって行われた。モンペリエ大学、CNRS、Ifremer、ベルギー王立自然科学研究所、ハンブルク大学の専門家も参加した。
このプロジェクトはノルウェー研究評議会がプログラムの一環として資金提供した。 PURE WINDは、洋上風力発電の音が生態系に与える影響を扱うものである。
発電所の唸りを海で再現する方法
研究者たちは実験を実際の海洋環境に近づけたいと考えた。そのため、無菌条件下で単一の実験室種を育てるのではなく、植物プランクトンとそれを餌とする動物プランクトンを含む沿岸ラグーンの自然群集を用いた。
試料は、海洋環境中に直接置かれた実験用容器——マイクロコズム——に入れられた。その後、水中で稼働中の洋上風力発電所の実際の録音が再生された。
実験には三つの音響モードが含まれていた：
- ラグーンの自然な背景音だけを聞く対照群——およそ 80 dB（1 µPa基準）；
- 中程度の騒音レベル——およそ 94 dB；
- 高レベル——およそ 106 dB。
曝露は、 50から2400ヘルツ の周波数にわたり、 22時間続いた。
水中のデシベルは、空気中で慣れ親しんだ騒音の値と直接比較することはできない。水中では別の基準値が用いられ、音そのものの伝わり方も異なるからだ。したがって、示された数値は実験条件間の違いを特徴づけるものであり、プランクトンが家電製品やコンサートと同程度の音量の音源の近くにいたことを意味するものではない。
科学者たちは、植物プランクトンの増殖速度、動物プランクトンによる摂食の強度、そして酸素濃度の変化を測定した。
22時間で何が変わったか
風力発電所の騒音を再生した群では、植物プランクトンが対照条件よりも統計的に有意に速く増殖した。
同時に、水中ではより正の酸素収支が観察された。著者らは、これが一次生産の増強を示している可能性があると考えている。一次生産とは、微細な藻類やシアノバクテリアが光を利用して有機物を作り出し、酸素を放出する過程である。
一方、動物プランクトンが植物プランクトンを摂食する速度は、三つの群の間で有意に異ならなかった。
こうして珍しい図式が浮かび上がる。植物バイオマスの生産は変化したが、短時間の実験の範囲内ではその消費はほぼ従来どおりだったのである。
しかし、これを騒音による利益が証明されたものと見なすことはできない。
一つの環の加速した成長は、従来の過程の比率を乱す可能性がある。有機物の生産と消費が食い違い始めれば、やがて酸素の状態、栄養元素の循環、水の透明度、食物網におけるエネルギーの分配に影響を及ぼしうる。
今のところ、これはあくまで起こりうる結果にすぎない。この研究が示したのは短期的な反応であり、それが数週間、数か月、あるいは数年後に何をもたらすかは追跡していない。
プランクトンはどのように音に応答しうるのか
ここで「聞いた」という言葉は比喩である。
植物プランクトンは、人間やクジラや魚のように音を知覚するわけではない。しかし音とは物理的な運動である。すなわち圧力の波と水の粒子の振動である。それらは微小な生物に直接作用したり、その周囲の条件を変えたりしうる。
考えられる仕組みはいくつかある。振動は、水の混合、細胞と栄養素との接触、光に対する細胞の位置、生理学的状態、そして群集の構成員同士の相互作用に影響を及ぼしうる。
しかし新しい研究は、どの仕組みが成長の加速を引き起こしたのかを特定してはいない。それは、自然の群集が特定の短時間の音響条件に反応したという事実そのものを記録しているのである。
因果の連鎖を理解するには、さらなる実験が必要である。個々の種や混合した群集を用い、作用の持続時間、周波数、信号のレベル、環境条件を変えて行う実験である。
海洋生命の基盤
植物プランクトンは気づかれにくい。個々の細胞は肉眼では見えないこともあるが、これらの生物は全体として地球規模の働きを担っている。
それらは多くの海洋食物網の基盤を成している。それを動物プランクトンが食べ、動物プランクトンは魚、鳥、海生哺乳類の餌となる。植物プランクトンは生物圏の酸素の相当な割合の生産に関わり、炭素を固定し、その一部はやがて海洋の深層へと運ばれる。
したがって、その成長の変化は、実験容器の中に限られた小さな出来事ではない。それは、はるかに大きな生命体が依存する連鎖の始まりに影響を及ぼしうるという信号なのである。
これまで水中騒音の研究は、主にクジラ、イルカ、魚、その他音をコミュニケーションや方向把握、餌探しに用いる動物に焦点を当ててきた。新しい研究は問いを広げる。すなわち、慣れ親しんだ聴覚系を持たないが同じ物理的環境の中に存在する生物に、産業的な音が届いたら何が起こるのか、という問いである。
グリーンエネルギーにも音はある
洋上風力発電は、化石燃料への依存を減らすために必要である。しかし、より環境にクリーンなエネルギー源だからといって、自然にとって完全に見えなくなるわけではない。
特に騒がしいことがあるのは建設工事である。たとえば、タービンの基礎を設置する際の杭打ちである。しかしすでに稼働している設備も、絶え間ない低周波の振動を生み出している。ブレードの回転、機構の動き、構造物の振動が、基礎を通じて水と海底に伝わるのである。
この研究は、洋上発電所がプランクトン群集を破壊していると証明しているわけではない。また、特定の稼働中の風力発電所を丸ごと評価しているわけでもない。科学者たちはその録音を、管理されたマイクロコズム実験の中で再生したのである。
しかしこの研究は、洋上エネルギーの設計において、目に見える動物だけを考慮するのでは不十分であることを示している。水中音は生態系のさまざまな階層を通じて広がりうるのであり、その微視的な基盤にも及ぶのである。
おそらく将来のタービンは、生み出すエネルギーの量だけでなく、海に残す音響的な痕跡によっても評価される必要があるだろう。
今日、海は私たちに何を思い起こさせたのか。
生きたシステムの中に、本当に小さな参加者や孤立した作用など存在しないということである。
人間は、空気の動きを電気に変えるためにタービンを設置する。その機構が振動を生む。振動が水に入る。水がそれを微小な細胞に伝える。そして目に見えない群集の内部で、生命の流れが変わるのである。
最も静かな技術的な唸りでさえ、海洋空間の一部となる。それは海流、動物の動き、降水のざわめき、そして水そのものの自然な振動とともに、全体の楽譜に入り込むのである。
海は私たちに思い起こさせた。人間が生み出したあらゆる技術は、すでに存在する生命と関係を結ぶのである。だからこそ、真の環境へのやさしさは、クリーンなエネルギー源からだけでなく、システム全体の応答を、その最も小さな住人に至るまで聞き取る能力から始まるのである。
プランクトンに耳はない。しかし海は私たちの音をそれに伝えた。そして生命は自らのリズムを変えることで応えたのである。
