結氷した湖沼におけるメタン生成過程の解明に向けた現地観測

近年，温暖化や降水パターンなどの環境変化が問題となっており，要因は二酸化炭素，メタンなどの温室効果ガスの増加である可能性が指摘されている．メタンは大気中の寿命が約10年と二酸化炭素の5～200年ほど長くはないが，温室効果が二酸化炭素の約25倍であるため，大気中のメタン濃度の増加に伴い，温暖化が促進される可能性がある．そのため，メタンの生成量，生成過程を理解することは重要である．既往の研究では湖沼からのメタン放出量が自然放出量の6～16%を占めると報告している．また，現地観測結果を基に不凍湖である洞爺湖を対象に湖内のメタンの挙動および大気へのメタンフラックスの推定を行ない，温度成層が弱くなる秋や冬に底層のメタンが表層へ移動し易くなることで大気へと放出するメタンフラックスの増加を指摘する研究が存在する．しかし，これらの研究成果では寒冷地域特有の結氷を考慮した検討が行われていない．既往の研究において，メタンは貧酸素かつ硫酸還元菌の少ない底泥で生成されることが報告されている．そのため，結氷時のメタン生成量，発生環境を明らかにするには，結氷した湖内の水質環境を理解することが重要である．そこで本研究では，現地観測結果を基に結氷した湖内の水質環境を明らかにすることを目的とする．研究対象は北極圏に位置するアラスカに存在する淡水湖であるSmith Lakeおよび北海道東部に位置する汽水湖である網走湖である．現地観測は多項目水質計（AAQ-1183:JFEアレック（株））を使用した．その結果，Smith Lake，網走湖の両者とも水表面が氷による冷却効果，底層は地熱や高水温の塩水流入の影響によって，密度成層が形成されることが確認された．また，結氷の効果により大気との交換が抑制されることで貧酸素化していることが分かった．メタンは嫌気的状態が強い底泥から発生し，密度成層によって上下層は混合し難い状態にあるため，下層には大量のメタンが貯留されていると推測される．The 4th IPCC report demonstrated that sea level rise is from 0.18 to 0.59 m and the increase in temperature is from 1.1 to 6.4 degrees. Methane is considered one of the most influential gasses on climate change, and the previous studies demonstrated that about one-fourth of methane emission is given from lakes and wetlands. However, the mechanism of the occurrence of methane with the effect of the freezing is not clarified enough. Therefore, this study aims to clarify water quality of freezing lake by using field observation. As a result, it is speculated that is accumulated large amounts of methane in lower layer in freezing season by forming stratification.