北極圏メタンガス放散

北極圏メタンガス放散とは、北極域の永久凍土が存在する陸地や海底から、温室効果ガスであるメタンが自然に大気中へ放出される現象を指します。この地域には、天然ガスやメタンクラスレート（メタンハイドレートとも呼ばれる氷状の物質）として、膨大な量のメタンが蓄えられています。メタンの放出は古くから続く自然プロセスですが、地球温暖化による北極圏の気温上昇に伴い、その放出量が増加する可能性が懸念されています。

放出メカニズムと温暖化への影響

永久凍土が融解すると、長年凍結していた植物や動物の遺骸（バイオマス）が微生物によって分解されます。特に、水分の多い嫌気的な環境では、この分解プロセスでメタンが生成されます。また、海底や陸地の深い場所に安定して存在していたメタンクラスレートも、温度の上昇や圧力の変化によって不安定化し、メタンガスとして放出されることがあります。

メタンは、二酸化炭素よりもはるかに強力な温室効果ガスであり、特に短期間（20年間）で見ると、その温暖化をもたらす力は二酸化炭素の約84倍以上にもなります。北極圏からのメタン放出が増加すると、それはさらに地球温暖化を加速させます。この「温暖化→永久凍土融解→メタン放出増加→さらに温暖化」という連鎖は「正のフィードバック」と呼ばれ、温暖化が一度加速し始めると止めるのが困難になる可能性があるため、北極圏の永久凍土融解は「地球温暖化の時限爆弾」と喩えられることがあります。近年の研究では、このフィードバックがパリ協定で掲げられた1.5℃目標を超過した場合、地球の気候システムに不可逆的な変化をもたらし、自然環境や生態系に甚大な影響を及ぼす可能性が指摘されています。

放出はゆっくり進むとは限らず、急激な解凍が起こる場所もあります。例えば、氷を多く含む永久凍土が融けて陥没し、湖（サーモカルスト湖）ができる場所や、斜面が崩壊する場所では、大量の土壌が一気に空気に触れたり、嫌気的環境になったりすることで、短期間にメタンの生成・放出が促進されることが観測されています。また、海底の永久凍土に閉じ込められていたメタンが、温暖化によって放出される「ホットスポット」も存在します。

近年の観測と研究動向

大気中のメタン濃度は近年、特に2018年頃から加速して増加しており、科学者の間で警戒感が高まっています。2020年代初頭には、過去の記録を更新する増加率が観測されました。この増加傾向について、北極圏の寄与が大きいとする見方と、熱帯湿地からの排出が主因であるとする見方があり、現在も議論が続いています。しかし、シベリアのツンドラ地域で温暖化に関連したメタン排出が増加しているという証拠や、北極圏の一部の海域や陸域でメタンの放出が活発化しているという報告もあり、今後北極圏の影響が増大する可能性は否定できません。

アメリカ海洋大気庁（NOAA）の2024年の報告によると、北極圏は異常な温暖化に直面しており、永久凍土の温度は過去最高レベルを記録しています。かつて大気中の炭素を吸収・貯蔵していた北極圏のツンドラ地域は、永久凍土の融解と山火事の増加により、逆に炭素（二酸化炭素とメタン）を大気中に放出する源に変わりつつあることが指摘されています。また、北極海の海氷減少も続いており、これもツンドラからのメタン放出を促進する可能性が示唆されています。

海底に存在するメタンクラスレートの崩壊による大規模なメタン放出は「クラスレート銃の仮説」として知られていますが、大部分のクラスレートは非常に深い場所にあり、今世紀中に急速に崩壊する可能性は低いとする見方が主流です。しかし、北極圏の一部の海域には比較的浅い場所にクラスレートが存在するため、温暖化の影響を受けやすい可能性も指摘されています。

将来予測と対策

急激な解凍を考慮に入れた最新の研究に基づく将来予測では、永久凍土からの温室効果ガス排出量（二酸化炭素とメタンを合わせた二酸化炭素換算量）は、温暖化の進行度によっては数千億トン規模に達し、これは1.5℃目標に抑えるために許される残りの排出量枠（カーボンバジェット）を使い果たしてしまう可能性があると警告しています。温暖化を抑えられなければ、永久凍土の大規模な崩壊が不可逆的に進行し、数十年から数百年の間にさらに地球温暖化を加速させる要因となると予測されています。

北極圏からのメタン放散を緩和するためには、地球全体の温室効果ガス排出、特にメタン排出を抑制することが重要です。大気中に放出されたメタンを回収するのは技術的に非常に困難ですが、一部では放出されたメタンを燃焼させて（二酸化炭素に変換して）温暖化影響を低減させる試みも検討されています。

北極圏メタンガス放散