さあ！諸君！捕鯨問題だ！

(つづき)

水棲生物では体重に関する代謝率スケールは体の大きさと
逆比率になる。体重が10分の１になるごとに約1.6倍の
代謝率増加があり、温度に関しては指数関数的で、典型的には
摂氏10度上昇ごとに1.83倍の増加がある。

小さめの魚が高温で体重一単位あたり、相対的により
多くの炭酸塩を生成するということになる。

硬骨魚類の海洋炭酸塩生産への貢献を計算するためには、
世界の海棲魚類のバイオマス（生物量）を知る必要がある。
我々は世界中の海水魚のサイズ構成と生息量を評価するために、
二つの相互に独立したモデルを用いた。ひとつはサイズベースの
マクロ生態系アプローチ（15）であり、もうひとつは
エコパス・ソフトウェア（16）である。

各サイズ段階ごとに推定した魚類バイオマスと、主要海域の
ローカルな平均気温は個々の魚類の炭酸塩排出率と結合され、
世界的な魚類によるCaCO3生産の予測値が3.2 × 10^12 から 8.9 ×
10^12 mol year−1 　 (CaCO3炭素量にして年間0.04から0.11ペタ
グラム；＃4000万トンから1億1000万トン) 　 というかたちで
得られた。

この幅は、世界の海洋表層部の新CaCO3生産総量
推定値の2.7から15.4％にあたる。
この計算にはいくつかのバイアスを与えうる仮説を用いたが、
われわれはもしバイアスがかかるとしても魚類の炭酸塩
生産量を過小評価する方向の保守的アプローチをとった。
現実的な仮説のうちでもよりリベラルな仮説を採用すると、
推定値はほとんど3倍になり、世界のCaCO3新生産の
9―45％が魚類によるものとなる（この計算と仮説に
関してはサポート・オンラインマテリアル参照）。

われわれの推定は、その保守主義にもかかわらず、
魚類が海洋炭酸塩のメジャーなソースでありながら、
これまで認知されてこなかった貢献者であり、
海洋無機炭素循環（インオルガニック・カーボンサイクル）
の持続可能性に貢献しているということを示した(Fig. 1)。


この発見に引き続いて生ずる疑問は、この魚類による
炭酸塩が、従来知られていたソースからの炭酸塩と
比べてどのような性質と、排出後の経過の特色を
持つのかということである。

深海の高圧と低温で、海水はCaCO3に関して不飽和の
状態となり、炭酸カルシウムは沈むにつれて溶解する。
反応1の逆のことが起こるのであり、溶けたHCO3− と
CO3^2の濃度が深度とともに高まる［これは海水の
全アルカリ度（TA）の上昇として計測される］。

従来型ソースからのCaCO3粒子は、ある化学的溶解躍層に
達すると溶けると予測されている。北大西洋と太平洋で
それぞれカルサイトの溶解躍層が約4300ｍと750ｍ、
アラゴナイトの溶解躍層は約1500ｍと500ｍに位置する
とされている。

しかしこの見解に反する知見として、近頃では表層水から
移行した炭酸塩のかなりの部分（50から71％）が、より
水深の浅いところで溶解しているという炭酸塩収支が
示されている(4, 5, 21)。これは水深1000ｍ以浅の帯域での
全アルカリ度（TA）が北大西洋では約2400 M から2480、
太平洋では2500 Mとなっているという結果で示された(1) (Fig. 3) 　 。
この逆説的な現象は数十年にわたって海洋学者たちに
パズル解きの難題を提供してきた。
溶解躍層より上でのCaCO3の溶解(7)がディベートの
課題だったのであり、以下の要因に原因が求められてきた。
(i) 動物性プランクトンの腸内での溶解(22–26);
(ii) 微小環境による溶解、このプロセスは有機物のバクテリア
による酸化で促進される (27);
(iii) より溶けやすい形のCaCO3の溶解で、これには
翼足類（Pteropods）と、マグネシウム含有度の高い
カルサイトが含まれる (28, 29)。

しかしカイアシ類の腸内での溶解はTA上昇のほんの
一部を説明できるにすぎない(27)。
太平洋でのシャープなTA上昇は、相溶性のより高いもの
が溶解しているということを示している(28, 29)。
たとえば高マグネシウムカルサイトがこれにあたり、
アラゴナイトの2倍の溶解性がある(30, 31)。

表層水の全アルカリ度を上昇させるかなり大きな
部分要因が、魚の作り出した高マグネシウムカル
サイトに実際関連していると、我々は示唆する。

魚起源の炭酸塩が高いマグネシウム含有率をもって
いること(fig. S1)、その高い溶解性を与件とすると、
海洋の浅い部分での全アルカリ度上昇に対して、
魚性炭酸塩の溶解が重要な寄与（26％2至る）を
行っていると、われわれは予測しうる。