サイエンスZERO 空の微生物 バイオエアゾルとは?牧輝弥(まきてるや)准教授の見逃し動画配信と再放送 9月2日

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NHK「サイエンスZERO(2018年9月2日放送」は、「キノコが雨を降らす!?空の微生物学者 気象のナゾに挑む」と題し、「なぜ雨は降るのか?」に迫る研究者・金沢大学 牧輝弥(まきてるや)准教授の研究が紹介されます。

雨には、水蒸気や微粒子を核とする氷の粒「氷晶」で構成されている事が分かっていますが、温度の高い低高度で発生する雲の中で、何が核となっているのかが解き明かされていません。

牧准教授は、「大気を漂う微生物・バイオエアゾルがカギだ」と研究を続けています。

それは、鉱物よりも微生物の方が高い温度で凍ることが判明してきたからです。

バイオエアゾルの謎が解き明かされれば、正確な気象予測や、人工降雨など、気象の制御も可能になると語る「空の微生物学者」の挑戦が紹介されます。

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バイオエアゾル

バイオエアロゾルとは、空気中を漂う微生物、真菌や細菌、花粉、動植物の細胞断片や死骸など、生物に由来する小さな有機物粒子のことを指します。

中でも、真菌と細菌は、人間の健康や生態系に影響を及ぼすのみならず、雲形成にも関わる可能性が有り、学術的な関心が高いのが特徴です。

何故雨が降るのか?

雨が降るのは、バイオエアゾルが鍵を握っていると考えられています。

バイオエアゾルは、「天気予報の様な短期予測に関しても誤差の要因になり得る」と考えられている反面、その鍵が明かされれば「ゲリラ豪雨などの異常気象を性格に予測可能となる」と考えられています。

雲を構成するのは、水蒸気が集まった「水の粒」と「氷の粒」の集まりで、その「氷晶(氷の粒)」や「雲粒(水の粒)」を構成する微粒子はエアロゾルです。

氷晶核が水蒸気を集めると、蒸発しにくくなり、粒として存在大きくなると雨となって降っていきます。

雲の粒を作る微粒子である砂の粒など無機物の微粒子は、-15℃という低温で、氷の粒を作る事が判明しています。

しかし、-15℃よりも空気の温度が高い場所でも、雲は発生しています。

それでは、鉱物よりも高い温度で凍り、雨を降らせる雲の粒になっているの正体が何なのか?

の研究が行われています。

そこで、研究の対象となっているのが、バイオエアロゾルです。

「バイオエアゾルを含むエアロゾルは雲の人生に大きく関わってくる」と話すのが今回スポットが当たる牧輝弥(まきてるや)金沢大学准教授です。

牧輝弥(まきてるや)准教授

400種類以上の微生物を発見した空の微生物学者です。

世界中の微生物を集め、中でも中国・敦煌で黄砂の微生物の粒子に衝撃を受けたとの事です。

牧准教授は、上空3000mで採取した納豆菌から作られた、「そらなっとう」を開発しました。

能登半島上空3000メートルで採取したエアロゾル

バイオエアゾルを含むエアロゾルは雲の核として働くと云われますが、未だにその実態がよく分かっていないのが現状です。

そこで牧准教授の研究が雲の予測精度の向上に繋がると期待されています。

雲を構成する「氷晶(氷の粒)」や「雲粒(水の粒)」を構成する粒子はエアロゾルです。

氷晶核が水蒸気を集め大きくなると雨となって降っていきます。

能登半島上空3000メートルで採取したサンプルを、温度や湿度などを、より空の環境に近い状態にして雲の中に近い条件で実験した結果-15℃よりも高い-14.7℃で凍る事が判明しました。

この能登半島上空3000メートルで採取したバイオエアロゾルがもしかすると、上空で雲を作るのに働いていたかもしれない、と雨を降らすバイオエアロゾルの手がかりを掴みました。

能登半島上空3000メートルで採取したバイオエアロゾルの正体を、DNAから調べて行くことになりました。

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雨を降らせるバイオエアロゾルが、何処から来て、何処にどのくらい飛んでいくのか?

次にバイオエアロゾルがいったい何処から来るのかを明らかにする為に牧准教授が向かったのは森でした。

選ばれた場所は、茨城県の筑波実験植物園でキノコの胞子(菌糸)がバイオエアロゾルのサンプルとして選ばれました。

キノコ類は、胞子を飛ばすためエアロゾルを放出します。

キノコの胞子がバイオエアロゾルとなって上空高く上がり、氷の核となって雨となって地上に降ってくる。

森に雨を齎し、キノコが生えやすい環境を整えるのでは?

という今までに無い面白い発想の循環による仮説を立てたのです

キノコの胞子をバイオエアロゾルのサンプルにし、雨を降らせるバイオエアロゾルが、何処から来て、何処にどのくらい飛んでいくのかが判明すれば、何処に雨が降るのか、どれ位の雨量となるのか?

そんな予測が可能になるかもしれないと考えたのでした。

そこで牧准教授は

1.森の地上付近
2.20メートル上空
3.500メートル上空

の3ヶ所で胞子のサンプルを採取しました。

その結果キノコの胞子(菌糸)が全ての地点で採取され、上空にもキノコの胞子がバイオエアロゾルとなって上空高く上がっている事が証明されました。

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まとめ

今回は、

・ 雲となり雨を降らせるバイオエアロゾル
・ バイオエアロゾルの発生源

この2点を明らかにする大きな手がかりが見つかったに過ぎません。

番組的に観ると結局、研究の一部が紹介されただけで

・ -15℃以上の気温で雲を構成するエアロゾルは判明したのか?
・能登半島3000メートルで採取された微生物は何だったのか?
・キノコの胞子がエアロゾルとして雲を構成するのか?

などがハッキリせず、どう関係が有るかモヤモヤする内容でした。

牧輝弥准教授のドキュメントを観ている様で、サイエンスZEROよりもプロフェッショナル・仕事の流儀で「空の微生物学者・牧輝弥」とかのタイトルで取り上げた方が面白かったと思います。

それだったら別に上記3点がモヤモヤしていても面白かったんですけどね・・・。

しかし、これからも続くバイオエアロゾルのより詳しい研究により、気象の謎へが明らかになれば突発的な豪雨や、台風などの豪雨での被害に対する対応が変化するので牧輝弥准教授の研究を見守りたいですね。

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本日は最後までご覧いただきありがとうございました。

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