海洋変動力学研究室

九州大学総合理工学府大気海洋環境システム学専攻

インタビュー
2020.11.18

プラスチックを減らすだけではダメ?海洋プラスチックごみの未来を考える|九州大学磯辺篤彦教授インタビュー【前編】

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今回は九州大学総合理工学府大気海洋環境システム学専攻海洋変動力学研究室の磯辺篤彦教授にオンラインインタビューを行いました!


海洋物理学の研究、海岸プラスチックごみの発生源を特定するコンピュータシミュレーション、現在取り組まれているマイクロプラスチックの将来予測から環境問題への正しいアプローチについてなど、私たちの生活にも関わるお話を伺いました。


コンピュータシミュレーションで海洋プラスチックごみの発生源を突きとめる

はじめに研究内容について聞かせて下さい。


磯辺

専門が海洋物理学、海洋力学という分野です。地球の回転する上での流体力学というと、大気か海しかないわけですが、なかでも海を扱っています。
ざっくり言うと、海流の研究が主です。


海流の研究?


磯辺

海流はどこから来て、どこへ行き、なにを運び、それが将来どうなるのか。また、地球環境そのものをどんな風に変質させていくのか、という研究です。


海流の地球環境への影響などを研究されているのですね!


磯辺

学部の卒業論文からずっと海流の研究をしてきました。
特に30, 40代は川の水が海でどう広がっていくのか、なぜそうなるのか、という理論的な研究が多かったです。


どのような研究でしょうか?


磯辺

大気と海洋というのは、海面を通して互いに熱を交換し合っています。大気が変われば海洋も変わり、海洋が変われば大気も変わるような感じで、相互作用をします。
その相互作用のあり方の研究を進めてきました。


先生は海洋プラスチックごみの問題にも取り組まれてますね。


磯辺

12、13年程前から海洋プラスチックごみについての研究を始めました。
九州には海岸に漂着している海洋プラスチックが多いので、それがどこから来たのかを逆算するシステムを開発をしていたんです。


そんなことできるんですね!


磯辺

海洋学の最先端というのはコンピュータシミュレーションで海流を表現しますが、それだけではなく同化(アシミュレーション)というテクニックを使います。


同化というのは、どういったものですか?


磯辺

コンピュータシミュレーションで再現した波や風はバーチャルな世界なので、時間が進めば進むほど実際の海とずれてくるわけですね。


人工衛星「アルゴ」という海洋ロボットが世界に大体4000機くらい流れていて、水温や塩分、海流分布といった海のデータを取っています。
ずれてきたら、海洋ロボットや人工衛星などの実際の観測で得た現在や過去のデータに修正してやるようなアルゴリズムを組み込んだコンピュータシミュレーションです。


実際の海洋データで修正するんですね。


磯辺

同化プロダクトと言うのですが、非常に正確な海流情報を与えていて、5、6年程前からこれが観測に取って代わるくらいの精度をもった新しいプラットフォームとして使われるようになっています。


コンピュータ上で海流が把握できてしまうなんてすごいですね!


磯辺

こういったツールが進化した状況下では、海のプラスチックがどこから来たかが簡単に分かるんです。同化をかけたコンピュータシミュレーションで海流の流れを逆向きにしてやれば遡って元の場所へ帰っていくわけですよ。


統計的な処理が必要ですが、そこをちゃんと経ると「どこそこの島にあるごみは、何年何月頃にどこから出たものである」という出所を出すことが可能です。そういったシステムを開発しました。


そんなに細かく特定できるんですか!


磯辺

バリデーションといいますが、こういうシミュレーションをする時には必ず現場に行かなければいけないんです。現場のデータを取って合致しているかどうかを比較しなければならないんですね。


特に自然科学のシミュレーションは大部分はバーチャルなものなので、実環境のデータを取ってそれとの比較をしてはじめて既製品として成り立つわけですよ。


ごみの量はどのように調べるのですか。


磯辺

海岸でゴミを数える時に、細かく砕けて数が数えられないようなものが非常に多いのに気づきました。当時は対象外として無視して、それ以外の大きなプラスチックごみを数えることに努力を傾注しました。


ウェブカメラを設置して一時間に一回写真を撮り、それを数年間に渡って続けて、画像解析でゴミの量を定量化したんです。


気の遠くなるような長期間の作業ですね。


磯辺

今やっているプロジェクトは、ドローンにカメラをつけて深層学習でプラスチックの画像解析を抽出しています。
ドローンで撮ると多角的にいろんな方面から海が撮れるので、それで体積が分かる。割と短い時間で海岸に落ちているプラスチックごみの体積を集計できるんです。


深層学習はいろんな分野に応用されていますね。


磯辺

深層学習で学習を重ねていけばプラスチックごみでも、プラスチックと判定してくれる。僕が思っている以上にちゃんとわかるんですよね。
海岸に落ちてるゴミとか、画像処理には結構強いなと思います。


ドローンを使ったり、深層学習で画像解析をしたり、最先端の技術を活用して研究されているのですね。


磯辺

技術は進んでいるのですが、それでも細かなプラスチックに関してはどうしようもなかった。それが気になって、十年程前から海にどれだけ落ちているか、流れているか、また海岸にどれだけ散らばっているかを調べる研究から着手しました。


瀬戸内海や日本周辺の海、あるいは南極海や太平洋を縦断した船で撮影したんです。その結果、世界中でこのような小さなプラスチックが落ちているというのを、世界でも割と先駆けて研究し始めました。


世界でも先駆けて!


磯辺

僕が研究を始めた頃はマイクロプラスチックの研究論文は年間一本出るかどうかくらいだったんです。
でも今はそういうデータがドカッと集まって、数時間に一本のペースで論文が出てるくらい、世界的に人気のテーマに引っ張り上がっています。


中でも先駆けてやったという強みがあり、非常によく論文を引用していただいてます。世界の他の研究者ともディスカッションが進み、割と高いレベルでやらせてもらってるなと思います。ただ、たかが十年くらいの先行なので、ボーっとしてるとあっという間に追い抜かれるなという世界ですね。



テーマに取り組むきっかけは「勘」!?

海洋プラスチックに注目されたきっかけはなんだったのですか?


磯辺

それをよく聞かれるんですよ。なんていうんですかね。ですかね。
海岸に行ってプラスチックがいっぱいあった時に、「これはすごいな」と思ったんです。全然論理的じゃないんですけど。 


第六感的なものですか。


磯辺

研究は論理的に積み上げていくものですよね。エビデンスを集めてそこから論理が集まって、それからそれを更に積み上げていって、相応しい方法論を探していってという形で非常に論理的なものなのですが。


スタートは直感的なものなんでしょうかね。


磯辺

同じ研究テーマをしている研究者がいっぱいいるということは、そういうことを最初に思った人が他にもいるということですよね。


気づいたっていうレベルの話かもしれないけど、それができるかできないかって研究者の結構大きな分かれ目かもしれないですね。最近はなんとなくそういう風に思っています。


そのためにはどうすればいいのでしょうか。


磯辺

現場に行って、実際探してみて問題意識を持たなきゃいけないですよね。
コンピュータシミュレーションのバーチャルな世界だけでやろうと思ったら、小さなプラスチックは見えない。


実際に見ることが大事かもしれませんね。


磯辺

見たことがないものは想像もできないわけだし、そういう意味では現場に行くのは一番大事なことだったなと、今になって思います。
僕は決して現場を知らなきゃダメだというような泥臭いことを言うつもりは全くなくて、現場を知らなくてもできることはいっぱいあると思うんですけど、現場に行かないと始まらないこともあると思いました。


リアリティの力って逆らえないところがあるから。



マイクロプラスチックが地球に与える影響

社会や企業でゴミを削減する動きがあるなかで、社会問題として海洋プラスチックごみの問題をどんな風に捉えてますか?


磯辺

環境問題に貢献できるのは、非常に素敵なことだと思う。
ですが、根っこにある動機はちょっと違ってて、もう少し理学的です。


人間が出したプラスチックは絶対になくならないですよね。自然環境では分解しない。つまり無機物には変わらない。細かく砕けるけど、プラスチックはあくまでプラスチックのままなんですね。


絶対になくならないって怖いですし、地球環境に影響を与えていきますよね。


磯辺

しかもポリエチレンとかポリプロピレンとか生産量の半分を占めるプラスチックは、水に浮くんですね。
海に浮かび続ける、なくならない、腐食分解しない。このようなものが大量に出てきたというのは、この長い地球史のなかではじめてなんです。


それがこの環境をどのように変質させていくのか。あるいは地球がそういったプラスチックをどのように処理していくのか、あるいは処理しきれないのか。
割とハラハラドキドキ興味をもって見ています。


先生はどんな風になっていくと考えられていますか?


磯辺

最悪のシナリオはプラスチックがどんどん細かくなっていって、全然腐食分解せずに海にずっと浮かび続ける。小さいプラスチックはややこしい所にどんどん入っていくので、海洋生物系がどんどん取り込んで、海洋生態系にダメージが出てくる。そういうことが起こるだろうという実験がいっぱいあります。


魚の体長が落ちていったり、子供をあまり産まなくなったり、資源量が減っていったり、海洋生態系が劣化していく。
それが人間に跳ね返って、人間が取るようなタンパク源が減っていく。これが最悪のシナリオですね。


楽観的なシナリオはどういったものでしょうか。


磯辺

最も楽観的なシナリオは、地球環境というのはそういった新しい物質に対して案外強靭に機能するところがあるというものです。


例えば浮かんでいる小さなプラスチックを更に細かく砕いていって、まず浮力を落としていく。腐食分解せずに海に浮かび続けるものなんて初めてだから、生き物にとっては新しい基盤なんですね。だからバクテリアや藻類といった色んな生物が付着して、そこに卵を産んだり、どんどん生物がついていくんですよ。


本来軽いはずのプラスチックが重くなってきてばらばらと沈みだす。実際、海の底に結構見つかってるんですね。


海の底に沈んだマイクロプラスチックはどうなるんですか?


磯辺

光の届く海の上層の生態系から深層にプラスチックを落としていって、生態系から切り離していく。
これは地球のレジリエンス、復元機能ですね。それが非常にうまく働いていて、海洋プラスチック汚染というのは一定程度に収まるだろうというのが楽観的なシナリオですね。


今後、どちらが現実になっていくのでしょうか。


磯辺

どこに落ち着くのかというのは、まだよくわからない。そこを明快にしたいのというのが、僕の地球科学的な興味です。


僕ができることとしたら、例えば地球がここまで耐えられるから、それ以上ゴミを出したら無茶だという話になれば、そこまで減らすようなアクションプランを作りなさいと提言する形で社会に対して貢献できるということはあると思います。
ただ、それはあくまでも研究の後にくる話であって、実はそれが動機ではないんです。こういうことを言うと、怒られるかもしれないけど。



ジレンマのなかで最善を探すのは社会の知恵

「プラスチックフリー」のように、社会でもプラスチックを減らそうとする動きがありますよね。


磯辺

プラスチックを減らしていこうという動きも割と冷ややかに見ているところがあります。
もちろんプラスチックを減らすこと、そしてどこまで減らさなきゃいけないのかを考えることはとても大事なことだし、地球温暖化において「ここまで減らさなきゃ、結果こういうことになります」ということを言っていくのは、サイエンティストの役目だと思うんですね。


ただ、先走って「一刻も早く無くしてしまえ」という話には僕は冷ややかなんです。それは無茶だろうと思います。


無茶とは、どういうことですか?


磯辺

プラスチックは富裕層の贅沢品ではないわけですから。プラスチックを使うことで成り立つ清潔な暮らしや福祉が、世界中にいっぱいあるわけです。


例えばペットボトルによって、清潔な水をどこでも運ぶことができる。食品も包装容器によって雑菌から守って安全に届けることができる。
安くて、非常に優秀な輸送手段を提供しているわけです。


こんなものをなくしていったら、病人がいっぱい出るような国もあるでしょう。プラスチックを一気になくしてしまうという行動、それ自体は悪です。


確かにそうかもしれませんね。今の暮らしにはプラスチックは欠かせないですよね……。


磯辺

プラスチックそのものはそれはそれで良くないんですね。


そのジレンマのなかで、どうするのが良いのか、どうしなきゃいけないかを探すのが社会の知恵であって、それに対する道筋を示すのが科学であると思うんですね。



【インタビュー後編】

地球科学は羅針盤 !環境問題を経済活動のアクセルに|九州大学磯辺篤彦教授インタビュー【後編】


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海洋力学分野では、海況監視/予測に向けた技術開発・研究を進めるとともに、観測や数値的・理論的研究、既存データの解析を駆使して海洋変動の力学(仕組み・素過程)を解明する研究に取り組んでいます。日本沿岸域や東アジア海域に限らず、世界の海に通じる普遍性のあるテーマに幅広く挑戦しています。
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