砂漠化は、かつて生産性のあった土地を乾燥し劣化した地形へと、加速度的に変えています。この過程は、気候変動と気温上昇により、世界的に進行しています。
土壌が砂漠化すると砂や粉じんが発生し、それらは国境、大陸、海洋を越えて運ばれ、発生源から遠く離れた場所の生態系や人の健康に影響を及ぼす可能性があります。ある地域で舞い上がった粉じんは、最終的に別の地域の空気質、生態系、公衆衛生に影響を与えることがあります。
粉じんの科学と健康への影響
砂漠化は、気候変動、過剰耕作、水資源の枯渇によって加速しています。こうした変化に伴い、人の健康へのリスク、経済的混乱、社会的不公正の拡大、生態系のかく乱が増しています。
気候変動が粉じんを強める仕組み
世界的な気温上昇は、人為的な気候変動に関連しており、より長期化し、より激しい干ばつがますます現実のものとなっています。干ばつで土壌が干上がると、風が粒子状物質を巻き上げ、砂じん嵐を発生させます。砂じん嵐は大陸を横断し、都市や国々を覆い、空を赤く染めることがあります。
大規模な粉じんプルームは、予想外の形で気候にも影響を与えることがあります。プルームは太陽光を宇宙へ反射して一時的に大気を冷却する一方で、熱も吸収し、気温や降水パターンを変化させます (1)。また、雪や氷の上に堆積した粉じんはその表面を暗くし、融解速度を加速させ、海面上昇の一因となります (2)。
粉じんは、空気質や視程に影響を与えるだけでなく、堆積した場所の環境そのものを変えることもあります。
生態系に対する粉じんの影響
粉じんは生態系において逆説的な役割を果たします。リンのような栄養素を熱帯雨林や海洋にもたらして肥沃化する一方で、サンゴ礁を覆い、土壌組成を変え、降雨分布を変化させることもあります (3)(4)。このように、粉じんは移動先や堆積先によって、栄養源にも汚染物質にもなり得ます。
アマゾンでは、サハラ砂漠からの粉じんが生物多様性の維持に役立っていますが、海洋環境では水生生物に壊滅的な被害をもたらす有害藻類ブルームを助長することがあります (5)(6)。陸上では、粉じんの堆積が土壌化学を変化させ、ある植物種を他の種より有利にし、景観全体を変えてしまうことがあります (7)。また、光合成、呼吸、蒸散に影響を与えるほか、植物を傷つけたり、他の汚染物質に対してより脆弱にしたりすることもあります。
粉じんと空気質
粉じんは、発生源の周辺だけでなく、発生源から数千マイル離れた場所の空気質にも影響を与える可能性があります。その挙動は、どのように発生したかに加え、大気条件やそれを運ぶ風にも一部左右されます。
粉じんは、建設、解体、農業慣行、工業プロセス、造園作業、道路表面を走行する車両交通、さらには未舗装の道を歩くことなど、複数の地域的な人為起源から発生することがあります (8)。
ハブーブのような短時間で激しい砂じん嵐は、都市をのみ込む砂の壁として現れる局所的な異常現象にとどまる場合があります。 しかし、長距離を移動する可能性のあるより大規模なダストプルームとは異なり、ハブーブは通常10～30分程度しか続きません (9)。 ハブーブの発生時には、浮遊汚染物質、特にPM2.5およびPM10の大気質測定値が急上昇することがあります。
非常に大規模な自然発生のダストプルームでは、強風によって粉じんが巻き上げられ、大気中の高いところまで運ばれます。 こうしたプルームは徐々に拡散して粉じんを堆積させ、住宅、車、畑、植生などの表面を覆うことがあります。
乾燥地帯や砂漠地帯では、最も重大なダストプルームの一部が発生する可能性があり、地理的特徴がその影響を増幅させることがあります。 たとえば、サハラ砂漠のボデレ低地は、地球上で最も強力な大気中粉じんの発生源と考えられています。 これは、強風が盆地を通って粉じんを吹き抜け、山々と砂丘によって形成された事実上の風のトンネルへと送り込むためです。 その粉じんはその後、北アフリカを横断し、西アフリカに住む何百万人もの人々、さらには北ヨーロッパの奥深くにまで大気質へ影響を及ぼす可能性があります (10)。
粉じんと人の健康
砂じん嵐は、土壌粒子だけでなく、それ以上のものを運ぶことがあります。 大気中の粉じんには、生体由来物質、重金属、マイクロプラスチックが含まれる場合もあり、これらはすべて異なる形で人の健康に影響を与える可能性があります (11)(12)(13)。
粉じん中に含まれる微小粒子状物質、PM2.5は、人の健康にとって最も大きな懸念となります。 PM2.5、すなわち2.5ミクロン以下の粒子状物質は、肺の奥深くまで吸い込まれる可能性があります。 そこから、PM2.5は喘息、慢性閉塞性肺疾患（COPD）、さらに米国南西部の粉じん中に含まれるCoccidioides胞子によって引き起こされるValley Feverのような肺感染症を誘発することがあります (14)。 これらの微細粒子は血流に入り込み、心筋梗塞や脳卒中のリスクを高める可能性があります (15)。
砂じん嵐はまた、呼吸困難による受診の急増と関連することがよくあります (16)。
NASAゴダード宇宙飛行センターの大気科学者らは、2019年にPM2.5に関連して発生した早期死亡の22%が、直接的に粉じんと結び付けられる可能性があると推定しました (17)。 こうした影響は、すでに医療へのアクセスの制限や環境ストレスに直面している地域で、特に強く現れることが多いです。 その死亡の多くは、西アフリカから東アジアにかけて砂漠や粉じんの影響を受ける地域で発生しました。
粉じんの経済的・社会的影響
砂漠化と粉じんの広範囲に及ぶ影響は、経済や社会に負担をかける可能性があります。 砂じん嵐は航空便を欠航させ、太陽光発電の出力を低下させ、農作物に被害を与えます。 粉じんによる年間の農作物損失額は、モンゴルでは数百万ドル規模、米国では最大1,540億ドルに達すると推定されています (18)(19)。
医療システムは、粉じん関連疾患の治療によるコスト増に直面します。 農地の土壌が劣化して砂漠化するにつれて、地域社会は生計手段の喪失に苦しむ可能性があります。 この砂漠化は牧畜コミュニティにも害を及ぼす可能性があり、家畜が放牧したり水を飲んだりできなくなります。
砂漠化が加速している地域
砂漠化は地球規模の問題です。
たとえば、欧州連合の13の加盟国は、自国内の一部地域が砂漠化の影響を受けていると報告しています (20)。 ブルガリア、ハンガリー、スペイン、イタリアは、最も大きな影響を受けている国々の一つです。
米国南西部の砂漠化
アリゾナ州、南カリフォルニア州、ネバダ州、ニューメキシコ州、ユタ州の乾燥した景観の地域では、砂じん嵐やハブーブが大気質上の懸念として拡大しています。長期化する干ばつ、過放牧、都市拡大の組み合わせにより、土壌は風食を受けやすい状態になっています（21）。
粉じん発生時には、これらの州の病院で、喘息発作、肺炎、視界不良による自動車事故に関連した入院の増加が報告されています（22）。さらに、土壌中に存在するコクシジオイデス属の胞子が嵐の際に空気中に舞い上がり、それを吸い込んだ人に感染することで、状況はより深刻になります（23）。これらの胞子は、咳、発熱、極度の疲労、胸痛を引き起こす可能性がある真菌感染症、バレー熱の原因となることがあります。
サハラ砂じんのプルーム
毎年、サハラ砂漠西部のエル・ジュフ地域から発生する巨大な砂じんプルームが、大西洋を越えて5,000マイル以上移動し、カリブ海、米国南東部、そしてアマゾン熱帯雨林に到達します（24）。
これらのプルームは宇宙から見えることも多く、数百万トンもの微小粒子を運びます。影響を受ける地域では、サハラ砂じん現象によって危険な大気質となり、喘息発作やその他の呼吸器症状が引き起こされます。
グレート・グリーン・ウォールは、北アフリカで進行する砂漠化への対応として2007年に開始されました（25）。サハラ砂漠に接するサヘル地域–砂漠と、より緑豊かな農地や森林地帯の間をつなぐ半乾燥のサバンナ地域–では、干ばつと強烈な暑さが食料生産を混乱させ、紛争を助長してきました。グレート・グリーン・ウォールのプロジェクトでは、その土地本来の生態系に適した在来樹木や植物を植えています。また、劣化した土地を再生し、新たな農業の機会を生み出し、食料安全保障が不安定な周縁で暮らすコミュニティに活力を取り戻しています。
アラビア半島の嵐
アラビア砂漠は、イラクやシリアの乾燥地域と並び、アラビア半島における自然発生的な砂じん嵐の主要な発生源であり、特に夏季に多く見られます。しかし、粉じん現象は一年中いつでも発生する可能性があり、冬でも起こります。
この地域の粉じんには主に2つの発生源があり、イラク南部のメソポタミア沖積平野と、サウジアラビアの「ルブアルハリ」（空虚な四角地帯、Empty Quarter）です（26）。また、サハラのような周辺の砂漠から粉じんが流入することもあります。この地域では、北アフリカを除けば世界の他地域の大半よりも、粉じんへの慢性的な曝露が呼吸器疾患や心血管系の問題の高い発生率と関連しています（27）。また、地域的な砂じん嵐は視界を悪化させ、交通事故を引き起こしたり、航空便の運航停止につながったりします。
この地域の粉じんはしばしば国境を越えて移動し、西アジア、さらには南アジアの一部の大気質にも影響を与え、地域全体に共通する課題を生み出しています。
現在、一部の国々は長期的な封じ込めと再生の取り組みに多額の投資を行っています。
中国の封じ込め計画
砂漠化は、中国北部の乾燥した華北平原に影響を及ぼしています。中国の国土の24.7%が砂漠化によって変質しており、4億人に影響しています (28)。
これに対応して、中国は世界で最も意欲的な砂漠化抑制プログラムの1つを実施しており、大規模な植林、厳格な土地利用政策、技術革新を組み合わせています。しばしば「中国のグレート・グリーン・ウォール」と呼ばれる三北防護林計画のような取り組みを通じて、政府は数十億本の樹木や低木を植え、土壌を安定化させ、砂じん嵐を減らし、劣化した土地を回復させてきました。
中国西部のタクラマカン砂漠の周縁を緑化する中国の取り組みは、炭素吸収源を生み出しており、砂漠化の拡大を抑えると同時に、大気中の二酸化炭素の削減にも役立っています (29)。
中国政府はまた、過剰耕作や過放牧に対抗する政策を通じて北部の砂漠化の抑制に取り組むとともに、太陽光パネルの設置拡大のような有望な技術革新も活用してきました。太陽光パネルはクリーンエネルギーを生み出すだけでなく、砂漠に適応した植物や低木に日陰を提供し、それらが土壌を安定化させて砂漠の拡大を遅らせるのに役立ちます (30)。
結論
砂漠化と空気中の粉じんの影響を軽減するには、土地管理、公衆衛生、環境政策にまたがる協調的な行動が必要です。
粉じんに国境はありません。ある地域で砂漠化や干ばつによって舞い上がった粒子は何千マイルも移動し、遠く離れた場所の健康、経済、生態系に影響を及ぼす可能性があります。
粉じんは国境や大陸を越えて移動するため、その影響を低減するには、どの1つの地域にもとどまらない協調的な対応が必要です。
劣化した土地の回復、公衆衛生インフラへの投資、早期警報システムは、いずれも砂漠化によって引き起こされる深刻な被害を緩和するのに役立ちます。砂漠化が拡大する中、粉じんがどのように移動するのか、そしてそれが健康、生態系、インフラにどのような影響を与えるのかを理解することは、変化する気候に適応するうえでますます重要になっています。
