Research press release

環境科学:人為起源物質の量が、生きている生物体量を追い抜く

Nature

Environmental science: Human-made materials outweigh living biomass

人為起源物質の量が、生きている生物体量を初めて上回るクロスオーバーポイントが2020年に到来する可能性のあることを報告する論文が、今週、Nature に掲載される。建物、道路、機械などの人工物に埋め込まれた物質の量は、過去100年間で20年ごとに倍増してきた。今回の知見は、人間が地球に与える影響が増大していることを明確に示している。

最初の農業革命以降、人間は、土地利用の仕方を変えて農業や森林伐採などを行い、植物の生物体量を約2兆トンから現在の約1兆トンに半減させた。また、「人為起源物質(anthropogenic mass)」と呼ばれる人工物の生産量と蓄積量が増加していることも、生きている生物体量と人為起源物質の量のバランスの変化に寄与した。

今回、Ron Miloたちの研究チームは、1900年から現在までの全球の生物体量と人為起源物質の量の変化を推定した。その結果、20世紀初頭には、人工物の量は生物体量全体の約3%にすぎなかったが、現在では、人為起源物質の量が全球の生物体量を上回り、約1.1兆トンに達したことが明らかになった。この期間中の、全体の生物体量の減少はわずかであったのに対し、人為起源物質の量は急増し、現在では年間300億トン以上のペースで生産されている。つまり、地球上の人々全員の体重を超える人工物が、毎週生産されている。

人為起源物質の大部分を占めるのが建物と道路で、この他にプラスチックや機械などがある。人為起源物質の構成の変化は、1950年代中盤以降に建物に使用される材料がレンガからコンクリートに移行したこと、1960年代に道路舗装にアスファルトが使用されるようになったことなど、具体的な建築トレンドに対応している。さらに、人為起源物質の総量の変化は、第二次世界大戦後のグレート・アクセラレーション(建設工事の増加が続いた時期)などの主要な事象に関連している。

Miloたちは、クロスオーバーの起こる正確な時期は、その定義の仕方によって変化するため、推定値に多少のばらつきが生じるかもしれないと指摘している。Miloたちは、今回は乾燥重量(水分を除く重量)で推定を行ったが、人為起源物質の量と生物体量のバランスの転換が、湿重量による推定や物質カテゴリーの異なる定義によって、過去・現在・将来の10年以内に起こる可能性があるという考えを示している。現在の傾向が続けば、人為起源物質の量は2040年までに3兆トンを超えると予想される。

The year 2020 may mark the crossover point when human-made mass surpasses that of living biomass according to a study published in Nature this week. The mass embedded in human-made items, such as buildings, roads and machines, has doubled every 20 years for the past 100 years. These findings underscore the increasing impacts that humans have on Earth.

Since the first agricultural revolution humans have halved plant biomass, from around 2 teratonnes (2,000,000,000,000 tonnes) to the current value of around 1 teratonne, through land-use changes such as agriculture and deforestation. The increasing production and accumulation of human-made objects (termed anthropogenic mass) has also contributed to a shift in the balance between living and human-made mass.

Ron Milo and colleagues estimate changes in global biomass and human-made mass from 1900 to the present day. They show that at the beginning of the twentieth century, the mass of human-produced objects was equal to around 3% of total biomass, whereas today human-made mass exceeds the overall global biomass, weighing in at around 1.1 teratonnes. Over this period, overall biomass decreased slightly, whereas anthropogenic mass has increased rapidly and is now being produced at a rate of more than 30 gigatonnes (30,000,000,000 tonnes) per year. This means that for every person in the world, more than their body weight in human-made objects is being produced each week.

Buildings and roads make up the majority of human-made mass; other examples include plastics and machines. Changes in the composition of this mass correspond to specific construction trends, such as the shift from using bricks to concrete in buildings from the mid-1950s and the use of asphalt for road paving in the 1960s. In addition, shifts in the total anthropogenic mass are linked to major events, such as continuous increases in construction after World War II (a period known as the Great Acceleration).

The exact timing of crossover is sensitive to definitions, so there may be some variability in the estimates, the authors note. They use dry-weight estimates (excluding water), but they suggest that wet-mass estimates or different definitions of mass categories could still place the transition in mass balance within the past, present or future decade. If current trends continue, human-generated mass is expected to exceed 3 teratonnes by 2040.

doi: 10.1038/s41586-020-3010-5

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