サンゴの白化の原因：海水温が上がると礁が白くなる理由

いま泳いでいる場所

サンゴの白化の原因は、海水温が上がって起こる熱ストレスです。サンゴが組織の中にすむ藻類を失うと、白く見えるようになります。この 3D のサンゴ礁では、水温を上げながらポリプを 100 倍に拡大して、その変化を確かめられます。熱帯の礁の上でシュノーケルをすると、まず目に入るのは光です。光は砂の上で明るい網目になって揺れ、水は澄んだ青緑色で、小さな魚が雲のようにサンゴの上に浮かんでいます。この展示は、幅約 80 m の浅い礁を再現したもので、水深 5.5 m の礁原から斜面を下って、水深約 19 m の砂地までが入っています。すべて実物の大きさで、長さ 1 m のウミガメは 1 m、8 cm の魚は 8 cm です。

展示を通して問うのは、単純なことです。海が温まると、なぜサンゴは白くなるのでしょうか。答えるには、サンゴとは何か、どうやって栄養を得ているのか、そして害になる種類の熱を科学者がどう測るのかを知る必要があります。操作パネルの水温スライダーを使うと、その答えを礁全体で試せます。

サンゴは藻類を体の中に持つ動物です

サンゴの群体は岩や植物のように見えますが、実際にはポリプと呼ばれる小さな動物の集まりです。NOAA はポリプを、片方の端が口として開いた胃で、そのまわりを触手が囲んでいるものと説明しています。触手には刺胞（しほう）と呼ばれる刺す細胞があり、流れてくる小さな動物を捕まえます。ポリプの多くは夜に餌をとります。

触手で餌をとるのは、話の一部にすぎません。礁をつくるサンゴの多くは、褐虫藻という単細胞の藻類を組織の中に飼っています。サンゴは藻類に住みかと、光合成に必要な二酸化炭素を与えます。藻類は糖などの材料を返し、NOAA によると、光合成でつくる有機物の最大 90% がサンゴに渡ります。礁のサンゴが澄んだ日当たりのよい水を必要とするのはそのためで、いわば半分は太陽光で動いています。NOAA は、礁をつくる種の多くが光の届く水深約 30 m までにすむと述べています。

藻類はサンゴの色のもとでもあります。この礁で見える茶色、オリーブ色、金色は、おもに組織に詰まった褐虫藻の色です。ノウサンゴの上にあるガラスの泡の中のポリプまで浮かんでいくと、褐虫藻が茶色の点として見えます。そこのポリプは実物の 100 倍に描いてあります。本物のイシサンゴのポリプは、平均で幅 1 から 3 mm しかないからです。

礁のサンゴの形がさまざまな理由

ポリプはそれぞれ、自分の下に石灰（炭酸カルシウム）でできた小さなカップをつくってその中にいます。ときどきカップの底から体を持ち上げ、古い底の上に新しい底をつくるので、群体は少しずつ高くなります。NOAA はイシサンゴを約 800 種と数えており、ポリプがカップをどう積むかで群体の形が決まります。

ここでは三つの形をコードでつくっています。シカツノサンゴは分かれながら育ち、枝の先が 2 本か 3 本の小さな枝になる段階を 4 回くり返します。テーブルサンゴは短い柄の上に平らな板を立ち上げ、その上に小さな枝を生やします。ノウサンゴは低いドームで、表面は尾根と谷の迷路です。谷はポリプが壁を共有して並んだものを表し、モデルでは半球の上になめらかな波模様の等高線をたどって描いています。丸い大きな塊状のサンゴが、すき間を埋めています。

形は、このあとの話に関わります。細い枝は、わずかな骨格の上に生きた組織をたくさんのせるので、速く育って光をつかめますが、折れやすい形です。ドームはゆっくり育ちますが、嵐を乗り切ります。

サンゴはどれくらい速く育つか

NOAA は、成長の速さを塊状のサンゴで 1 年に 0.3 から 2 cm、枝状のサンゴで 1 年に最大 10 cm としています。礁原に立つ掲示板は、この二つを縮尺どおりに描いています。長い棒が 10 cm です。塊状のサンゴの短い棒は、濃い色の 0.3 cm から始まり、2 cm で終わる淡い帯につながっています。

この数字を使うと、礁を読み解けます。ポリプの泡の下にあるノウサンゴは幅 1.5 m のドームなので、半径は 0.75 m です。1 年に 2 cm ずつ増えたとすると、75 / 2 ≈ 38 年かかったことになります。1 年に 0.3 cm なら、75 / 0.3 = 250 年です。長さ 1 m のシカツノサンゴの枝は、いちばん速い成長で育てば、約 10 年たったものかもしれません。礁全体はそれよりずっと遅く、NOAA によると、サンゴ礁ができるまでには最大 1 万年かかることがあり、大規模な堡礁（ほしょう）や環礁では 10 万年から 3,000 万年かかります。

海のどれくらいが礁か

二つ目の掲示板は水深約 9 m の斜面にあり、100 マスの格子が二つ並んでいます。左では 1 マスが塗られています。NOAA のサンゴのチュートリアルが、礁は世界の海の約 1% しか占めないと述べているからです。右では 25 マスが塗られています。同じページが、礁は海の生き物の少なくとも 25% のすみかだと述べているからです。NOAA サンゴ礁ウォッチは、これを、知られている海の生き物全体の 25% 超と表現しています。この二つの格子が並んでいることで、白化が礁の外にまで広く心配される理由がわかります。

海が温まると礁が白くなる理由

NOAA の短い答えは、サンゴが水温、光、栄養塩の変化でストレスを受けると、組織の中にいる藻類を吐き出して、真っ白になる、というものです。茶色の藻類がいなくなると、透明な組織を通して、下の白い石灰の骨格がそのまま見えます。白化したサンゴは死んでいるのではなく、飢えています。ストレスが早く終われば藻類は元に戻り、サンゴは回復します。ストレスが続けば、サンゴは死ぬことがあります。NOAA は例として、2005 年に米国がカリブ海のサンゴ礁の半分を 1 年で失った大規模な白化を挙げています。

ふつうの引き金は熱ですが、それだけではありません。2010 年 1 月には、フロリダ・キーズで時期の平年より 6.7 °C 低い冷水が、やはり白化といくらかのサンゴの死をもたらしました。

NOAA サンゴ礁ウォッチはどう熱ストレスを測るか

サンゴは、ふつうの夏なら耐えられます。害になるのは、平年の夏より高い水温が長く続くことです。NOAA サンゴ礁ウォッチは、この考えを衛星の海面水温から数字にしていて、熱帯の海を 5 km 四方の区画ごとに計算します。

最初の数字は月平均の最大値（MMM）で、その場所でいちばん暑い月の長期平均水温です。二つ目は HotSpot で、きょうの海面水温から MMM を引いた値です。HotSpot が 1 °C のとき、それが白化の基準になります。これは 1990 年の Glynn と D'Croz の室内実験にもとづいていて、夏の平年の最大値より 1 °C 高ければ、ストレスと白化を起こすのに十分だとわかったものです。

三つ目の数字が DHW（Degree Heating Week、積算熱ストレス週）です。過去 12 週間のうち HotSpot が 1 °C 以上だった分を足し合わせるので、どれだけ暑く、どれだけ長いかを同時に測ります。単位は °C・週です。MMM より 2 °C 高い週が 1 週間あれば 2 °C・週で、1 °C 高い週が 2 週間でも同じ 2 °C・週になります。サンゴ礁ウォッチによると、DHW が 4 °C・週を超えるとかなりの白化が起こることが示されており、8 を超えると深刻な白化と、大きな死亡が起きています。

この二つの数字から、NOAA はアラートレベルを決めています。HotSpot が 0 から 1 の間は白化ウォッチです。HotSpot が 1 以上のとき、DHW が 4 未満なら白化警報、4 から 8 ならアラートレベル 1、8 から 12 ならアラートレベル 2 です。2023 年の極端な高温のあと、NOAA はアラートレベル 3（12 から 16、複数の種が死ぬ危険）、レベル 4（16 から 20、半数を超えるサンゴが危険）、レベル 5（20 以上、ほぼ全滅の危険）を加えました。

水温スライダーで数字を動かす

左上の表示は、サンゴ礁ウォッチと同じ計算を、シミュレーション上の 1 日ごとに実行していて、1 秒に 1 週間が過ぎます。MMM は、熱帯の礁として切りのよい 29.0 °C に設定してあります。実際の値は場所によって違います。スライダーは 28.0 °C から始まるので、HotSpot はマイナス 1 で、何も起こりません。

スライダーを 30.5 °C に動かします。HotSpot は 1.5 °C になり、毎週 1.5 °C・週が加わります。約 2 週間で DHW は 3 に達し、約 3 週間で 4 を超え（アラートレベル 1）、約 5.3 週間で 8 を超えます（アラートレベル 2）。数えるのは直近の 12 週間だけなので、30.5 °C が続いても、12 × 1.5 = 18 °C・週で頭打ちになり、これはアラートレベル 4 です。スライダーの上限 33 °C では HotSpot が 4 °C で、DHW は 48 まで上がります。

モデルのサンゴの群体には、それぞれ自分の基準値があります。枝状とテーブル状のサンゴは 2 から 6.5 °C・週のどこかで色が薄れはじめ、ノウサンゴや大きな塊状のサンゴは 4.5 から 10 の間で薄れはじめます。群体は、基準値を超えてから約 2.5 °C・週で真っ白になります。DHW が群体の基準値を 8 °C・週超えた状態が続くと、その群体は死に、芝状の藻類が覆って、くすんだ緑褐色になります。アラートレベルの下の棒は、半分を超えて白くなった群体の割合を数えます。同時にポリプも見てください。茶色の細胞が口から出て流れ去り、組織が色あせていきます。

水温を 29 °C 以下に戻すと、暑い週が 12 週間の窓から外れていくにつれて DHW は下がります。白化した群体は、ゆっくり色を取り戻します。死んだ群体は、その場所に新しい群体が現れるまでに、穏やかな 30 週間が必要です。

世界の礁に起こったこと

これは想像上の数字ではありません。2024 年 4 月 15 日に、NOAA と国際サンゴ礁イニシアティブは、4 回目の世界規模のサンゴ白化を確認しました。サンゴ礁ウォッチによると、2023 年 1 月 1 日から 2025 年 9 月 30 日の間に、白化を起こす水準の熱ストレスは世界のサンゴ礁面積の約 84.4% に及び、少なくとも 83 の国と地域で大規模な白化が記録されました。それまでの記録は、2014 年から 2017 年の 3 回目の白化での 68.2% でした。1 回目と 2 回目の世界規模の白化は 1998 年と 2010 年です。NOAA は、気候変動をサンゴ礁の生態系に対する世界最大の脅威と呼んでいます。

リーダーなしで群れが動くしくみ

アオバスズメダイの群れが、シカツノサンゴの上で雲のように動いていますが、手で動かしているのではありません。どの魚も、Craig Reynolds が 1987 年に発表したボイドのモデルで動いています。魚は約 0.5 m 以内の仲間だけを見て、三つの規則で進路を決めます。近すぎる魚から離れる（分離）、仲間の平均の向きに合わせる（整列）、仲間の平均の位置へ寄る（結合）です。モデルにはさらに、サンゴの上をさまよう「帰る場所」へのゆるい引力、海底から離れる力、そして 1.6 m 以内に来たあなたから離れる力が加わっています。群れの中へ泳ぎ込むと、群れはあなたを避けて分かれ、また閉じます。斜面の岩の塊の近くにいるオレンジ色のキンギョハナダイは、同じコードを、広い範囲とやや速い動きで使っています。スマートフォンでは、毎フレームすべての魚がほかのすべての魚を調べるため、群れの魚の数が少なくなります。

クマノミとイソギンチャク

礁の縁にあるイソギンチャクには数百本の触手があり、その一本一本に、サンゴと同じ種類の刺す細胞が備わっています。触れた小魚のほとんどは刺されます。それでもクマノミは、その中にすんでいます。2012 年のクマノミの進化についての研究が紹介するところでは、体を覆う保護用の粘液が、触手が発射するのを止めていると考えられています。魚は捕食者から安全なすみかを得て、イソギンチャクを食べる魚を追い払います。NOAA の海洋保護区の解説によれば、クマノミはイソギンチャクの掃除もします。FishBase によると、オレンジ色のクマノミは約 11 cm に達し、同じ 2012 年の研究は約 30 年という記録上の寿命も伝えています。この大きさの魚としては、非常に長い寿命です。モデルのクマノミは 8 から 9 cm です。

アオウミガメ

斜面を下ると、水深約 11 m でアオウミガメがゆっくり輪を描いて泳いでいます。NOAA 漁業局は、アオウミガメを最も大きな硬い甲羅のウミガメとし、成体は長さ 3 から 4 フィート、重さ 300 から 350 ポンドと述べています。モデルの甲羅は長さ 1 m です。ほかのウミガメと違い、アオウミガメはおもに植物食で、海草や藻類を食べます。

礁はどれくらい速く築かれるか：1 年に数 cm から数 mm へ

成長の掲示板が示すのは個々の群体の速さで、礁の成長は、いちばん速い枝よりずっと遅くなります。礁とは、サンゴと石灰藻が築いたものから、嵐が壊した分、魚や虫が穿孔して削った分、海水が溶かした分を引いたものの合計です。2013 年の PeerJ の論文で van Woesik らが引用している古典的な見積りでは、サンゴの被度が高い、インド太平洋の平均的な浅い礁は、1 平方メートルあたり 1 年に約 4 kg の炭酸カルシウムをつくり、これは上向きに約 3 mm の成長に当たります。同じ論文のモデルでは、1 平方メートルあたり 10 kg をつくる非常に生産的な礁は、損失を引いたあとで 1 年に約 7 mm 上がり、1 kg をつくる乏しい礁は 1 年に約 0.75 mm 上がります。これは空隙率 50% の骨組みについてのモデルへの入力値であり、一つの礁の測定値ではありません。

換算は自分で確かめられます。4 kg を厚さ 3 mm の層に広げると、4 / 0.003 ≈ 1,333 kg が礁 1 立方メートル分です。サンゴがつくる炭酸カルシウムの形であるアラゴナイトの密度は、1 立方メートルあたり約 2,930 kg です。比 1,333 / 2,930 は約 0.45 で、骨組みは半分よりやや少なくしか詰まっておらず、残りは孔やすき間だということになります。これは、著者たちが想定した空隙率 50% と合っています。

次に、この展示の斜面に当てはめます。礁原の水深は 5.5 m、斜面のふもとの砂地は約 19 m なので、構造の高さは 13.5 m、つまり 13,500 mm です。1 年に 3 mm なら 13,500 / 3 = 4,500 年かかります。1 年に 7 mm なら約 1,930 年、1 年に 0.75 mm なら 18,000 年です。これは成長の速さを一定と仮定した思考実験です。実際の礁はもっと古い土台の上に育ち、その存続期間中に海面は上下しているので、礁ができるのに最大 1 万年という NOAA の数字のほうが、よい目安になります。この計算からわかるのは、礁が人間の時間の尺度では再建できない理由です。シカツノサンゴの枝は 1 年に 10 cm 伸びることがあり、これは礁の 3 mm の 33 倍です。しかしその枝の大部分は、土台に加わるずっと前に折れるか、腐るか、食べられてしまいます。

成長は、死んだ骨格がどれくらい早く消えるかにも左右されます。van Woesik らのチームは、空隙率の異なるサンゴの骨格が、2100 年に予想される pH 7.8 で溶ける速さに違いがあるかを調べました。礁が高くなるのは、生産が溶解と穿孔を上回るときだけだからです。生産が溶解と穿孔に追いつかなくなると、まだ一部のサンゴが生きていても、礁は高くなるのをやめます。白化が重大なのはこのためで、死んだサンゴは収支にこれ以上加わらず、侵食の側は続きます。

水温スライダーを使った計算例

スライダーは 26 から 33 °C まで動き、MMM は 29.0 °C に設定されています。HotSpot はスライダーの値から 29.0 を引いたもので、HotSpot が 1 °C 以上の週だけが DHW に加わります。次の設定を試して、表示を下の数字と比べてみましょう。

• 29.9 °C。 HotSpot は 0.9 で、NOAA の基準より低い値です。表示は白化ウォッチのままで、DHW は 0 のままです。海は夏の平年の最高値をほぼ 1 度上回っているのにです。0.1 度（0.1 °C）の差が、「何も起きない」と「積み上がる」を分けます。
• 30.0 °C。 HotSpot は 1.0 で、DHW は毎週 1 ずつ増えます。4 週間で 4 を超え、8 週間で 8 を超え、12 週間で 12 に達し、12 週間の窓がいっぱいになります。30.0 °C が続くと 12 °C・週で止まり、これはアラートレベル 3 の入口です。
• 31.0 °C。 HotSpot は 2.0 で、DHW は毎週 2 ずつ増えます。2 週間で 4 を超え、4 週間で 8 を超え、窓がいっぱいになるのは 24 °C・週で、アラートレベル 5 の奥深くです。
• 33.0 °C。 HotSpot は 4.0 です。DHW は 1 週間で 4 を超え、2 週間で 8 を超え、最後は 48 になります。

一般的な規則は単純です。HotSpot h が 1 以上で一定なら、t 週間後（t は 12 以下）の DHW は h × t で、12 × h を超えることはありません。礁が 4 °C・週に達するまでの猶予を知るには、4 を h で割ります。MMM より 1 °C 高ければ 4 週間、2 °C 高ければ 2 週間です。熱波がわずか 1 度か 2 度強いだけで大きな意味を持つのは、このためです。

今度は、モデルの群体の基準値を使います。31.0 °C では、基準値が 2 °C・週の枝状の群体は、1 週間後に色が薄れはじめます。2 + 2.5 = 4.5 °C・週で真っ白になり、これは約 2.3 週間後です。先に述べた規則では、DHW が 2 + 8 = 10 に達すると死に、これは 5 週間後です。基準値が 10 °C・週のノウサンゴは、5 週間後に薄れはじめ、12.5 °C・週で真っ白になるのが 6.3 週間後、18 °C・週で死ぬのが 9 週間後です。この規則では、枝状のサンゴが先に死に、ノウサンゴは数週間長くもちこたえます。これは、2024 年に成長の速いミドリイシが最も大きな被害を受けた種の一つだったという AIMS の知見と響き合います。ただし測定値ではありません。モデルの基準値は、選んだ範囲の中の乱数だからです。

グレートバリアリーフはどうなったか

グレートバリアリーフは、最もよく記録された例です。グレートバリアリーフ海洋公園局（GBRMPA）は、1998 年と 2002 年の白化に続き、2016 年と 2017 年（2 夏連続）、2020 年、2022 年、2024 年の大規模な白化を挙げています。オーストラリア海洋科学研究所（AIMS）も、同じ年に全面的な調査を伴う大規模な白化を記録しています。GBRMPA は 2024 年を、2016 年以降で礁の 5 回目の大規模な白化とし、すべての海域に影響が及んだとしています。さらに、2022 年は、歴史的には夏が涼しかったラニーニャの条件下で熱ストレスが原因となった初めての大規模な白化だったと付け加えています。2025 年にはそれより範囲の狭い白化が続き、2024 年と 2025 年は、2016 年と 2017 年に次ぐ 2 組目の連続した白化の夏になりました。

AIMS は、長期モニタリング計画でこの影響を測っています。ダイバーを船で引いて 120 を超える礁（2025 年は 124、2026 年は 121）を調べ、底を覆う生きた硬いサンゴの割合を記録します。2025 年の報告によると、南部の礁で海域全体の硬いサンゴの被度は 2024 年の 38.9% から 2025 年の 26.9% に下がり、中部の礁では 28.6% に下がりました。南部の変化は 12 ポイントで、2024 年のサンゴの 12.0 / 38.9 ≈ 31% に当たります。AIMS は、2017 年から 2024 年の回復を引っ張った成長の速いミドリイシが、最も深刻な被害を受けた種の一つだったとも指摘しています。これは先に見た成長の速さのトレードオフそのもので、いちばん速く礁を再建する種は、いちばん白化しやすい種でもあります。

2026 年の報告は、GBRMPA が 2026 年 8 月 11 日に要約したもので、回復のはじまりを示しています。被度は北部で 30.0% から 35.1%、中部で 28.6% から 31.6% に上がり、南部は 26.9% から 26.4% にわずかに下がりました。当局はこれを、40 年間の平均に近い値と説明しています。公表資料は、遅い夏のモンスーンが 2026 年はじめの熱ストレスを和らげたとも述べています。これらの数字が言うことと言わないことに注意してください。サンゴの被度は生きたサンゴのスナップショットであって、種の数ではなく、少数の丈夫な種が優占する礁でも、多様な礁と同じ被度になることがあります。

海洋酸性化：水の中のもう一つの問題

変わるのは熱だけではありません。NOAA は、海は大気に放出された二酸化炭素の約 30% を吸収し、溶け込んだ二酸化炭素が水素イオンの濃度を高め、サンゴの骨格の材料である炭酸イオンを減らすと述べています。米国環境保護庁は、海の酸性度が 1700 年代以前から約 25% 上がったと報告しています。

pH の尺度は対数なので、この割合を pH の変化に直せます。0.1 下がると水素イオン濃度は 10^0.1 ≈ 1.26 倍、つまり 26% 増えます。25% の増加は、log10(1.25) ≈ 0.097 の pH の低下、約 0.1 に当たります。van Woesik の論文は、現在の pH を 8.2、2100 年に予想される pH を 7.8 としています。これは 0.4 の低下で、水素イオンは 10^0.4 ≈ 2.5 倍、つまり今より約 150% の増加になります。

サンゴにとって最も重要な数字は、アラゴナイト飽和度で、Ω(Ar) と書きます。これは、カルシウムイオンと炭酸イオンの濃度の積を、平衡のときの値で割ったものです。Ω = 1 では海水はアラゴナイトとつり合っていて、1 を下回るとアラゴナイトは溶けやすくなります。熱帯の表層水はそれをはるかに上回っていますが、下がりつつあります。Noonan ら（2025 年、Communications Biology）は、熱帯の海の Ω(Ar) が 10 年に約 0.1 ずつ下がっていると報告しています。火山性の噴気孔に沿った自然の二酸化炭素の勾配で、Ω(Ar) が 3.0 のところで石灰質の紅藻の被度が半分になり、敏感なサンゴは、高排出シナリオの一つ（SSP3-7.0）で今世紀末に予測される 2.5 の水準でほとんどいなくなることがわかりました。グレートバリアリーフの別の研究（Smith ら、2020 年）は、サンゴモ、幼いサンゴ、石灰を作らない海藻にとっての転換点が、Ω(Ar) の 3.5 から 3.6 にあることを見つけました。Ω が 10 年に 0.1 ずつ下がるなら、3.5 から 2.5 までは約 100 年です。これは単純な外挿で、変化の速さ自体が将来の排出量しだいだからです。

この展示の「海水の pH」の操作は、上の計算を示します。表示は pH 8.2 に対する水素イオンの増加を出し、8.1 で +26%、7.8 で +151% になります。酸性化は白化の原因ではないので、サンゴが白くなっても pH は変わりません。酸性化は、あとで説明する 10 年進める操作での再生長を遅くするだけで、その量は実測値ではなくモデルの値です。実際の礁では二つの問題が重なります。暖かい水はサンゴを飢えさせ、酸性の水は骨格をつくりにくく、失いやすくします。

礁には何種がすむか

斜面の掲示板は、塗られたマス 1 個と 25 個を並べています。Hoegh-Guldberg ら（2017 年、Frontiers in Marine Science）は、もう一つの言い方を挙げています。熱帯の礁は海底の 0.1% 未満しか占めないのに、知られている海の生物種の少なくとも 25% のすみかになっているというものです。掲示板の 1% という数字は NOAA による海全体に占める割合で、0.1% は海底に占める割合なので、二つの資料は別のものを数えています。どちらにしても、比は大きくなります。25% を 0.1% で割ると 250 で、礁 1 平方メートルには、平均で本来の取り分の少なくとも 250 倍の既知の種がいることになり、1% の数字を使っても比は 25 です。同じ総説は、礁とその周辺にすむ種の総数の推定が約 100 万から 900 万種に及び、その多くが記載されていないとも述べています。数は不確かですが、結論は揺らぎません。小さな面積が海の多様性のとても大きな部分を支えているので、礁を失うことは、サンゴだけでなく種を失うことでもあります。

一つの礁にある五つの区域

この展示の礁は五つの区域に分かれていて、地図ボタンまたは部品の一覧から行けます。水深約 5.5 m の礁原は出発点で、強い光の中に枝状、テーブル状、ノウサンゴが密集しています。その西には、水深約 5 m の砂地にリュウキュウスガモ（Enhalus acoroides）の海草の草原があります。東は水深 6 から 8 m の礁湖で、おもに砂地に、二つの岩の山にのったサンゴの塊があります。南では、礁斜面が水深約 9 から 15 m まで落ち込み、魚の群れと大きな礁の魚がいます。斜面のふもとの深い礁は水深 18 から 19 m にあり、二つの岩の塔の上にあります。日光は深さとともに弱まるので、モデルは下るほど太陽を暗くし、平らな板状のサンゴと大きなウミウチワが主役になります。ライトの操作は、あなたの位置から深い礁を照らします。

区域は、図鑑の各種のページに書かれた生息環境に沿っています。Corals of the World は、テーブルサンゴ（Acropora hyacinthus）を礁斜面の上部と外側の礁原に、Pachyseris speciosa を礁斜面の下部に最も多く、Leptoseris explanata を斜面下部の垂直な面や張り出した面に挙げています。Montipora capricornis はおもに礁湖で育ち、Porites cylindrica は礁湖や礁の後ろ側の縁で優占することがあります。この配置はそうした環境を簡略化した地図であって、実在する一つの礁の調査ではありません。

図鑑：出典つきの 76 種

図鑑ボタンを押すと、76 種のフィールドガイドが開きます。内訳は、サンゴとその仲間が 28 種、魚が 33 種、ほかの動物と植物が 15 種（無脊椎動物、ウミガメ 2 種、海草 1 種）です。一般名か学名で検索し、分類と区域で絞り込み、「そこへ行く」を押すと、礁でいちばん近い個体まで泳いで行きます。各カードの数字は、リンク先のページから取っています。魚と無脊椎動物の長さと水深の範囲は FishBase と SeaLifeBase のもので、使われている長さの種類は、ほとんどの魚で全長、一部で標準体長、エイでは体盤幅、オオシャコガイでは殻長です。サンゴの生息環境は Corals of the World から、成長の速さは NOAA から、成長の形ごとに取っています。枝状のサンゴは 1 年に最大 10 cm、塊状のサンゴは 0.3 から 2 cm です。

目を引く数字がいくつかあります。FishBase は、メガネモチノウオの標準体長を最大 229 cm、最大のブダイであるナンヨウブダイを 130 cm としています。ピグミーシーホースは 2.4 cm にしかならず、Muricella 属のウミウチワでしか知られておらず、1 本の扇に最大 28 組がいます。体のこぶは扇のポリプの色と形にあまりによく似ているため、最初の標本は、扇が採集されてからやっと気づかれました。SeaLifeBase は、オオシャコガイの殻長を最大 137 cm とし、組織の中の褐虫藻が栄養を与えている、つまりサンゴと同じ共生であると述べています。

どのサンゴが先に白くなるか

各サンゴのカードにある白化しやすさは、成長の形による順位であって、その種の測定した基準値ではありません。順位は二つの現地調査にもとづいています。Loya ら（2001 年）は、日本の瀬底島で、1998 年の白化の 1 年前と 1 年後に、サンゴの群集を調査しました。水温は平年を 2.8 °C 上回ってピークに達し、サンゴの種の豊かさは 61%、被度は 85% 減りました。細かく枝分かれしたサンゴが最も影響を受けやすく、塊状と被覆状の群体は生き残りました。枝状のミドリイシとハナヤサイサンゴ類は最も大きな打撃を受け、局所的に絶滅した種もあります。その後の礁には、塊状と被覆状の種が相対的に多く残りました。

Hughes ら（2018 年）は、2016 年の記録的な熱波のあとのグレートバリアリーフで同じ傾向を見つけました。積算熱ストレスが 3 から 4 °C・週の基準を超えた礁では、サンゴがすぐに死にはじめ、8 か月後には、6 °C・週以上の暴露が、サンゴの構成を海域全体で変えました。成長の速いシカツノサンゴ類とテーブル状のサンゴは、壊滅的な大量死に見舞われました。そのためこの展示では、枝状とテーブル状のサンゴは 2 から 5 °C・週で薄れはじめ、自分が薄れはじめたところから約 3 °C・週超えたところで死にます。板状とやわらかいサンゴはその中間で、塊状のサンゴは最も長くもちこたえます。これらの数字は、順位に合うように選んだモデルの値です。

衛星データで実際の季節を再生する

「実際の年」ボタンは、NOAA サンゴ礁ウォッチが仮想観測点について公開しているデータで、五つの白化の季節を 1 日ずつ再生します。各観測点のファイルには、1985 年以降の毎日について、その観測点で HotSpot が 90 パーセンタイルの画素の海面水温と、そこから作った DHW、それに観測点の平均の月平均の最大値（MMM）が入っています。再生では、この二つの列をそのまま、平滑化せずに読みます。

温度スライダーは、NOAA が説明するのと同じ規則を使います。HotSpot が 1 °C 以上の日は、HotSpot / 7 を 12 週間の移動合計に加えます。この規則を各観測点の公表水温と観測点平均の MMM に当てはめると、最大値は NOAA 自身の値の 10% 以内に収まります（1998 年のモルディブは 8.79 に対して 8.04、2016 年の最北部は 15.47 に対して 14.59）。差が出るのは当然で、NOAA は画素ごとに、その画素の MMM で計算しているからです。そのため再生では、常に NOAA が公表した DHW を表示します。

グラフには、五つの季節を一つの軸に描き、NOAA のアラートレベルが変わる 4 と 8 °C・週のところに破線を引いています。2023 年のフロリダ・キーズの季節は目立ちます。DHW は 20 °C・週を超え、1998 年のモルディブの最大値の 2 倍以上でした。季節が終わると、一覧にモデルの礁がどこまで行ったかが記録されます。同時に白化した群体の最大の割合と、最後に死んでいた割合です。群体をすべて描いた場合、モデルの礁は、1998 年のモルディブの季節の終わりに群体の約 39% が死に、2020 年の季節で約 55%、2024 年の季節で約 82%、2016 年の最北部の季節で約 91% が死に、2023 年のフロリダではすべての群体が死にました。この結果はモデルの基準値から出ているので、実際の調査結果ではなく、深刻さの順序を示すものです。AIMS とグレートバリアリーフ海洋公園局が測った被度は、上のグレートバリアリーフの節に書きました。

「前と後」は、季節の前の礁の色を表示するので、健全な礁と、残ったものを切り替えて見られます。

礁はどれくらい速く戻るか

10 年進める操作は、季節のあとに月ごとの 120 段階を進めます。生き残って白化した群体は色を取り戻し、死んだ群体は、枝状のサンゴを先頭に、何年もかけて育つ若い群体に置き換わります。確率と速さはモデルの値です。着想のもとになった回復は実際にありました。Gilmour ら（2013 年）は、オーストラリア北西沖の孤立した礁群であるスコット礁で、1998 年の白化から 12 年以内に、サンゴの被度が 9% から 44% に上がったことを見つけました。幼生の供給が 6 年間 94% 減ったにもかかわらずです。最初の増加は、生き残った群体の成長と生存によるもので、幼い個体の加入は、その群体が成熟するにつれて急速に増えました。

回復には、熱波と熱波の間の時間が必要です。Hughes ら（2019 年）は、2016 年と 2017 年にグレートバリアリーフで成体のサンゴが大量に死んだあと、2018 年の幼生の加入が過去の水準より 89% 減ったことを見つけました。展示では、10 年進めた直後に別の季節を再生して、増えた分が消えていくのを見られます。

隠れた発見とチャレンジ

五つの区域には 19 の動物が隠れています。斜面のクリーニングステーションや穴の中のドクウツボから、深いところのウミウチワにいるピグミーシーホース、深い礁の上を滑るナンヨウマンタまでです。近くまで泳ぐと見つかります。見つけたものはあなたの端末に残り、地図に星印で表示されます。操作パネルには十二のチャレンジが並び、すべての区域を訪ねる、実際の三つの季節を比べる、白化のあとで十年進める、などがあります。

よくある誤解

• 「白化したら死んでいる。」 白化したサンゴは飢えているだけで、死んではいません。水温が早く下がれば回復できます。上の 2026 年の調査の数字は、2024 年の白化のあとの部分的な回復を示しています。
• 「サンゴは植物だ。」 サンゴは、藻類を体の中に持つ動物です。見えている色はおもに藻類の色なので、藻類がいなくなると色も消えます。
• 「白いサンゴは、ただ別の色だ。」 白化した群体の白は、透明な組織を通して見える石灰の骨格です。健全な礁のサンゴは、たいてい茶色、オリーブ色、金色です。
• 「暖かい水ならどれでも白化させる。」 サンゴは暖かい水にすんでいます。白化の引き金になるのは、その土地の平年の最高水温を超えた水温です。MMM が場所によって違い、DHW が MMM より 1 °C 以上高い週だけを数えるのはそのためです。
• 「成長が速いサンゴは強い。」 枝状のサンゴは 1 年に最大 10 cm 育ちますが、嵐には弱く、AIMS のデータでは、白化で最初に失われるものの一つです。
• 「礁は海の大きな部分を覆っている。」 NOAA の数字では海の約 1%、海底の割合では 0.1% 未満です。
• 「白化と酸性化は同じものだ。」 一方は、熱と光のストレスでサンゴが藻類を吐き出すことです。もう一方は、骨格をつくりにくくする化学的な変化です。二つは別の過程で、共通の原因は二酸化炭素の増加です。

画面で試してみよう

1. 水温を 30.0 °C にして、DHW を見ます。4 を超える週を予想してから、確かめます。31.0 °C でくり返します。時間は半分になるはずです。
2. 29.9 °C にして 20 秒置きます。シミュレーション上の 20 週間です。何も積み上がらないはずです。そのあと 0.1 上げて、アラートレベルが変わるのを見ます。
3. 温度を 31.0 °C に上げて、いくつかの群体が白くなったら、29 °C 以下に戻します。DHW が下がり、色が戻るまで、何週間かかるか数えます。
4. 礁原の成長の掲示板を見つけて、三本の棒を読みます。ノウサンゴで、1 年に 0.3 cm と 2 cm の場合の年齢を計算します。
5. 図鑑を使って斜面の掲示板まで行きます。100 マスの格子を割合に直し、上の数字と比べます。
6. 名札を切って、シカツノサンゴ、テーブルサンゴ、ノウサンゴを形だけで見分けてみます。
7. 「実際の年」を開いて、モルディブの 1998 年と、グレートバリアリーフ最北部の 2016 年を再生します。それぞれの DHW の最大値と、死んだモデルの群体の割合を比べます。
8. 季節のあとで「10 年進める」を押し、どのサンゴが先に戻るかを見ます。そのあと pH を 7.8 にして、もう一度試します。
9. 深い礁まで泳いで下り、ライトをつけて、ピンク色のウミウチワにいるピグミーシーホースを探します。

モデルと実際の礁の違い

• 礁は幅約 80 m で、実際の礁よりずっと、有名な動物でにぎわっています。
• 色は深さとともに単純な規則で薄れます。水面から届く光は、赤がいちばん早く失われ、次に緑、それから青が失われます。
• 光の網目は、砂の上の位置から計算した模様で、実際の波から追跡したものではありません。
• 褐虫藻は、実物よりずっと大きく、ずっと少なく描いてあります。
• 実際の礁では、死んだ群体が予定どおりに置き換わることはありません。新しいサンゴは幼生として定着して育たなければならず、上の成長の速さでは何年もかかります。
• 群体ごとの白化の基準値は、このモデルのために選んだ範囲の中の乱数で、種ごとの測定値ではありません。範囲は、Loya（2001 年）と Hughes（2018 年）の成長の形による順位に従っています。
• 実際の年の再生には本物の水温と熱ストレスを使っていますが、反応する礁はこのモデルの礁です。死んだ群体の割合は、実際の礁の予測ではありません。
• 10 年の回復は、モデルの確率と速さで動いています。再生長への pH の影響もモデルの値です。
• この礁には、さまざまな海の多くの種がいっしょにいます。シカツノサンゴ、エルクホーンサンゴ、ミゾノウサンゴ、ロブドスターコーラル、ウミウチワはカリブ海にすみ、残りはおもにインド太平洋にすみます。

動き方

パソコンでは、WASD か矢印キーで泳ぎ、Shift を押し続けると速く進みます。R かスペースで上がり、F か C で沈みます。ドラッグで見回し、砂をクリックするとそこへ泳ぎます。スマートフォンでは、左下のジョイスティックで動き、右下の矢印で上下し、画面の右半分をドラッグすると首が回ります。図鑑の手順と部品の一覧が、各地点へ連れて行きます。