運城塩湖：何十億年も色褪せない色鮮やかな「パレット」

「大衆科学が語る強い国」コラムの今回の号では、読者を山西省の運城塩湖に招き、色鮮やかな塩湖の形成の謎を探ります。

湖の色が変わることは珍しいことではありません。例えば、この現象は中東の「死海」、アフリカのセネガルの「ローズ湖」、オーストラリアのヒリアーの「ピンク湖」などで発生しています。しかし、この魔法の湖は「古いスープ」の鍋のようなものです。何億年も経った今でも色褪せることなく、味も昔と変わらず美味しいです。

山西省最大の湖、運城塩湖です。世界中の他の塩湖とは異なり、運城塩湖は色彩豊かです。

運城塩湖は初冬になると色鮮やかで美しい景色が広がります。空から見下ろすと、湖の中の塩田が色とりどりの「パレット」のように交差し点在しているのがわかります。

古代の運城塩湖にはどんな秘密が隠されているのでしょうか?なぜこんなにカラフルで多様なのでしょうか?

「永遠の若さ」は主に2種類の好塩性生物によって引き起こされる

一般的に、塩湖とは水の塩分濃度が 3.5% (35 g/L) を超える湖を指します。運城塩湖は、その鮮やかな色彩と常に変化する景観で有名です。

実際、人類は4,000年以上前に運城塩湖に遭遇していました。塩は太陽の下で結晶化し続けて、地球上の人々はそれを集め続けます。時間と温度が相まって静かに変化していきます。

運城塩湖の色は主に赤、緑、黄、青などです。その外観は主に生物学的要因、物理的要因、化学的要因を含む複数の要因の相互作用の結果です。その中で、生物学的要因が塩湖の色の変化の主な原因です。

好塩性古細菌とドナリエラ・サリナは、極度の塩分環境に生息する 2 つの生物であり、それぞれが重要な役割を果たしています。好塩性古細菌は、産生する赤色色素である菌根菌のせいで、主に赤色をしています。運城塩湖の高塩分環境では、好塩性古細菌の大量増殖と光の強度や照射角度の変化により、湖水は赤、ピンク、濃い赤などさまざまな色に変化します。

ドナリエラ・サリナは塩湖や塩田の蒸発池で生育し、最適な塩分濃度は20%です。異なる成長条件下では、Dunaliella salina は色が異なります。十分な栄養がある場合は緑色になります。窒素欠乏状態ではオレンジがかった黄色に変わります。リンが不足すると黄緑色になります。

それだけでなく、好塩性古細菌とドゥナリエラ塩藻が共存すると、「赤＋緑」で黄色が形成されます。赤と緑の比率が異なると、生成される色も異なります。

運城塩湖の形成には化学的要因が重要な役割を果たしています。さまざまな塩分濃度と無機塩成分の組み合わせは、湖の水の色彩を構成する重要な化学的基礎です。

観光にも実用にも役立つ資源の宝庫

運城塩湖は、自然から人類への贈り物であり、資源の宝庫です。含まれる極限微生物は「景勝地」であるだけでなく、私たちの日常生活で活用できる「実用品」でもあります。

食品廃棄物の処理では、異なる酵素活性を持つさまざまな塩湖微生物株を配合して、食品廃棄物を処理するための複合細菌剤を作ることができます。塩湖微生物の特性により、このタイプの細菌剤は高塩分の食品廃棄物を効果的に分解することができ、我が国の高塩分食生活地域における食品廃棄物の処理に新たな方法を提供します。運城塩湖の微生物も有機汚染物質の分解に大きな役割を果たしています。

科学研究の面では、運城塩湖の微生物多様性に関する研究が最近大きな進展を遂げ、運城塩湖で初めての属レベルの新種である運城塩湖バチルスの分離に成功した。この種は、新たな極限微生物群の出現を示すだけでなく、微生物分類学においても重要な学術的価値を持っています。当該研究成果は国際学術誌「レーウェンフック：国際普遍分子微生物学」の最新号に掲載されました。

経済的利益の面では、特殊な自然条件により、運城塩湖の微生物は独特な遺伝子型、生理構造、代謝機構を形成しており、生物進化、生命の起源、生物多様性を研究するための重要な材料となっています。

また、応用の見通しが大きい微生物資源の一種として、塩湖微生物は、特殊な機能を持つ代謝産物を多数生産することができ、食品、医薬品、製紙、環境保護の分野で、通常の微生物とは比べものにならないほど重要な開発価値と利用価値を持っています。

（著者の李欣は運城学院副学長、王伝旭は運城塩湖生態保護資源利用部と市が共同で建設した山西省重点実験室の副所長）

さらに読む

湖の水が黒い泥と出会うとき

運城塩湖は、以前は河東塩湖として知られており、山西省、陝西省、河南省の境界に位置しています。これは世界で最初に開発され、利用された塩湖です。

黒泥は運城塩湖の独特な資源です。ミネラルや微量元素が豊富で、殺菌、炎症の軽減、美白、皮膚の保護などの効果があります。湖水は黒泥と混ざると灰色や黒色に見え、湖面に太陽の光が当たると青い光沢を放ちます。

ソルトレイクにチェックイン

青海チャカ塩湖：「天空の鏡」

「天空の鏡」として知られるチャカ塩湖は、青海省海西州烏蘭県チャカ鎮にあります。固体と液体が共存する塩水湖です。湖の面積は105平方キロメートルで、「緑の塩」が豊富に含まれています。

チャカ塩湖の美しさは、そこに息づく深い歴史と素晴らしい文化にあります。ここでは、湖の上を歩く素晴らしさを体験できます。透明な湖水を通して塩の花を鑑賞することもできます。また、塩文化博物館を訪れて、何千年にもわたる緑の塩を「収集」することもできます。

新疆ウイグル自治区のバルコル湖：半分は塩水、半分は淡水

バルコル湖は高原の塩水湖で、以前はプーレハイと呼ばれていました。新疆ウイグル自治区ハミ市バルコルカザフ自治県に位置し、面積は約113平方キロメートルです。

バルコル湖には南北に砂の堤防があり、湖を東と西の2つの部分に分けています。そのうち、東湖は青い波がさざ波を立て、西湖は銀白色です。その理由は、バルコル湖は主に周囲の氷雪解け水と地表流水によって補給され、ほとんどの河川はイースト湖から注入されているため、塩分濃度が比較的低く、わずかに塩辛い湖となっているからです。一方、西湖は砂の堤防によって水の交換が妨げられているため塩分濃度が高く、有名な塩湖となっています。

青海チャエルハン塩湖：世界で2番目に大きい塩湖

青海省のツァイダム盆地には、わが国最大の「高原エメラルド」であるカルハン塩湖があり、わが国で最も「塩分濃度」が高い場所でもあります。

絶妙なチャカ塩湖と比べて、カルハン塩湖は世界第2位の塩湖、アジア最大の塩湖として、総面積が5,800平方キロメートルを超え、広大で雄大です。その本当の遺産は、この青い波の下に隠されたさまざまな塩鉱山資源にあります。その総埋蔵量は最大600億トンで、主にカリウム塩、マグネシウム、ナトリウム、リチウム、ホウ素、ヨウ素、塩素、その他の鉱物が含まれています。