人類が吐き出すCO2は年20億トン、1985年から74%増えた主因は人口

生きている人間は誰でも、食べ物をエネルギーに変え、その際に残った炭素を二酸化炭素として吐き出す。人類全体で合計すると、この静かな化学反応は年間約20億トンのCO₂に達する。これは、日常生活を送る人々の測定値に基づいて作られた初の世界規模の推計による。

この総量は30年で約4分の3増加したが、その主な理由は人間の数が大幅に増えたことにある。単純なトン数で見れば、人間の呼気は現在、産業国全体の化石燃料排出量を上回っている。しかし、この数値を算出した科学者たちは、これが地球温暖化の原因ではないと強調する。

バース大学運動・栄養・代謝センターのハビエル・ゴンザレス氏が主導し、『ランセット・プラネタリー・ヘルス』に掲載されたこの研究によると、人間の代謝によるCO₂排出量は1985年に年間11億8000万トン、2015年には20億5000万トンに達した。この増加の60％以上は人口増加によるもので、残りの大部分は人々の体重増加に起因する。体が大きいほど多くの燃料を消費するためだ。

「私たちは皆、食べ物をエネルギーに変えるだけで二酸化炭素を生成しているが、これまでそれが世界全体でどれだけになるのか、よくわかっていなかった」とゴンザレス氏は述べている。「今回わかったのは、増加の主な原因は私たちの数が増えたことだということだ。」

世界人口で割ると、2015年の総量は1人あたり年間約275キログラム、乳幼児や高齢者も平均に含めると1日あたり約0.75キログラムになる。1985年は1人あたり約240キログラムだった。同じ期間に世界人口は約26億人増加しており、そのため世界全体の数値が個人の数値よりもはるかに速く上昇した。

何十億人もの呼吸をどう測るか

誰も人類にガスマスクを装着させるわけにはいかないため、研究チームはまず、実験室外で一個人が消費するエネルギーを測定する最も信頼できる方法である二重標識水法を用いた。被験者は、一部の水素原子が重水素に、一部の酸素原子が重酸素に置き換えられた水を飲む。その後1～3週間にわたり尿サンプルを採取し、各標識が体内からどの程度の速さで排出されるかを調べる。

鍵となるのはその差である。水素はほぼ水としてのみ排出されるのに対し、酸素は水としても、呼気中のCO₂としても排出される。この2つの消失速度の差から、被験者が仕事中、睡眠中、食事中、そして普段通りに歩き回っている間にどれだけの二酸化炭素を生成したかが明らかになる。

研究者らは、国際原子力機関（IAEA）の二重標識水データベースに保管されている、新生児から101歳までの6,756人から得られた9,006件の測定値を利用した。これらから、CO₂排出量が体重と性別に応じてどのように変化するかのモデルを構築した。次に、国連の国別人口データと、世界保健機関（WHO）およびNCDリスクファクター共同研究（NCD Risk Factor Collaboration）の体重データを入力し、年ごとの結果を追跡した。

この手法が重要なのは、従来の推計が平均的なカロリー必要量や、密閉された測定室内の少数の被験者グループといった簡便法に依存していたためである。二重標識水法は、通勤の徒歩や眠れない夜も含めた実際の生活を捉えており、そのため著者らはこの推計を、大規模な自由生活下での測定に基づく初のものと位置づけている。

トン数でロシアの化石燃料排出量を上回る

20億トンという規模を実感するには、化石燃料と比較してみよう。2015年、石炭、石油、天然ガスの燃焼とセメント製造による世界のCO₂排出量は約354億トンだった（Our World in Dataがまとめたグローバル・カーボン・プロジェクトのデータによる）。人間の代謝による排出量はその約6％に相当する。

国別に見ると、その差はさらに顕著だ。同年のロシアの化石燃料・セメント排出量は約16億トン、日本は約12億トンで、いずれも人間の呼気によるCO₂排出量を下回る。インドは約22億トンだった。この割合は30年間でほとんど変わっていない。1985年においても、代謝CO₂ははるかに少ない化石燃料総量の約6％だった。

地理的分布は生理学ではなく人口に従う。アジアが人類の代謝CO₂の大部分を占めるのは、単にそこにほとんどの人が住んでいるからであり、研究では男女間の差は人口レベルで相殺されることが判明した。

なぜあなたの呼吸は石炭火力発電所のように地球を温暖化させないのか

あなたが吐き出す炭素は、つい最近まで大気中にあったものだ。小麦畑や水田が光合成によって大気中から炭素を吸収し、それがパンや米としてあなたの食卓に届き、あなたの細胞がそれを再び放出する。数ヶ月から数年で循環は閉じる。科学者たちはこれを「高速炭素循環」と呼んでいる。

石炭、石油、天然ガスには、植物が何百万年も前に閉じ込めた炭素が含まれている。それらを燃やすと、地質学的な時間にわたって循環から外れていた炭素が大気中に追加されるため、大気中のCO₂濃度は上昇し続ける。「重要なのは、私たちが吐き出す二酸化炭素は化石燃料を燃やすのとは違うということだ」とゴンザレス氏は言う。「私たちは呼吸が気候変動を引き起こしていると言っているわけではない。」

80億人を養うことには、肥料工場からトラクター、冷蔵トラック、伐採された森林に至るまで、大きな化石燃料の足跡がある。これらの排出は、農業、土地利用、エネルギー部門の下で別途計上されている。今回の新しい数値は、最終段階である、体が食物を運動と熱に変える部分のみを対象としている。

では、なぜそれを数えるのか？炭素循環をモデル化する科学者や、街路上空のCO₂を測定する都市ネットワークは、すべての流れをバランスさせる必要があるからだ。人口密集都市では、何百万人もの住民の呼吸はセンサーが捉えるものの一部である。バース大学のチームは、この研究はより良い炭素会計のためであり、誰かに運動を減らしたり食生活を変えたりするよう促すものではないと強調する。

この推計が解決しないこと

これはモデリング研究であり、その基盤には限界がある。6,756人の被験者は他の目的で行われた研究に参加したため、人類の無作為標本ではなく、女性の数が男性の約2倍である。モデルは体重と性別から各個人の排出量を予測するため、集団全体の身体活動レベルの違いは、国ごとに測定されるのではなく平均値に組み込まれる。

また、時系列は2015年で止まっている。現在の世界人口は約82億人であり、同じ一人当たりの排出率を適用すると、現在の総量は約22.5億トン近くになるが、これは単純な算術であり、研究が報告している数値ではない。他のガスも対象外である。一部の人々の腸内細菌はメタンを生成し、その一部は呼気として排出される。以前のチャンバー実験では、被験者の約3分の1がメタン生成者であることが判明している。

また、この研究では、私たちの食物中の炭素のうち、合成肥料などを通じて化石エネルギーによって形成されたものがどれだけあるかという問題も未解決のままである。その疑問は農業の炭素簿記に属するものであり、食生活の気候影響が実際に存在するのはそこである。

人間が吐き出すCO₂に関するよくある質問

人は1日にどれだけのCO₂を吐き出すのか？

全年齢の平均で、約0.75キログラム。これは研究の2015年の世界総量を同年の世界人口で割った値である。活動的な成人はこの平均よりも多く排出し、小さな子どもははるかに少ない。年間平均では約275キログラムとなる。

呼吸は気候変動に寄与するのか？

化石燃料のような形では寄与しない。私たちが吐き出す炭素は食物に由来し、その食物の背後にある植物は最近大気中からそれを取り込んだため、呼吸はすでに循環していた炭素を戻しているにすぎない。食物の気候コストは、どのように栽培、加工、輸送されるかから生じ、それは別途計上される。

科学者は体が生成するCO₂をどのように測定するのか？

実験室外で最も信頼できる方法は二重標識水法である。被験者は重水素と重酸素で標識された水を飲み、1～3週間にわたる尿サンプルで各標識が体内から排出される速度を調べる。2つの速度の差から、どれだけのCO₂が生成されたかが明らかになる。

なぜ1985年以降、人間のCO₂排出量はこれほど増加したのか？

主な理由は、1985年から2015年の間に世界人口が約49億人から75億人に増加したことである。人口増加が増加の60％以上を説明し、残りの大部分は平均体重の増加を反映している。

今後の展望

この研究は2026年10月26日にオンライン公開され、11月初旬に広く注目を集めた。著者らは、人間の代謝は高速炭素循環の量的に重要な部分であり、炭素システムモデルに組み込まれるべきだと主張している。国連の予測では、世界人口は2080年代半ばに約103億人でピークを迎えるとされ、著者らは代謝CO₂もそれに応じて増加し続けると予想している。将来のすべての人々は、食物が大空から借りた炭素を吐き出し続けることになり、正確な炭素簿記を維持する仕事はますます大きくなるだろう。

参考文献：Gonzalez et al., “Accounting for global carbon dioxide production from human metabolism between 1985 and 2015: a modelling study,” The Lancet Planetary Health, 2026. DOI: 10.1016/j.lanplh.2026.101546

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