研究方法・科学全般食糧・インフラ危機

検証されていないモデルや検証されていない仮定を事実として誤用し、科学の誠実さを危うくする。一般的な考察とミネラルとリンの不足の誤謬
Endangering the integrity of science by misusing unvalidated models and untested assumptions as facts: General considerations and the mineral and phosphorus scarcity fallacy

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サスティン・サイ.2021年8月26日 : 1-18.

ローランド・W・ショルツ共著1,2,3、フリードリヒ・W・ウェルマー共著4

要旨

社会的な問題の解決に貢献する科学への要求が高まっている(解決主義)。そのため、科学者は特定の問題を解決するための規範的活動家(アドボカシー)になる可能性がある。その際、科学的推論と政治的検証の区別が不十分となり(脱分化主義)、事実の暴力(独:Faktengewalt)に疑問符がつくことがある。科学的知見は単純化され、それが改竄不可能で絶対的に真実であるという地位を獲得するように伝達される(権力への真実)。これは、科学的知見の整合性や妥当性に疑問があり、科学活動家の行動の基礎となる科学モデルが疑わしい、単純化されすぎている、あるいは正しくない場合に重要となる。ここでは、規範的解決主義や社会政治主導の移行管理によって科学の完全性がどのように危険にさらされるかを例示し、埋蔵量や資源が動的な地質工学的・社会経済的実体であることを無視した鉱物資源不足の主張を提示す。我々は、主な鉱物資源不足モデルとその誤った仮定を提示す。リンは非代用品であり、現在の食糧生産の半分が肥料(つまりリン)に依存しているため、リンの希少性の誤謬は特に興味深いものである。我々は、リンの希少性の主張が基本的な地球経済学的知識の統合に基づいていることを示し、ハイレベルな公共メディアに影響を与える希少性の誤謬を促進する認知・認識論的障害、動機付け・社会政治的要因について議論する。これは持続不可能な環境行動を誘発する可能性がある。誠実な知識の仲介者としての科学者は、科学的モデリングの長所だけでなく、制約や限界も伝え、それを現実に適用することが必要である。

キーワード:リン資源不足、科学の完全性、解決主義、学際性、科学の反証可能性、Faktengewalt、権力への真実、真実への合意、科学活動家、科学擁護、知識の不完全性

社会的妥当性、Faktengewalt、反証可能性、科学の誠実さ

誠実な方法とプロセスで新しい知識を発見し、科学を発展させることは、科学者の崇高な仕事である(Pielke 2007)。優れた科学は、常に前提を疑い、批判的に検証し、パラダイムの転換を図ろうとする(Kuhn 1962)。我々は、近年、これが変化したのではないかと推測している。その理由の一つは、社会的妥当性とも呼ばれる目的論の一般的な目的が、真実や新規性といった科学的内実から、社会的有用性や(社会的)解決主義へと強くシフトしていることである(Strohschneider 2014)。解決主義では、問題解決のために民間起業家を対象とする(すなわち、知識の資本化;Etzkowitz et al. 1998)、あるいは、科学は政治および/または政府のプログラムの目標を達成するために奉仕しなければならないという制限された科学の概念を発展させている。ヨーロッパでは、この2つの解決志向の目的論的な見方は区別され、どちらも第3の使命というラベルに該当する(Scholz 2017, 2020)。私的善意志向の解決主義(Etzkowitz et al. 1998)は、しばしばデータや知見の科学的公開を制限する契約ベースの研究に基づいており、研究のコントロールは広く資金を供給する主体に引き渡される。さらに、研究および公益に資する政治的問題解決志向のプログラムは、規範的次元によって過度に制約される(Zomer and Benneworth 2011)。科学は政府のプログラムを支援したり、特定の社会的イノベーションを通じて変革プロセスを促進するために機能化される。ここで、科学者は社会的に説明責任を負うことになる(Gibbons et al.) このような考え方では、科学者は活動家や移行政治の提唱者としての役割を担うことさえある(Wittmayer 2016)。

このような科学の進め方の具体的な危険は、科学者と政治家の役割を区別しないことである(Strohschneider 2014)これは、科学と政治の脱分化と呼べるかもしれない。知識や科学モデルの生成と伝達において、不確実性の評価や知識の不完全性を意識する必要がある。さらに、科学的知識の伝達や活用には、説明責任や責任の側面が重要な役割を果たす。このことは、一見ネガティブに見える科学的知識の活用においても、例えば世代間の公平性に関する持続可能な行動のためのプログラムにおける一見ポジティブな活用においても当てはまる(Brundtland et al 1987)。

さらに、科学が正しい、あるいは真の知識を提供するというナイーブな考え方は、科学の完全性を強く危うくする。現実主義的で正常な科学の観点からは、科学理論は複雑なシステムや宇宙の有効な記述に近づきつつある。しかし、一般に、科学的モデルは不完全なものである。反証可能性(Popper 1969)、反駁の可能性(Lakatos 2015)、およびいくつかの懐疑的な含意(Unger 1978)は、科学的推論と言説の基本的かつ不可欠な要素である。やや簡略化した言い方をすれば、「高度な科学は失敗する可能性がある」と言えるかもしれない。これはノーベル賞委員会の判断にも当てはまり、例えばノーベル賞受賞者のJohannes Fibiger(1867-1928)のミミズが癌を引き起こすという説は否定されたものとみなされる(Stolt et al.2004)。

理論が議論の余地のないもの、あるいは真実とみなされる場合、結果としてFaktengewalt (engl.; force of facts; Hoffmann 2013; Strohschneider 2014) やFaktenlage (Grunwald 2015) が発展することになる。データ(事実)群や科学的知識は、何らかの科学的な参照によって正当化されるようになったため、もはや疑問視されることはない。Faktengewaltの力は、それを「準免罪化」と考えて誤用されることがある。また、予防原則の文脈では、Faktengewaltは特別な役割を果たすかもしれない。プレッシャーにさらされた政治家は、科学的な助言に頼らざるを得ない。その妥当性や影響評価は不明確な場合がある。

常に正しくあろうとする信念は、結果的に権力に真実を語ることになりかねない。科学の「不完全性」、すなわち「既知の未知」だけでなく「未知の未知」をも認識する感性は失われる(Ravetz 1987, 1993)。科学は知識を生み出すが、真理は生み出さないという謙虚な意識は消えてしまう。科学的な意見が一致することはめったにない。このため、政治家はコンセンサスのある意見に依存することに慣れてしまい、対立が生じることがある。やがて、真実は多数派の問題であるという考え(例えば、Web of Scienceでの引用数が妥当性の基準とされる)により、少数派の意見が消えていく。批判的で矛盾した意見は、パラダイムの変化を誘発するために必要である(Kuhn 1962)。このような学派の外の査読者は意見を求められなくなり、「科学の質の批判的目利き」(Ravetz 1987, p. 109)としての査読は、査読による検閲へと変容していくのである。

研究に対する第三者からの資金援助を最大化するような圧力のもとでは、研究プロジェクトを承認してもらうチャンスは、正しい「学派」に属し、アウトサイダーではなく、政治戦略にうまく合致するような結果を提供することによって支えられることになりかねない。そして、一般大衆の間では、「科学」はもはや「科学」ではなく、議論の余地のない事実の集合体であるという意見が定着している。科学の歴史がその例であろう。これとは逆に、科学を参照系として放棄する考え方が、ポスト・ノーマル・サイエンスによって推進されてきた。ここでは、科学は他者の中の一つの声となる。自然・社会システムに働くルールを測定することで現実に迫るという科学の目的(Durkheim 1895/1982)が放棄されたのである。

この論文では、上記のような科学の特徴が、科学の誠実さにどのような影響を及ぼすかについて考察する。特に、生命と食糧生産に不可欠な代替不可能な元素であるリンを例に、鉱物の不足に関する誤った声明(鉱物の不足に関する声明の根底にある固定在庫の仮定に基づく)に関連して、これを行う。現在の食糧生産の約半分は、(リンを含む)一次鉱物肥料、ひいては鉱石としてのリン鉱石に基づいている(Scholz et al.2014)。

懸念されること、規範と現実

応用研究は国民や政治の関心事であるが、科学的知識や技術はしばしばヤヌス顔であり、両義性・曖昧性が結びついている。科学的知識をどう使うかは、文脈や使用者の意図に依存し、一般に科学的モデリングの不完全性に結びつけられる。特に、政治・経済の主要なアクターに影響を与えるような新しい見解が伝えられ、その知識がマスメディアによって取り上げられ、伝達される場合はそうである。

科学研究者は科学的アクターとして、非科学的機関、政治、経済に関連するロビー団体などに取り組み、相互作用する。これは、利害関係者が科学的発言の影響と強い結びつきを持つ場合、科学的議論が政治化されるという法則と一致する(Jasanoff and Wynne 1998)。環境科学と気候変動研究は、科学者が記述し、熟考し、変化を求める緊急の呼びかけを通じて政治的行動を後押しする、変革型科学の例として捉えることができる(Grunwald 2015; Schneidewind 2015; Strohschneider 2014; WBGU 2011)。”変革の科学は、価値観を明示的に取り上げ、望ましい未来を構想する” (Tschakert et al. 2016, p.21) 。これは、2つの異なる経路を誘発する可能性がある。一方では、決定は実践と政治の責任の下にとどまる。この経路は,科学と実践の間の相互学習を誘発し,双方がそれぞれの役割にとどまり,学際的なプロセスを立ち上げるかもしれない(Scholz 2017; Scholz and Steiner 2015; Scholz et al.2021; Wittmayer and Schäpke 2014)。一方で、科学者が政治家と同じように社会問題を解決するためのソリューショニストになってしまう可能性もある。

浅はかなアクション・リサーチ 科学者の価値観が作用している

好奇心は、「知識や理解の認識のギャップの認識から生じる」(Loewenstein 1994, p.78)もので、科学活動の重要な推進力と見なされてきた。特定のテーマへの関心もその一つである。しかし、社会規範的な関心や価値観に基づく目標もまた、原動力となる。ジョン・デューイのプラグマティズムにならい、社会心理学の父であるクルト・ルウィンはMITのグループ・ダイナミックス研究センター長として、科学と社会的実践を結びつける実験的アクション・リサーチを創設した(Adelman 1993)。マイノリティグループの問題に取り組むというルウィンの個人的な興味から、科学的手法を応用し、実践者をプロセスに巻き込む(=参加型研究)という問題志向の科学と実践のコラボレーションが行われたのである。すべての人に平等な権利があるという基本的な考え方が、ルウィンの研究の包括的な社会的関心事であった。どのコースや行動が最も効果的であるかは、事前に定義されるのではなく、実践者と共同で開発し、その理由や選択肢を検討し、実験的に検証されたのである。

ルヴァンのアプローチは、ある種のアクション・リサーチとは異なり、現実世界がどのように機能すべきかについての科学者の(現実や他の利益団体の目標とは対照的な)意見が重要で、ある状態を引き起こすプロセスやメカニズムの調査やテストは必要ない。現実はどうあるべきかという科学者の個人的な目的に強く支配されているアクションリサーチは、浅いアクションリサーチと表記される(Dedeurwaerdere 2018; Scholz 2011)。仮説(に関する)よりも社会的な規範、時には個人的な規範が研究を導いている。科学は、科学者の集団の特定の目標や規範に従って、より良い世界を作るために役立つはずである。これは、「規範的である」「研究しながら変革的な変化に影響を与えることを目指す」(Loorbach 2014, p.68)「ポスト規範科学・行動指向」の視点をとる場合によく行われる。

このアプローチには、主に3つの特徴がある。第一に、世界がどのように変化すべきかに関する具体的な目標が、科学者によって明示的または暗黙的に定義される。つまり、科学者は、民主主義社会でステークホルダー・グループ間で交渉される規範を定義することで政治家となるのである。これには、重要な問題に関心を持ち、それを引き起こし、あるいは規制している主要なアクター・グループの代表者などを含む社会的ステークホルダー分析に基づいていない実務家の、価値に基づく選別が含まれる。擁護派科学活動家は、科学者の社会的価値観に合致するステークホルダー集団のみを参加させることが多い。例えば、持続可能性にコミットしていることを明確に宣言している人たち、あるいは自分たちが貧しい人たちのために、貧しい人たちとともに働いていると考えているステークホルダーと協力することを決めた人たちだけを含めることができる(Rosendahl et al.2015)。これは、第二に、特定のステークホルダーの主要な価値に基づく排除につながる。これは、民主主義社会において、科学は、人権と憲法に適合した行動をとるすべての社会的ステークホルダー集団に奉仕しなければならず、移行プロセスを理解するために必要なステークホルダー集団を含まなければならないという規則に違反する。”と述べている。

当然ながら、どのステークホルダーを含めるべきかという問題には微妙な両義性がある。極端な過激派政党のメンバーが国家情報機関の監視下にありながら、民主的な議会の一員であることを考えてみてほしい。このことは、科学の誠実さの観点から、すべての状況、政府、国などに対する一般的なルールが存在しないことを示している。最後に3つ目は、学際性の最良かつ最高の形は、「共同意思決定」が行われた場合であるという提案である。関係する科学とは、特に、規範的で行動を導く知識の生成に貢献することである」(Wiek 2007, p.55)。これは、ポストモダニズムの時代精神とファウスト・ドリームを変形させたもので、社会的な意思決定に参加することを正当化する社会的関心の源泉としての科学を指していると見ることができるだろう。

さらに、科学は、透明な基準や方法で記述の妥当性を判断し、それによって価値志向の前提を明らかにするという意味で、一種の知識のクリアリングハウス(Scholz 2011)として特別な役割を担っていることに留意されたい。科学と教育は、すべてのステークホルダーに奉仕する社会の基本的な柱であり、公共財であると考えられている。浅薄なアクション・リサーチは、科学者が規範的な科学活動家として活動するのではなく、(a)(複雑な問題をよりよく理解するための)学際的な知識を対象とし、(b)規範的で利害関係のあるマルチステークホルダープロセスと関連付ける科学と実践との相互学習プロセスに参加する、学際的プロセス(sholz 2020; Scholz et al.2000; Scholz and Steiner 2015)とは対照的である。

資源の限界に対する懸念

欠乏恐怖症の発生と固定ストック・パイの仮定 続いて、疑問のない間違った科学的記述のFaktengewaltを利用する際に、原材料の入手可能性が科学活動家の規範的冒険の対象となったことを論じる。原料鉱物の入手可能性は、重要かつ複雑な問題である。人類の文化的・技術的発展は、鉱物資源を利用することによってのみ可能であった。石器時代、青銅器時代、鉄器時代、そして今、シリコン時代と、人類の技術開発は原材料によって分類されてきた。人間は明日のことを考えることができるようになったので、将来の資源供給について悲しげに考えたと思われるが、それは時代を超えても変わらない。石器時代の人は、次に使う火打石はどこにあるのだろうと心配したことだろう。石器時代の人は、次の石器はどこにあるのだろうかと心配したことだろう。それは、単に石器を探すということだけではなく、他の人が同じ質の良い石器を求めているという経済競争や生存競争の問題でもあった。イギリスの経済学者ジェヴォンズは、1865年に石炭の不足を予言した(Jevons 1865)。今日、イギリスにはまだ手つかずの大規模な石炭資源があり、石炭の使用はより安価な化石燃料である石油や天然ガスに取って代わられている。1938年、オーストラリアは鉄鉱石の枯渇を懸念して輸出を全面的に禁止し、その禁止令は1960年まで続いた。現在、オーストラリアは世界最大の鉄鉱石生産国であり、輸出国でもある(Lee 2013)。残念ながら、テーブルの上のパイの大きさは決まっているという日常的な経験に基づいて(Bazerman et al. 2001)、「神話的な固定パイの考え方」(または固定株のパラダイム;Tilton 2003などを参照)が一般的な誤解と偏見となった。この保守的な予防的バイアスは、ある種の文化に内在する供給恐怖に基づくものである(Radin 1937)。必要な原材料はいつ、どこで手に入るのか。必要な原材料はいつどこで手に入るのか、まったく手に入らないのか。第二次世界大戦後、先進国では環境に対する意識が高まり、「流し台問題」という別の問題が発生した。

この「供給源と吸収源アプローチ」の優れた例が、メドウズら(1972a、b)による「成長の限界」と題する大きな影響力を持った本である。A Report for the Club of Rome’s Project on the Predicament of Mankind(ローマクラブの人類の危機に関するプロジェクトのための報告書)」である。ローマクラブは、世界人口の急激な増加とそれに伴う資源消費に危機感を抱いた政治家、ビジネスリーダー、科学者らによって1968年に設立された。Meadows ら (1972a, b) は、Forrester の世界力学モデル (Forrester 1969, 1971) に関連する動的システム・モデリングの初期の巨匠であった。彼らは、限られた資源を基礎ケースとして、資源の指数的な使用から生じる汚染を考慮した。その結果、天然鉱物資源の不足と環境悪化が2100年以前に深刻な危機を招き、崩壊して単純な生活状態に戻ることが想定されたのである。

ボックス1.

成長の限界の批判的前提

『成長の限界』の中で、Meadowsら(1972a, b)は次のように述べている。高い価格を設定しても、銀、スズ、亜鉛、ウランは2000年以前に希少になる可能性がある。現在の消費速度を考えると、他の鉱物の埋蔵量も枯渇すると予想される(Meadows 1974, p.55)。Meadowsらは地質学にも言及し、未知の鉱床が存在するかどうかは議論の余地があると述べている。このように、新たに探索された資源に頼るのは賢明ではない。しかし、亜鉛を例にとると、1970年当時、埋蔵量と生産量の比率は23であった。しかし、亜鉛を例にとると、1970年の埋蔵量と生産量の比率は23であったが、半世紀後の現在では19とわずかに低くなっている。1970年に560万トンだった生産量が2019年には1300万トンと2.3倍に増えているにもかかわらず、これは実質的に同じである。1970年から2019年までの50年間で、合計4億2900万トンの亜鉛が生産された。これはMeadowsら(1972a, b)が1970年に知っていた埋蔵量の3.5倍である。Meadowsらは、探査を動的変数として認め、埋蔵量を5倍に拡大することを外枠としている。これは過度に悲観的であることがわかる。現在の資源量は19億トンであり、Meadowsらによれば、現在の埋蔵量の7.6倍、1970年の埋蔵量の15.4倍である。この例からも、埋蔵量が動的量であることは明らかである。

『成長の限界』の中で、メドウズら(1972a、b)は次のように述べている。価格が高いとしても、銀、スズ、亜鉛、ウランは 2000 年以前に不足する可能性がある。現在の消費速度を考えると、他の鉱物の埋蔵量は枯渇すると予想される(Meadows 1974, p.55)。Meadowsらは地質学にも言及し、未知の鉱床が存在するかどうかは議論の余地があると述べている。このように、新たに探索された資源に頼るのは賢明ではない。しかし、亜鉛を例にとると、1970年当時、埋蔵量と生産量の比率は23であった。しかし、亜鉛を例にとると、1970年の埋蔵量と生産量の比率は23であったが、半世紀後の現在では19とわずかに低くなっている。1970年に560万トンだった生産量が2019年には1300万トンと2.3倍に増えているにもかかわらず、これは実質的に同じである。1970年から2019年までの50年間で、合計4億2900万トンの亜鉛が生産された。これはMeadowsら(1972a, b)が1970年に知っていた埋蔵量の3.5倍である。Meadowsらは、探査を動的変数として認め、埋蔵量を5倍に拡大することを外枠としている。これは過度に悲観的であることがわかる。現在の資源量は19億トンであり、Meadowsらによれば現在の埋蔵量の7.6倍、1970年の埋蔵量の15.4倍である。この例から明らかなように、埋蔵量は動的な量であることが分かる。

Meadows ら (1972a, b) のローマクラブの報告書は、多くの人々の考え方に影響を与えた。その結果、欠乏恐怖症が生まれ、1970 年代の鉱物探査の一大ブームを引き起こした。そこで、天然資源の利用可能性に関して、彼らの考え方を精査する。Meadowsらは、埋蔵量と資源を除くすべてのものが動的に存在するものとして考えた。埋蔵量とは、現在の価格と技術で、環境的・社会経済的に許容できる条件のもとで経済的に採掘できる既知・評価の鉱物資源の量を表す。資源は、(様々な確度で)知られているが、その経済的実行可能性は確立されていないか、またはその品位が低すぎるため、経済的に実行可能になるにはより優れた技術やより高い価格を必要とする。したがって、資源は、ある時点で、「経済的、限界経済的、および準経済的な構成要素」を含む場合がある(USGS and USBM 1980, p.1)。そして、埋蔵量や資源は、図1(Meinert et al. 2016)を用いて後述するように、「あるものすべて」のほんの一部分に過ぎないのである。鉱物の埋蔵量や資源が動的な量として捉えられていなかったことは驚くべきことだ。価格が高ければ、より低品位の鉱体を採掘できることは容易に推察できる(Wellmer and Becker-Platen 2002)。そして、追加的な埋蔵量や資源量の総量は、鉱石の品位が低いほど非線形に増加し、不釣り合いに高くなることが、地質学的に一般に経験されている。自然界で頻繁に観測される対数的な品位分布には、次のような法則が当てはまる(Laskyの法則)。品位が直線的に低下すると、鉱石の累積トン数は直線的(非直線的)な増加を伴う(DeYoung 1981)。

図1 x軸:右から左へ地質学的知識が増加する一般的傾向、y軸:下から上へ経済性が増加する一般的傾向

 


Meadowsら(1972a, b)は、ある限界までの探査の成功やサブエコノミック資源を取り込むなど、一定のダイナミックな要素を考慮しているが、一般に、鉱物供給の経済的フィードバック制御サイクルを通じて原料の需要と供給を調整する価格という市場メカニズムを無視し、それによって利用できる資源の地球生態学の基本ルールを考慮していない(Scholz and Wellmer 2013; Wellmer and Dalheimer 2012)。我々は、価格、技術開発、探査などの要因が埋蔵量と資源を増加させるという、一見パラドックスに直面している。したがって、埋蔵量は消費とともに増加する。ボックス1は、このことを亜鉛について示している。消費量が増加すれば、生産量も増加するため、収益も増加し、ほとんどの場合、利益も増加する。このため、探鉱活動を強化し、さらなる埋蔵量を発見する可能性を高めることができる。鉱山会社は、計画を立てるために埋蔵量と生産量のバランスを保ちたいと考えている。(1) 商品価格が上昇した場合、採掘作業のカットオフ・グレードを下げることができるため、平均グレードが下がり、前述のようにトン数が増加する (DeYoung 1981; Lasky 1950b; The Bureau of Mines 1974). カットオフグレードを半分にすると、鉱石トン数は4倍、含有金属量は2倍になるとの経験則がある(Schodde 2019)。(2) 平均品位は、技術的な学習過程によって低下することもあり、その場合は再びトン数や金属含有量が増加することが帰結となる。例として、1970年の世界の銅品位は約1.65%Cuであったが、今日(2018年)は0.56%Cuである(Schodde 2019)。

原材料が希少に違いないとする第二の動機は、第一次世界大戦、1930年代の大恐慌時代、第二次世界大戦、あるいは、ずっと後の1973年と79年の石油危機と短期価格危機で、誰もが希少性の影響を経験し、実際に希少性に直面した過去の世代の経験に関連していると思われる。欠乏への恐怖は理性的なものではなく、最近のコロナウイルスの大流行で、人々が日常生活に必要なものを買いだめし始めたときに観察することができた(Garbe et al.) 完璧に安全な世界に住みたいという人々の強い願望があり(Daston 2020)、それは保険契約数の増加によって裏付けられている。持続可能な開発に対する意識の高まりと世代間の公平性に対するコミットメントと相まって、鉱物資源の希少性の誤謬とその根底にある固定在庫の仮定が、もはや批判的に検討されないFaktengewalt(シュミット2019)となり、出版物、研究プロジェクトの提出物、新聞記事などに見られるようになった理由は理解できるだろう。

鉱物の希少性と資源・埋蔵量の動態のモデル

ここで、なぜ原料が不足しないのか、なぜ固定在庫の仮定が誤りなのかを説明する。この答えには、いくつかの地質学的な概念を理解する必要がある。

埋蔵量、資源量、ジオポテンシャルのダイナミクス

将来を見通すには、埋蔵量、資源量に加え、第三のカテゴリーを導入する必要がある。それは、現代の探査技術によって、地殻の中から将来の未知の埋蔵量や資源(ジオポテンシャル)が発見される可能性があることだ(図1参照)。

埋蔵量は、通常、鉱山会社が評価する。埋蔵量は、ジオポテンシャルの「貯蔵庫」から発見されるか、市場価格の上昇によって図1の資源フィールドから移される。埋蔵量は、市場価格の上昇により、より高い採掘コストが可能になったり、技術の向上により低品位の鉱石の採掘が可能になったりする。埋蔵量は、企業の計画データとして機能する。企業の関心は、通常30年から100年程度の計画期間内に採掘可能な埋蔵量にある。これより長い期間の埋蔵量の高価なデータには興味はない。しかし、鉱山会社の関心は、生産量と埋蔵量のバランスを保つことだ。そのため、埋蔵量は消費量の増加と並行して 増加する。亜鉛の例をBox 1に示す。もう一つの例は、原油である。1950年の原油の埋蔵量は113億トン、生産量は5億4300万トンで、埋蔵量と生産量の比率は20%であった。68年後の2018年には、埋蔵量は枯渇していないものの、生産量45億トンに対して埋蔵量は22倍増の2440億トンとなり、比率は55倍に増加している。これらの埋蔵量と生産量の比率の時系列推移は、固定在庫の考え方が誤りであることを明確に示している。

図1の埋蔵量と資源の動的な境界は、主に価格と技術によって決定される。価格が上昇し、技術が向上すれば、資源は埋蔵量になり、価格が悪化すれば、その逆が起こる。将来の商品価格は未知数であるため、将来の境界を正確に予測することはできない。埋蔵量の概念は物理的なものではなく、地球経済的なものである(Kooroshy et al.2009; Tilton et al.2018)。したがって、埋蔵量は経済状況、技術的変化、さらなる探査などにより継続的に変化する。公表された数字は、高度にダイナミックなシステムの単なる “スナップショット “であり(Wellmer 2008)、確かに “そこにあるすべて “を示すものではない。このことは、米国地質調査所の科学者(Meinert et al. 2016)、あるいはドイツの科学アカデミー(Leopoldina 2018)でも認められている。

鉱物の希少性をモデル化するためのアプローチ

予想される世界の短期・中期の欠乏をモデル化するための主なアプローチを紹介する。それらはすべて、最終回収可能資源(URR)をモデル化するための誤った仮定に依存している。我々は、埋蔵量対生産量比、ピーク生産理論、URRと生物学的枯渇ポテンシャルの推定が可能であるという前提について検討する。

埋蔵量と生産量の比(R/P比)

埋蔵量と生産量の比(R/P比)を用いて原料の供給力を予測する試みは、1800年代半ばには既に始まっていた。例えば、ジェボンズ(1865)によるイギリスの石炭の可採年数に関する研究がある。19 世紀半ばになると、先進諸国は産業発展の基礎となる天然資源を発見するために、自国の領土を地図にする地質調査所を設立した。また、地質調査所では、生産量や埋蔵量の記録も公開されるようになった。しかし、地質調査所は埋蔵量の動的な性質をよく理解していたため、埋蔵量と生産量の比率を公表することはなかった(誤解されることが多かったためと思われる)。現在、埋蔵量と生産量に関して最も多く引用されているのは、多くの商品と国の専門家の研究に基づいて作成された米国地質調査所(USGS)のMCS(Mineral Commodity Summaries:鉱物商品明細書)である。残念ながら、R/P比は非経済地質学者や非資源科学者によって、「埋蔵量の寿命」であると誤解され続けている。この間違った解釈は、誤った鉱物資源不足の恐怖の出現を促進する。埋蔵量と生産量の比率は動的な数値であり、一生を意味するものではない。むしろ、ダイナミックなシステムのスナップショットである(Leopoldina 2018)。

R/P比は寿命の指標としては不向きである。むしろ探査の必要性を示す指標として用いることができる(Wellmer and Becker-Platen 2002)。R/P比が一定の範囲内で一定または増加するのではなく、一貫して低下している場合、早期警告の指標となり得る(Scholz and Wellmer 2013)。銅や亜鉛などの貴金属や卑金属の鉱床のように、レンズ状の鉱床を持つ商品は、R/P比が10~40の間である。鉱山会社が供給安定性を保証するために、埋蔵量と生産量の比率のバランスを保つためには、継続的な探査努力が必要である。R/P比が100以上の地層性鉱床や、長距離に渡る地層性鉱床は、鉱山会社の計画期間外であるため、継続的な探鉱は必要ない。

生産量のピークモデルと最終回収可能量(URR)の推定能力の仮定 ピークモデルは、単一の鉱山や鉱山国のような限られた地域の生産寿命曲線が、しばしばベル型の曲線を描くという観測を利用したものである。これは、Hewett (1929)、Lasky (1950a)、そしてHubbert (1956)によって初めて予測に応用された。ハバートは1956年にこれを用いて、米国の石油生産のピーク(48州下位)を1971年に予測し、わずか1年の誤差で成功したようである。その正確さゆえに、ハバート曲線と呼ばれる釣鐘型の曲線は有名になった。このピークの概念は、その後、後述するCordellら(2009)によるリン、Calvoら(2017)による様々な商品、Aliら(2017)による銅を例にした商品全般など、多くの著者によって可採年数の限界の予測に応用されてきた。

最終回収可能資源(URR)とは、過去に採掘された量に、将来採掘される量を加えたものである。したがって、URRは主に将来の価格動向、ひいては将来の需給状況や技術開発などに左右される。誰もそれを予測することはできない。哲学者のカール・ポパー(Karl Popper, 1969)は、根本的に新しいイノベーションが起こるためには、未来は分からないものでなければならないと主張した。そうでなければ、イノベーションは原理的にすでに知られていて、未来ではなく現在に起こることになる。米国の炭化水素産業は、ポパー的な意味で、以前は想定されていなかった技術開発が、いかに根本的にURRを変化させるかを示す価値ある例である。最近開発されたフラッキング(水圧破砕法)と水平掘削の技術によって、一次シェール堆積物、すなわち炭化水素がまだ元の場所にあり、その上の多孔質貯留岩に動員され貯蔵されていないものを利用することが可能となった(Tilton 2018; Wellmer and Scholz 2018)。この非在来型石油鉱床の採掘技術により、2015年、米国は1956年にハバードが予測した1970年の名峰を抜き、2018年9月には世界最大の原油生産国となった(図2)。

図2 米国の原油生産量

1860年~2018年 (出典:BGRデータバンク)


イノベーション研究者は、漸進的イノベーション破壊的(または「ジャンプ」)イノベーションを区別している(Harhoff et al.2018)。破壊的イノベーションとは、全く新しい製品、プロセス、技術、ビジネスモデルであり、それらは古いものに取って代わる。良い例としては、真空管に代わるトランジスタの発明や、銀フィルムを使った写真に代わるデジタル写真の発明などがある。

このような予期せぬ技術開発は、生産カーブをあまり遠くに推定することを不可能にし、過去の生産からURRを推定することを確実に不可能にする。ベル型曲線の増加部分から、ピークと減少を推定するという仮説があり、ハバート線形化と呼ばれる方法である。この考え方は、これまでにも検証されている。Rustad(2012)は、米国と世界の石油生産の推移を含む37の商品の生産履歴を数学的に検証した(石油の更新についてはWellmer and Scholz 2017を参照)。彼は、生産発展の予測のためのハバート線形化プロセスが現実的な結果をもたらさないことを示し、論文のタイトルを “Peak nothing “と簡単に言い表した。

生物多様性枯渇係数(ADP)

ライフサイクルアセスメント(LCA)科学のコミュニティでは、物質消費の環境コストを評価するための特性値として、生物多様性枯渇係数(ADP)を用いている。経済界に投入される材料については、ソースからの参照値が必要である。これは残念ながら、固定在庫や希少性の懸念の議論にも発展している。どのような「貯蔵庫」をとるかという問題が生じる。前述したように、「リザーブ」は動的な変数のスナップショットであるため、不向きである。同じことが「リザーブベース」にも言える。この用語は、USGSと今は無き米国鉱業局により、「特定の最小限の物理的・化学的基準を満たし、特定された資源…」に対して使われる広義の用語である。[USGSは、「特定の最小限の物理的・化学的基準を満たす資源を特定し、その資源が実証済みの技術や現在の経済性を前提とした計画期間を超えて経済的に利用可能となる合理的な可能性を持つ部分」(USGS2020)であるとしている。) 原則的に、リザーブベースは埋蔵量や資源と同じタイプのダイナミクスを示す。理想的な「埋蔵量」の数値は、最終的に抽出可能な埋蔵量(van Oers and Guinée 2016)または抽出可能なグローバル資源(Drielsma et al.2016) であろう。これは上記のURRに相当するものであり、概説したように、技術変化の不可思議さにより予測は不可能である。その結果、信頼できるデータベースを代理として選択した。これは、上限の可能性としての地殻含有量であり、LCAコミュニティでは、「究極の埋蔵量」と呼ばれている(van Oers, De Koning, Guinée, & Huppes, 2002; van Oers and Guinée 2016)。ADP は純粋に科学的(地質学的)な基準値として受け入れることができる。しかし、臨界評価で使用する場合は問題がある。なぜなら、地殻値が埋蔵量と結び付き、定義された地殻値と埋蔵量の比率を意味することになり、これは誤りである(Berger et al.2020、Rankin 2011)。これは、2010年にEUの重要原料リストを定義する際に試みられた(EC 2010, p.29/30, Box: Case Study: Environmental Impacts of raw materials)。それによって、Tiltonら(2018)が示すように、正当な理由のない欠乏恐怖と固定在庫の懸念が煽られるのである。

地殻含有量が可採地球資源(EGR)の推定に不向きなデータベースであることも(Henckens et al.2014、2016)、West(2020)によって示されている。地殻を究極の貯留層とすることがいかに非現実的であるかは、Tiltonら(2018)によって計算されている。銅の抽出の現状を考えると、地殻を究極の資源として使用すると、8400万年という、最も確率の高い人間の存在をはるかに超える結果になるのである。もちろん、ティルトンは、重要なのは原料の物理的存在ではなく、それを抽出して使用可能な製品に変換するためのコストであることを証明するためにのみ、この例を挙げているのである。

リンの不足のケース

固定パイの考え方

リンは代替物のない生物必須元素である(Scholz and Wellmer 2018; Wolfensberger et al.2008)。他の生物必須元素(例えば、窒素やカリウム)は、空気中や海水中に経済的にアクセス可能であるため、実質的に無限の資源である(Lahman and Lassiter 1972)。しかし、リンはそうではない。これらは、欧州委員会が2014年以降、岩リン酸を重要原料.すなわち供給リスクが高く、経済的重要性が大きい鉱物(EC 2017)として位置づけている主な理由である。2008年以降の重要性研究の最近の評価では、リンに焦点を当てた9つの研究が確認された(Schrijvers et al.2020)。この9つの研究のうち、リンの重要度は6つが高、2つが中、そして1つだけが低とされている。ガバナンスと政府の干渉を求める根拠は、疑う余地のないFaktengewaltの一例である。臨界度は経済的に重要な短期供給リスクに関するもので、政治的行動を求めている。全体的な物理的中・長期的欠乏を主張することは、別の次元を開く。鉱物リンの物理的な中長期的不足は、持続可能な開発(Brundtland et al.1987)の前提を覆すものであり、世代間の公正を確保するための政治的行動を要請するものである。

現在のリンのR/P比は288である(Jasinski 2020)。1988年の90から増加し、他のほぼすべての商品よりも高くなっている。そのため、USGSはこう指摘している。「リン鉱石の不足が差し迫っているわけではない」(Jasinski 2020)。これらの声明には、2つの国、すなわち中国とペルーにおける生産データの不確実性に影響される、高いレベルの信頼性がある(Geissler et al.2018)。世界の資源量は3,000億トン以上と推定されている(Jasinski 2020)。また、リン酸塩が低コスト商品であること(世界では一人当たり年間5米ドル以下のコストでリンを消費している)も考慮する必要がある。このため、価格が上昇しても調整の余地があり、したがってカットオフグレードを下げることで経済的に低い品位を採掘し、上記のように非線形かつ不釣り合いなほど高い埋蔵量増加の恩恵を受けることが可能である。もちろん、これらの数字は、例えば2013年にEdixhovenら(2013)、2016年にScholz and Wellmer(2016)が行ったように、科学的論争の中で常に批判的に検討することができる。しかし、原料供給の現実的な問題に関わる誰もが、世界のリン酸塩在庫に関する世界有数のコンサルタントの意見を共有し、2016年には、「…埋蔵量と資源は非常に大きいので、長期リン酸塩岩(PR)利用可能性に関する議論には『埋蔵』という言葉はほとんど関連性がない」(Mew 2016)、確かに1000年の範囲である、と述べている。Van Vuurenら(2010)は、需要関数の変動に着目すると埋蔵量を補完する静的な「追加資源」モデルで、同じ1000年のオーダーに達している。

短中期的な原料不足の恐怖、特にリン不足の恐怖には健全な根拠が存在しないことが示されている(例えば、Heckenmüller et al.2014)。しかし、前述のように、終末論的な予測は歴史上盛んに行われてきた。リンは、食料を育てるためのリンがなければ人類が滅亡してしまうため、そのような予測に適している。リン鉱石は有限であるため、経済的に採掘可能なリン鉱石は不足すると考えられている。そのため、一定のパイを想像して、多くの人がリンの供給が急速になくなることを恐れているのである。この基本的な欠乏恐怖は、2019年9月にイギリスの新聞The Guardianが「リン酸肥料『危機』が世界の食糧供給を脅かす」という見出しの記事を掲載した際に、再び表面化した(Carrington (2019), based on an article by Blackwell et al. センセーショナリズムや注目を求めて、供給災害の可能性があるという「ニュース」が10~20年ごとに波状的に現れる。このように繰り返されるリン酸塩不足の概念(Ulrich and Frossard 2014)は、リン酸塩を「消えゆく栄養素」とする2009年のNature誌の記事(Gilbert 2009)、さらにはフランクリン・D・ルーズベルト大統領による「土壌肥料のためのリン酸塩」についての議会演説(Rosevelt 1938)まで遡ることが可能である。その間に、我々は1970年代の “大義名分”(ブルックスとアンドリュース1974) – 1971ロバートインガー報告書、生活環境における人間(環境研究所1972)、または上記の引用符で囲んだコーデルら(2009)の出版物を指すことができる。これらは、過去の「災害警報」に反論する人々(多くの場合、専門家やリン鉱石関係者)の上述の考え方が考慮されていないことを明らかにしている(Emigh 1972; Mew 2011; Scholz and Wellmer 2013; van Kauwenbergh 2010)。

Cordellら(2009)によるGlobal Environmental Changeに掲載された引用度の高い論文が、直近の希少性懸念の発端となった。著者らは、USGSの1999年の埋蔵量データを単純に取り上げただけである。彼らにとってURRは、過去の鉱物のリンの生産(消費)に埋蔵量を加えたものに過ぎない。この固定ストックに対して、Cordellら(2009)は対称型ロジスティックモデルを用いたハバート曲線モデルを適用した(彼らはガウス曲線を適用している)。したがって、「ピーク時の生産量は29MT P/a、ピーク年は2033年という結果になる」(2009, p.298)とし、「リン鉱石は…50-100年で枯渇する可能性がある」(2009, p.292)とまとめている。この誤った記述に対する反応として、本論文の著者らは、(a)なぜフィックスパイ記述が誤りであるかを説明し、(b)米国西部リン鉱区のリン鉱石埋蔵量と資源量の推定値(価格の上昇と採掘技術の向上を想定)を同誌に投稿・発表した。この評価では、「…、静的寿命が『最も管理しやすいコストで』1000年という大きさの見積もり」(Scholz and Wellmer 2013)が出された。科学社会学の観点からは、リンの希少性の誤謬のメッセージの受容が、なぜこの論文によってあまり影響を受けなかったのか興味深いところである。地質学的、地球経済学的、数学的モデリングの観点からは、Cordellら(2009)が導き出した結論には根本的な欠陥があり、間違っているのである。固定資源ストックを用いたモデリングは、鉱物資源の専門家が加わっていれば、ピアレビューを通過しなかったであろう。Cordellらの結論は、成長係数5を含めた場合のURRの推定に関するMeadowsらの仮定(Box 1参照)にも及ばないものである。

このように、より広い科学的環境コミュニティが、専門家の反論に注目しなかったことは驚くべきことだ。Scholz and Wellmer(2013)論文は、Cordellら(2009)の希少性モデルと同じ高位ジャーナルに投稿され、最も綿密に審査され、掲載されたものである。しかし、リンの短期的な希少性論は引き続き推進されている。これは、Web of Scienceの調査によって証明できる(表1参照)1)。科学的な希少性の議論は、Déry and Anderson(2007)論文とCordell et al.(2009)論文以降に始まった。科学論文の中には、憂慮すべき物理的なリン不足の主張に言及するものが増えてきた(参照、3行目)。リンに関する14の論文のうち10が急激な枯渇を予測している。

表1 世界のリンに関する Web of Science 論文の頻度

(1) 潜在的な希少性を論じたもの、または (2) 資源や埋蔵量に関連して「希少性/scarce」に明示的に言及したもの、 (3) アラーム的な希少性の主張を明示的に示したもの、および (4) 希少性に関する論文

トピック 2000/1999 2005/2004 2010 2015 2020
1 世界のリンの埋蔵量/資源に関する論文

2

(13)

5

(31)

16

(37)

24 (30)

14

(50)

2 潜在的な希少性が明示的に議論されている(「希少性」という用語が登場する)

0

(0%)

0

(20%)

4

(25%)

9

(41%)

8 (57%)
3 急速な枯渇」または「50~150年」のような枯渇警報に明示的に言及している(カテゴリー2のシェア)。

0

(0%)

2

(40%)

9

(56%)

11

(46%)

10

(71%)

4 2行目および3行目の基準を満たす論文数

0

(0%)

2

(40%)

9

(56%)

16

(67%)

14

(100%)

科学的データの誤った利用が、いかにFaktengewaltによる恐怖を誘発するかは、2019年9月のガーディアン紙記事で実証されている。それは次のように論じている:世界のリン酸塩消費量が14%増加したため、生産量に対する埋蔵量の比率は300から259に減少した。この減少は憂慮すべき兆候と解釈された。258のリン酸塩の比率は非常に高い。鉱物資源科学の観点からは、採掘能力の開発に関して危機的と考えられるレベル(Wellmer et al.2018)から15倍から20倍のオーダーで離れているのである。金属の場合、上述した埋蔵量/生産量比の通常の範囲は、例えば亜鉛の18から鉄鉱石の70、アルミニウムの原料であるボーキサイトの100までと様々である。ジオポテンシャルには、深海リン鉱石と海水からのリンという2つのリン鉱石源があるが、前者は環境問題によって、後者は技術的な問題によって、現在では制限されており、人間の創造性によって長期的には解決できるかもしれない未知のものである(McKelvey 1972)。

最も興味深いのは、地質調査や鉱山会社などのリンの専門家が、リンの不足の主張は基本的に間違っていると考えていることである(表2,2、No.1参照)。これらの人々は科学との直接的な接点で仕事をしており、通常、希少性の議論や重要な論文を知っている。

表2 リンの希少性はもうすぐ」という主張に関連する実務専門家の合意に関する4つの質問(補足資料1参照)

(※。この質問には、「基本的に間違っている」とは、埋蔵量の更新などによる具体的な期間の調整が構成されていること、**資源管理の分野ではない3名の専門家が、「基本的に間違っているが、予測可能な将来において枯渇する時点がある」と説明していること、が含まれている)

いいえ ステートメント 注目される16人のリン実務専門家の同意と不同意の比率(記述2~4は一部数値が欠けています)
1 “50~100年でリンが枯渇 “は「基本的に間違っている」*。 15:1 [12:1]**
2 過去20年間、希少性を主張する論文の引用に偏る傾向が強まっている 12:2
3 もうすぐリンが不足する」という論調が政治的なアジェンダに影響を与えた 12:4
4 リン酸欠発言1によって誠実さへの信頼が損なわれた仲間を知っているか? 7:5

リンの希少性に関するリンの実務専門家の考え方

ハイレベルなリン専門家は、リンの希少性の誤謬に従うのだろうか?(1)現在の世界の埋蔵量は50-100年後に枯渇する可能性があるか(Cordell et al. 2009による)、(2)過去20年間、枯渇を主張する論文の引用に偏りが出てきているか、(3)「リンの枯渇は間近」という議論が政治課題に影響を与えているか、どのように影響を与えているか、(4) リン枯渇に関する声明(1)により科学的誠実さを損なった同僚を知っているか、などの質問事項を含む調査を実施した結果、以下のことが分かった(正確には、「リン枯渇声明(2)により、リンの枯渇が危うくなった同僚を知っているか」)。(質問の正確な文言は補足資料1を参照)。

我々は、4年間の学際的なGobal TraPsプロジェクトの2013年の組織図(Scholzら、2015、78頁)に記載されているリン実践代表者をリン実践専門家の参照サンプルとして取り上げた。このサンプルには、探査(地質調査メンバーなど)、採掘(鉱山代表)、加工(肥料生産専門家など)、使用(肥料専門家など)、散逸とリサイクル(リサイクル企業やグリーンピースなど)、貿易と金融(4大リン取引企業のCEO1名など)というリンのサプライチェーンのすべてのリンクから専門家が含まれている。探査・鉱業の専門家6名のうち2名は、現在の所属・住所が特定できないため、フランスと米国の地質調査のシニアメンバーを代用し、22名中16名から回答を得た。

表2によれば、地質学の専門家6名のうち1名を除いて、固定パイ、ピーク・モデリングに基づく枯渇・枯渇の記述は「基本的に間違っている」と考えている([1]、表2参照)2)。逸脱した回答をしたのは、生物農学分野の専門家であった。回答者のうち3人が「時間軸がおかしい」と発言しており、(おそらく固定パイモデルとの関係で)枯渇する時期があると見ているようである。希少性に関連する引用の偏り(上記パラグラフ1の質問2を参照)、および希少性の議論は政治課題に影響を与えるために利用されてきた(質問3を参照)という点については、大多数の専門家が同意している。専門家の大半(58%、質問4参照)は、この発言(1)によって科学に関する誠実さが損なわれた人たちを知っている。

固定ストック/パイの概念に代わるもの

地球には限界がある。したがって、非再生可能資源のURRには限界があるはずである。したがって、強力な持続可能性(Daly and Cobb 1989による生活機会の減少しない状態)の支持者にとっては、非再生可能資源の最小限の使用または不使用が唯一の解決策である。しかし、人類の創造性(McKelvey 1972)と価格が埋蔵量に与える影響に強く依存した2つのアプローチという形で、代替案が存在する。第一は、非生物学的必須物質に関するものである。このような材料では、人類は原料そのものを必要としているわけではなく、機能に対する解決策を必要としている。したがって、代替の選択肢は、直接または技術によって存在する(Wellmer et al.2018、p.90)。第2の解決策は、バイオエッセンシャル素材にも適用できる、累積利用可能性曲線法である(Tilton et al.) これは、機会費用のパラダイムの概念を参照している。累積利用可能性曲線は、今日の技術やその他の条件、例えば、環境や社会的な制約があり、環境コストを含む場合に、様々な価格で経済的に生産できる商品の総量を示すものである。上述したように、価格が上昇するにつれて、埋蔵量は増加し、通常はカットオフ点(すなわち最小経済濃度)が減少して非線形的に高くなる。同じことが、埋蔵量にも当てはまる。

これらがどのように機能するかを考えてみよう。鉱床は地殻の中の濃縮物である。そのため、決められたコストと価格の枠の中で採掘できる量には限界がある。これらの限界は、地質経済的(カットオフ境界など)、地理的、あるいはその他の限界であるため、生産履歴の曲線(Wellmer and Scholz 2017)は一般に、典型的なベル型の時間経過による発展、すなわち上述のハバート曲線を示す。価格が上昇すれば、ジオポテンシャル分野で発見されるか、あるいは、これまで経済性のない資源が埋蔵量になるプロセスによって、別の鉱床の集合体が経済的に実現可能になる。この鉱床群については、その寿命の間に、別のベル型カーブが形成されることになる。このような展開の例として、図3(Wellmer and Scholz 2018)に示す1900年以降の金のケースヒストリーがある。新しい価格プラトーにより、3つの生産ピークが発達し(対数表示)、すなわちハバート曲線のピークが重なっている。1940年の第4のピークだけが、戦争対策によって引き起こされた。

図3 1900年以降の世界の金生産量と金価格の推移(対数表示で名目価格

出典 BGR Databank 2016)(Wellmer and Scholz 2018)


生物必須資源であっても、天然資源が長期間利用可能であることを悲観する理由はなく、固定在庫の概念には欠陥があると主張する。これは、コルヌコピア的な見方と言えるかもしれない。しかし、この仮定がいつ破綻するか(反証可能性)を問わねばならない。ここでは、希少性への疑念が最も強いリンに着目する。肯定的な見解が破綻する理由の一つは、埋蔵量と資源の開発である。これらは社会地理学的な存在である。埋蔵量や資源の規模は、人間が有利な地域にアクセスし、適切な開発技術を利用できるかどうかにかかっている。

技術開発は予測するのが難しい。したがって、保守的な計画は、すでに利用可能な技術に依存すべきである。当然ながら、深海採掘(1500m以下)や環境にやさしい深海採掘の技術革新があれば、膨大なリン資源が出現する。唯一の可能性は、より長い時系列の埋蔵量データと埋蔵量/消費量(R/C)比を綿密に監視することで、早期警戒の指標となり得る(Scholz and Wellmer 2013)ことだ。

リンの利用可能性評価では、需要の変化を認識する必要がある。その要因の一つは、現在の総利用効率と農業利用効率である。これらは決定的に低く(すなわち5%以下;Scholz and Wellmer 2015b)、確実に改善されなければならない。

国際的なリンのコミュニティではリンのバイオエッセンシャリティが高いため、資源データの改善の必要性が叫ばれている(Van Vuuren et al.2010)。このタスクのための国際的な組織の設立はすでに言及されている(Rosemarin and Jensen 2013)。Wellmer and Scholz(2015)は、国際地質科学連合、あるいは欧州地質調査業協会(EuroGeoSurveys)の後援のもと、そのような組織の具体的な提案を行った。この提案は、2018年にドイツの科学アカデミーで検討され、その後発表された(Leopoldina 2018)。

議論内容

科学のインテグリティを危うくする方法

科学のインテグリティを損なう方法には、不正(データの改ざんや隠蔽、例えばGeorge and Buyse 2015; Pickett and Roche 2018参照)、ずさんな実験や複製(Ioannidis 2005; Koshland 1987)、盗作、(内部または外部の)検閲、資金や報酬、キャリアアップに関する欲張り(Ioannidis 2005; Saltelli et al.2016; Woolf 1986)等がある。本稿では、鉱物資源の希少性に関する科学的知識を適用する際に、科学の評判と誠実さを危険にさらすことを扱っている。これは、持続可能な開発という複雑で社会的な現実の問題に対する例である。この文脈で科学のインテグリティを危険にさらす可能性のある3つの重要な要因を提示し、議論した。

第一に、科学が目的意識を持ち、問題を解決するようにという社会的、政治的圧力が高まっている(solutionism)。そのような知識は、研究資金を調達するために資本化される。この第三の使命は、アドボカシーへの扉を開くことになるかもしれない。データや知識の提示や生成さえも、非科学的な理由から偏ったものになり、科学者は社会運動家や政策提言者になる可能性がある。このことは、多かれ少なかれ偏った形での科学コミュニケーションを意味する。

第二に、科学的知見やモデル、理論が、証明され議論の余地のないものとして適用され、その結果、反証不能の地位を獲得してしまうという科学者や科学活動家の主張がある。これは、たとえモデルや理論が真に不完全な複雑系への適用であっても同様である。気候変動研究に関しても、この権力への真実は、権力へのコンセンサスへと変化している(Van der Sluijs 2012)。ここでは、これをFaktengewaltと呼んでいる。科学的知見は、疑問を持たれては困る事実となりつつある。

第三に、ポストノーマル科学は、Faktengewaltに対抗して、科学が複雑な現実世界の問題に言及しうる検証された結果を提供することに疑念を抱いている。ポストノーマル科学者はまた、不正行為や詐欺が原則的に偏った知識体系を誘発することを強調する(Saltelli et al.2016 )。当然ながら、これは科学の完全性をも危うくする。科学の主要な機能、すなわち、科学が(広く独立した)知識のクリアリングハウスとして機能することが疑問視されるようになる。その結果、科学は他のステークホルダーの声の中の一声に過ぎなくなる。

誤った希少性の主張の促進

地球資源の希少性という主張は政治的、社会的な関心事である。亜鉛、金、リンなどの再生不可能な鉱物が短・中期的な時間軸で希少になるというのは、強力な持続可能性の前提であり、ローマクラブへの重要な発言である。リンに関しては、リン管理に関する最も引用された論文で、「世界の埋蔵量は50〜100年で枯渇する可能性がある」(Cordell et al.) Sect. The phosphorus scarcity case, we have shown why that is fundamentally incorrect from a conceptual and a mathematical modeling perspective.で、このケースが概念的にも数理モデル的にも間違っていることを示した。

Cordell et al. (2009)の論文では、ほとんどの希少性論文と同様に、埋蔵量と資源を静的な固定在庫の存在とみなしていることが主な誤りである。埋蔵量、すなわち企業が事業計画を立てるためのデータ(歴史的に採掘されたリン鉱石とともに)をURRの代理としているのである。この誤った記述は多くのプレミアム新聞に掲載され、そのため政治関係者や国民に誤解を与えている。その結果、この誤った情報は、持続可能な開発という観点から、誤った場所に投資が行われ、深刻な負の影響を引き起こす可能性がある。

埋蔵量と資源は有限であるが、価格水準、探査の程度、技術的能力によって有限である。限界は、価格上昇や創造性向上技術によって常にシフトすることができる。埋蔵量を生み出すことができる貯蔵庫、ジオポテンシャルは巨大である。我々が引き出せる地質貯蔵庫は実質的に無限である。地球の大陸地殻に存在するリンの総量は約7591 * 106 km3(Schubert and Sandwell 1989)、五酸化リン(P2O5)の平均濃度は0.027%(Binder 1999、P2O5はリン鉱石量の評価に使用)と大まかに推定すると、2019年の市場性リン鉱石(P2O5 30%)年間消費量を6800万年間分含む量となる。銅は、現在の技術(将来の進歩や改良は考慮しない)を使って、地殻の地球化学的平均値にどれだけ近づけることができるかを示す優れた例である。世界で最も銅濃度の低い生産鉱山はスウェーデンのアイティック鉱山で、カットオフグレード0.06%Cuで0.22%Cuを採掘している(Karlsson 2018)。このカットオフは、地質学的バックグラウンドである50ppmのわずか12倍である(Rankin 2011)。なぜリン鉱石採掘者は、必要があれば銅採掘者よりも創造性に欠ける必要があるのだろうか。

しかし、環境科学や持続可能性科学の分野の多くの科学者は、誤ったモデルに基づく希少性の主張を推進し続けている。最近の声明にはこうある。”我々の予測では、最新の埋蔵量推定に基づき、予測される需要レベルを適切に考慮すると、リン生産のピークは2025年から2084年の間に起こるかもしれない” (White & Cordell 2017, p. 62)とある。この文中、2084年は2010年のモロッコの埋蔵量改定後の更新埋蔵量をもとに算出されている(Jasinski 2011)。このように、著者らは、短期的な埋蔵量の変化のみに基づいて、人類が代替的に回収しうる力学を認めつつ、それを予測モデルから除外しているのである。これは、Scholz and Wellmerによる推論の虚偽性の修正(Scholz and Wellmer 2013)が、埋蔵量ベースの地球資源枯渇の論文を発表したのと同じ雑誌に掲載されたため、やや不可解な点である。著者の中には、地球物理学に明確に言及することを止めたが、彼らの誤った主張の誤解を招くような受け止め方を終わらせるような明確な発言をすることに抵抗する人もいる。

なぜ誤った希少性モデルの推進と信仰が続いているのだろうか。

科学者が間違った希少性モデルを推進する理由は、鉱物科学以外では認知的、認識論的、動機的、社会政治的なものなど多岐にわたる。我々は3つの問いに沿った議論を提示す。

Q1:再生不可能で代替不可能な原材料は人類の発展の過程で希少になるに違いないという鉱物科学者以外の科学者の推論には、基本的な認知の誤りがあるのだろうか?

答えは「イエス」である。誤謬的な推論を引き起こす認知メカニズムはいくつかある。一つは、人間は、自分が緊急に必要としているものの将来について、具体的な実体で保証してほしいということだ。地理的に限定された地域の埋蔵量や資源、あるいは鉱床に関する公表されたデータはこの欲求を満たすものである。そのため、鉱山、ひいては埋蔵量や資源は、変化しない静的な地質学的実体として考えられている。これが固定パイの前提の1つの根源である。話題となったナウル島のグアノ鉱床のケースは、典型的な認知の参照先となりうる(Déry and Anderson 2007)。21 km2 の島の地表にある海鳥の排泄物リン酸塩鉱床の採掘は、急速に終了した。第二は、「人間は人間の知覚の外にある大きさについて推論することが著しく困難である」(Resnick et al.2017)ことだ。人間は、上に示したように、汲み上げることのできる地質貯留層が実質的に無限であることを直感的に認知することができない。そして第三に、地質学的な濃縮プロセス、人間の創造性(McKelvey 1972)、技術開発、需要と供給による原料価格の刺激が、人間のニーズを満たす解決策を見つける機会を提供するという実質的に無限の可能性の考え方は、日常の考え方の一部にはないのである。

第二の認識に関する問題は、埋蔵量と資源は、上記のようにダイナミックな地球経済的、社会技術的な存在であるということだ。

Q2:資源や埋蔵量の動的な性質が無視されがちな理由は何だろうか?

都市化や環境規制によって、地球上のどの部分がアクセス不能になるかは、社会的制約に依存する。経済的に採掘できる鉱石の等級は、社会が1トンの鉱物に支払うことができる価格と支払う意思がある価格に左右される。しかし、これは限られた数の鉱床、すなわち鉱物の集積という直感的な考え方と一致するはずである。環境システムダイナミクスモデリングの巨匠、デニス・メドウズとドネラ・メドウズでさえ、埋蔵量/資源の増加に伴う価格の地球経済的な法則を認識できていない。彼らは、鉱物資源の不足と、不完全な探査による埋蔵量の過小評価によって、崩壊する世界をモデル化したのである。彼らの関心は、もっぱら需要サイドにある。埋蔵量と資源は、人間のシステムダイナミクスと環境システムダイナミクスの相互作用や結合が、現在の人類の発展段階において十分に理解されていない典型的な例と見なすことができる。世界的な消費の拡大が埋蔵量や資源を増加させていることなど、埋蔵量や資源のフィードバックサイクルは、今後も直感に反しているように思われる。

ここまで、我々は認知の観点から論じてきた。しかし、希少性の誤謬は、科学史や認識論の観点からも捉えることができる。社会システムや自然システムを形成する知識、変数、力学を関連付けることは、従来の学問分野や科学コミュニティの形成に合致していない。科学者の頭の中にもある知識は、しばしば特定の文脈で応用される。例えば、地質学者にとって、リン鉱石やその他の鉱物の総トン数は、リン鉱石の濃度が低下すると非線形に増加することが明らかである。したがって、埋蔵量と資源は非線形に増加する。これもまた、潜在的な(長期的な)希少性管理の観点から、価格上昇資源ルールにプラスに作用する。また、地質学的な知識(時間的・空間的)が不足していることや、埋蔵量や資源が固定された物質ではなく、ダイナミックな地質経済的・地質社会的実体であるという理解が、「固定パイモデル」の普及を促進する可能性もある。

問 1 と問 2 の答えとして、(時間と空間に関する)地質学的リテラシーの欠如と、埋蔵量と資源が固定された物質ではなく、基本的に動的な地質経済的または地質社会的実体であるという理解が、「固定パイモデル」の普及を促進するかどうかを実証研究によって明らかにすることができる。この問いに答えることは、鉱物資源システムに関する誤解や偏見を明らかにする認知的誤謬の研究の対象となる可能性がある。

最後に、科学者のモチベーションに関連する重要な質問である。

Q3:(一部の)科学者は、社会政治的な動機から短期的・中期的な希少性の誤謬を助長しているのか?

他の質問と同様、その答えを見つけるための体系的な研究は欠落している。リンの過剰使用とその環境影響に関する環境問題への懸念や擁護(2.3参照)、科学活動家や解決主義者の擁護癖(2.3参照)が、損失を減らしてリンのリサイクルを増やすという主張を強化する方法として、間違った希少性の仮定を効果的に利用しているかもしれないのである。ここでは、将来の埋蔵量や資源に関する誤った科学的記述が Faktengewalt として利用されている。動機づけや政策に基づく習慣は、善良で持続可能な行動で公衆に奉仕していると見なされるかもしれない。しかし、これは正反対の結果になることもある。つまり、誤った推論によって、欠乏を避けるためにリンのリサイクルの利点を不当に格上げすることによって、さまざまな環境投資の中で誤った優先順位を設定することになる。誤った科学的記述を政治的行為に悪用してはならない。多くの実務家が参加した「グローバルな学際的持続可能なリン管理(Global Traps; Scholz et al. 2014)」のプロジェクトの過程で、リン産業、鉱山会社、地質調査からの参加者が、希少性の主張に基づく科学の誠実さへの大きな信頼を失ったことに著者は気づいた。このように、リンの希少性の主張は、リンのジオポテンシャルについて深い知識を持つだけでなく、資源効率を高めるための重要な役割を担う関係者とのパートナーシップとその尊重を危うくするものであった。鉱物資源の専門家は、短期的・中期的な希少性は生じないという明確な証拠を持っている。また、希少性推進派は重要なデータを隠蔽しているという見方もできる地質学的なリン資源の量(ほとんどがこれまで十分に探索されていない)は、2019年の消費量の1200倍を供給できるというスタンスを考えてみればよい(Jasinski 2020)。このような議論があれば、今後数十年でリンが枯渇するという、どんな人の欠乏恐怖も緩和されると考えてもよいだろう。リンは一部の土壌で不足し、リン肥料は高価すぎるため、発展途上国の多くの農家が十分に利用できないかもしれない。しかし、物理的な「世界的なリン不足」(Cordell 2016)は、今でも論文のタイトルで何度も宣伝されているように(Alewell et al. 2020; Fillippelli 2021; Nanda et al. 2020)、神話であり誤解を招く政治論である。リンの必須性とそのジオポテンシャルに関する真の不確実性を考えると、責任ある持続可能な行動は、長期的な利用可能性の制約をよりよく理解し、サプライチェーンに沿ってリンの低効率、すなわち高い損失による環境影響を軽減することに向けられるべきである(Scholz and Wellmer 2015a, b)。

結論

こうした複雑な要求に対処する過程で、科学者に対する信頼、科学的結果に対する信頼、科学の誠実さが危機に瀕してきたし、今もそうであり続けている。本論文では、(a)科学活動主義、解決主義、規範的移行擁護が統合され、科学的モデリングに偏りが生じると、これが危機的状況になることを示した。学問的知識(例えば、保護区や資源などの実体の力学)を放棄することは、その例となりうる。このことは、(b)権力への真実の道を歩き、知識の不完全性を省みることなく、不当な科学のFaktengewaltを利用する際に、決定的となる。おそらくその結果として、(c) 科学の社会的役割である知識のクリアリングハウスとしての役割が疑われるようになる。科学的な記述の批判的な検証が疑われるようになる。科学は、他の声の中の一つの声として格下げされる。

我々は、生体必須ミネラルであるリンのケースについて、ミネラル不足の誤謬を議論した。埋蔵量と資源の固定パイモデルに関連するモデリングの基本的な誤りを明らかにし、1000年以上の時間スケールで物理的なリンの供給に欠乏がないことを示す様々なモデルや理論を提示し、収束的な検証を行った。また、(鉱物以外の)科学者が希少性の主張を推進する理由と動機について議論した。本論文の著者らは、知識の不完全性は現在の著者らの推論にも適用されることを認識している。鉱物性肥料の役割、火成岩のリン鉱床のパターン、新しい深部採掘技術など、議論を変えるような新しい知見が得られるかもしれない。我々の推論には限界と制約がある。この結果は、需要関数が2倍の変動に対しては頑健であり、5倍の需要に対しては再考されるかもしれない。しかし、埋蔵量や資源のような実体の固定パイ/ストックの仮定を利用することは、最善の政治的決定のために最善かつ最も正確な科学的知識を利用可能にする誠実な知識の仲介人の理想と一致しない。

解決主義は、科学者の役割と機能の区別をなくすことにつながるかもしれない。本質的な解決主義、すなわち規範的な科学活動主義は、偏った、あるいは誤った科学的記述を促進する(Strohschneider 2014)。例として、短期的または中期的なリン不足の主張が提示されている。ここでは、明らかに間違った科学的(地理経済的)モデリングと欠乏に関する声明が、崩壊しつつある食糧システムに対する国民の関心を高めるために利用されている。これはおそらく、より効率的なリンの使用とリサイクルを促進するために行われたもので、環境と持続可能性の観点からは、適切かつ合理的な結果であると言える。しかし、命題論理によれば、間違った命題からは何でも結論が出る可能性がある。誤ったリン不足の主張がもたらす潜在的コストは、過度に高価で(環境的に)非効率なリンリサイクル技術を促進し、サプライチェーンの他の段階やより高い効率を達成できる可能性のある場所への投資を無視することにつながるかもしれない(Kraus et al.2016、Morf et al.2019)。これは、希少性の主張が政策関係者に与える影響と認識されていることから、当然のことと思われる(表表2,2,No.3参照)。希少性に関する論文の誤引用は、研究者がリサイクルや利用効率の向上に関する論文で行っていることがほとんどである。実務家の判断、特に地質学的背景を持つ実務家の判断は、これらの領域のリン科学者の判断よりはるかに高い信頼性を示している。

さらに、誤った希少性の記述は、科学に対する信頼を失わせる可能性がある。我々は個人的に、「明らかに信頼性の低い科学」に対して激しいコメントで目を背ける、心を開いた鉱物産業界からのアクターを多く見てきた(表2,2,No.4参照)。これでは、他の持続可能な技術革新について、彼らに訴えることは難しい。このように、持続不可能な行動ではなく、検証されていない、あるいは誤った科学的記述をFaktengewaltとして使用することによって、科学の誠実さが失われることが大きな脅威となる可能性がある。誠実な知識の仲介者としての科学者は、自分たちが知っていること(そして知らないかもしれないこと)、その理由、そしてそれをどの程度知っているのかを伝えるべきである。特に、間違った主張を(真正面から、正々堂々と)正すことが必要である。

資金提供

Danube University Krems University for Continuing Educationからオープンアクセス資金を提供された。

脚注

米国アリゾナ州立大学の Braden Allenby 氏が担当した。

Friedrich W. Wellmer: 元連邦地球科学・天然資源研究所(ドイツ・ハノーバー)所長

 

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