海底探査はなぜ宇宙旅行よりも困難で危険なのでしょうか?

(ダン・トリ) - 多くの人は、宇宙船を宇宙に打ち上げるよりも船で海の底に潜る方が簡単だと考えています。しかし、科学者たちはそうは考えていません。

人類は何千年も海面を探検してきましたが、海底は未だ謎に包まれています。米国海洋大気庁（NOAA）の2022年のデータによると、海底のわずか20％程度しか人間によって探査され地図化されていない。科学者はよく、宇宙旅行は海の底に飛び込むより簡単だと言います。 「実は、地球よりも月や火星の表面の地図の方が詳しいのです」と、NASAで30年以上勤務した元海洋学者のジーン・フェルドマン氏は言う。

海底の探査は宇宙への旅よりも困難で危険だ（イラスト：AWSN）。

人類が深海底の探査に制限がある理由の 1 つは、水中に深く潜れば潜るほど水圧が高くなるためです。また、深く潜れば潜るほど太陽光から遠ざかるため、空間は暗くなり、ほとんど何も見えなくなります。深海部の水温も極めて低いです。つまり、最先端の潜水艇を使用していても、海の深くに潜れば潜るほどリスクは高くなります。

人類による海底探検の歴史

史上初の潜水艦は、オランダ人技師コルネリス・ドレベルによって1620年に建造されました。当時、ドレベルはイギリス海軍に勤務していました。この潜水艦は乗組員16名を乗せ、水中に3時間滞在し、深さ4～5メートルまで潜ることができます。もちろん、コルネリス・ドレベルが建造した潜水艦は海底探査の目的には使用できませんでした。

コルネリス・ドレベルが設計した史上初の潜水艦のイラスト（写真：FEARTS）。

人類による海底探査に大きな転換点が訪れたのは1960年、深海探査潜水艇トリエステ号が海面下10,911メートルに位置するチャレンジャー海淵への探検を行ったときだった。

深海探査船トリエステはスイスで設計され、イタリアで建造された（写真：Wikipedia）。

チャレンジャー海淵は太平洋の底にあり、人類が知る最も深い場所です。ジャック・ピカール（船の設計者オーギュスト・ピカールの息子）とアメリカ海軍のドン・ウォルシュ中尉は、船トリエステ号に乗ってチャレンジャー海淵への探検に初めて成功した。

トリエステ号内部のアメリカ海軍中尉ドン・ウォルシュ（左）とスイス人技師ジャック・ピカール（写真提供：USNI）。

海洋学者のジーン・フェルドマン氏は、チャレンジャー海淵探検は極めて危険であり、月へのミッションよりもさらに危険だったと語った。 NOAA によれば、海面下 10 メートルごとに圧力が 1 atm (大気圧、圧力測定単位) 増加します。つまり、チャレンジャー海淵に到達するには、潜水艇はジャンボジェット機50機分の重量に相当する圧力に耐えなければならないことになる。このような圧力があれば、船の構造に少しでも欠陥があれば大惨事につながるだろう。

深海の底には何があるのでしょうか？

海底の深い部分（水深6,000メートル以上）は暗黒海（ギリシャ神話の冥界の神ハデスにちなんで名付けられた超深海帯）と呼ばれています。超高原の海では太陽光は届かず、水温は氷点よりわずかに高い程度です。ウッズホール海洋研究所（米国マサチューセッツ州）によると、科学者らが超深海域に生命が存在することを初めて証明したのは1948年でした。チャレンジャー海淵への航海中、ジャック・ピカールとドン・ウォルシュは、化学堆積物と思われる岩石、巨大な両生類、ナマコ、その他多くの奇妙な生物を目にしました...

グアム近海の深海で発見された発光クラゲ（写真：NOAA）。

NOAAによると、2012年に日本近海の水深6,000メートル未満で、体長約18メートルの生物の映像を撮影したことがある。ジーン・フェルドマン氏は、暗い海には、コミュニケーションや獲物のおびき寄せ、仲間を引きつけるために発光する生物など、珍しい生物の世界とまったく奇妙な生態系が存在すると語った。あるいは巨大な海の生き物…

深海のアンコウは頭から突き出した偽の餌で獲物をおびき寄せる（写真：ゲッティ）。

しかし、今のところ科学者たちは、暗い海にどれだけの海洋生物が生息しているのかをまだわかっていない。科学者らによると、海の深部では冷たい海水が海底の割れ目から染み出し、溶岩によって「加熱」されて化学反応が起こり、海水の温度が摂氏400度に達するという。この化学反応によって硫黄や鉄を含む鉱物が生成され、海底の噴出孔から栄養分を豊富に含んだ水が噴出することで、深海域に生息する生態系や海洋生物を支えています。科学者たちは、大きな圧力に耐えられる無人潜水艇を使って、深海底の謎を解明しようとしています。最近、ウッズホール海洋研究所とNASAの研究者らが協力し、海面の1,000倍の圧力に耐えられる自律型潜水艇を開発した。この船は、深海の表層地形だけでなく、海洋生物の多様性の探査と発見にも役立つだろう。

海底地図を作成することはなぜそれほど重要なのでしょうか?

海底地図を作成することで、科学者は海底の形状が海流にどのような影響を与えるか、また海洋生物がどこに生息するかを理解するのに役立つでしょう。また、地震の可能性を早期に警告するのにも役立ちます。海底は地理的に価値があるだけでなく、バ​​イオ医学の飛躍的進歩につながる有用な化合物を含む「金鉱」とも考えられています。たとえば、スポンジから抽出されたシタラビンという薬は、1969 年に急性骨髄性白血病の治療薬として承認されました。イモガイ毒の有効成分の一部は鎮痛剤として使用でき、一部のクラゲに含まれるタンパク質はがんの研究プロセスに役立つ可能性があります...しかし、海底の探索と地図作成は簡単な作業ではないため、これまで人類はそれを完了することができていません。 「深海のほんの一部しか人類によって探検され、観察されていません。海底のごく一部しか人類によって地図に描かれていません」とジーン・フェルドマン氏は語った。

ニッケル、コバルト、マンガンなど、多くの重要な化学成分を含む岩石の破片が海底に横たわっている（写真：ゲッティ）。

海底の危険性と過酷な状況に加えて、海底探査活動が制限されるもう一つの理由はコストです。海底を探査し地図を作成するための最新技術を搭載した潜水艦は、非常に高価になることが多い。このような船を運航するための燃料費だけでも、1日あたり4万ドルを超える場合があります。もちろん、人類はこれまで海底の謎の探究をあきらめたわけではなく、新たな技術によって、いつの日か人類は海面下何万メートルの深海を最も鮮明に観察できるようになると期待されています。クアン・フイ

2023年6月24日

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