私は海洋化学者です
現在の海洋の化学を調査し
過去の海洋の化学を考察します
過去の考察には
深海にある サンゴの化石を使います
これはサンゴの写真です
南極付近の水深数千メートルの 深海で採取されたもので
南国に行ったことがあれば
運良く見ることもある サンゴとはかなり違います
この話で海洋の４次元的な見方を 示したいと思います
例えばこの美しい 海面水温の平面画像は
２次元になります
これは驚異的な空間解像度を備えた 人工衛星で撮影されました
全体的な特徴は 実にわかりやすいものです
赤道地域は 日射量が多いため温暖で
極地は日射量が少ないため 寒冷です
これにより南極大陸と北極圏で
氷冠が発達します
もし皆さんが海に深く飛び込むか つま先を入れるだけでも
深くなるにつれて 冷たくなるのが分かります
その主な理由は 深海に広がる底層水は
極地の冷たい高密度水が 循環したものだからです
２万年前にさかのぼると
地球は今と随分違って見えます
大昔に時間を巻き戻すと 目にするであろう
主な違いの一つをご覧に入れます
氷冠はずっと広大でした
氷の塊が多くの大陸を覆い 海上まで広がっていました
海面は今より120メートル低く
二酸化炭素の量は 今よりずっと低レベルでした
故に当時の地球の気温は 全体的に３～５度低く
極地の気温は 更にずっと低かったと考えられます
私と同僚たちが
理解に努めているのは
どのようにして 昔の寒冷な気候から
現在の温暖な気候へと 移り変わったのかです
氷床コアの研究から
寒冷期から温暖期への移行は 太陽放射量の緩やかな増加をもとに
皆さんが予想するほど 安定的ではなかったことが分かります
氷床コアからこれらが分かるのは 氷を下に掘り進めて行くと
年毎の層が見られるからです 氷山にもあります
このような青と白の層です
氷床コアにはガスが閉じ込められており 二酸化炭素濃度の測定が可能で
昔は二酸化炭素濃度が 低かったと知ることができます
また 氷の化学的性質から 極地の気温の情報も得られます
皆さんがもしも ２万年前から現代に来れば
気温の上昇に気付きます
気温の上昇は不安定でした
急激に上昇することもあれば
停滞期に入ったり
また急上昇したりしました
これは南北の極地で異なり
二酸化炭素濃度も急上昇しました
私たちは海との大きな関連を 確信しています
海は大量の炭素を貯えていて
その量は大気中の約60倍です
それは同じく赤道を越えて 熱を運ぶように作用し
海は栄養豊富で これが基礎生産力を左右します
深海で何が起きているかを 知るには
実際に深海に潜り
何があるかを見て
調査することが不可欠です
この見事な映像は 陸地から遠く離れた
大西洋赤道域の国際水域にある
水深約１キロの海山で撮影しました
我々研究チームを含めて このような海底の映像を見たことある人は
ほとんどいません
皆さんはおそらく私たちも知らない 新種の生物を見ています
サンプルを収集し 一心不乱に分類するだけです
バブルガムサンゴがいます
サンゴに潜んで成長する クモヒトデもいます
サンゴから伸びている 触手のようなものです
様々な形態の 炭酸カルシウムから成るサンゴが
巨大な海山の玄武岩の上に 成長しています
この黒っぽい物体は 化石化したサンゴです
後で昔の話をするので これについてもう少し説明します
まず私たちは調査用ボートを借ります
テネリフェ島に停泊する海洋調査船 ジェームズ・クック号です
美しいですね
船乗りでなくても分かります
このようにしていることもあります
貴重なサンプルを失くしていないか 確認している場面です
皆が忙しく動き回ったり 私はひどい船酔いをしたりと
楽しいことばかりではありませんが 大抵は楽しいです
私たちは腕利きの 地図製作者になる必要がありました
このように見事なサンゴの分布は なかなかありません
世界中の深海にありますが
私たちは本当に適当な 場所を見つける必要があります
今見たのが世界の海底地図 その上に重ねたのが
昨年の航路です
７週間の航海でした
約７万５千平方キロに及ぶ―
海底の地図をたった７週間で 独自に作成しましたが
これは海底のほんの一部分です
西から東へ移動します
大きな縮尺の地図では 海底は何の特徴もなく見えますが
これらの山のいくつかは エベレスト級の大きさです
私たちが船上で作成する地図では
約100メートルの解像度が得られ
これは機材の配置場所を選ぶには 十分ですが観察には不十分です
このため遠隔操作の無人探査機を 海底から約５メートルで
泳がせる必要があります
すると水深数千メートル地点で １メートルの解像度の地図が得られます
この遠隔操作無人探査機は
研究用のレベルです
上部にずらりと並んだ 大きなライトが見えます
高解像度カメラや マニピュレーターアーム
サンプルを収めるための 多数の小箱などがあります
さあ 今回の航海で初の潜水です
海に潜っています
無人探査機が他の船の影響を 受けないように
かなりの高速で潜らせます
さらに深く潜ると
このような物が見えます
体長１メートルほどの 海綿動物がいます
これは泳ぐ棘皮動物 つまり小さなナマコです
これはスローモーションです
映像の大部分は 実際は長時間かかるので
早送りしています
これもまた 美しいナマコです
これからお見せする動物に 皆さん驚くでしょう
私も見たことがなかったので 一同が驚いたものです
約15時間の作業の後で 私たちが少しイライラしてきた頃
突如この巨大な海の怪物が くねりながら通ったのです
これはパイロソーマもしくは 群体ホヤと呼ばれています
私たちが探していた物では ありませんでした
私たちが探していたのは 深海のサンゴです
ある映像をお見せします
小形で体長は５センチ程です
炭酸カルシウムでできているので 触手が見えます
海流を受けて動いています
このような生物は 恐らく100年は生きています
そして成長しながら 海から化学物質を取り込みます
その化学物質の種類や量は
水温、pH値や栄養素によって 異なります
どのように化学物質が 骨格に取り込まれるかが分かれば
戻って化石標本を収集し
昔の海がどういうありさまだったのか 再現できます
これは私たちが 真空装置でサンゴを収集し
サンプル容器に入れている様子です
これはとても慎重な作業だと 言っておきます
中にはさらに長命な生物もいます
これはクロサンゴ類のレイオパテスで 同僚のブレンダン・ロアークが
ハワイの海面下約500メートルで 撮影しました
4000年は経過しています
この枝を１本採って磨いてみると
画面のさしわたしが数百ミクロンです
ブレンダンは これをいくつかの分析にかけ
跡が見えますね
実際の成長輪の可視化に 成功しました
つまり 水深500メートルのサンゴも
季節による変化を記録できるのです
これには目を見張ります
しかし4000年では最終氷期の 最盛期には届きません
ではどうするか？
これらの化石標本を調査します
このため 私は研究班で 実に不人気です
海底へ進んでいくと
あちこちに大きなサメや
ホヤそして泳ぐナマコ
大きな海綿動物がいます
しかし私は研究員を 化石のある場所へ連れて行き
ショベルで海底をすくうことに たっぷり時間をかけさせるのです
そしてこれらのサンゴを全て収集して 持ち帰り 分類します
それぞれ年齢が異なり
もしも年齢が分かれば
化学信号の測定が可能で
過去に海で何が起きていたのかを 調査するのに役立ちます
左側の写真は
サンゴの一部を採取し 注意深く磨いて
光学像を撮影したものです
右側の写真は
同じサンゴのかけらを原子炉に入れ
核分裂を誘発した画像です
核分裂のたびにその痕跡が
サンゴに残されていくので
ウランの分布がわかります
この分析は何のためか？
ウランはぜんぜん 評判の良くない元素ですが
私は好きです
崩壊によりその比率や 事象が起きた年代を測定できます
最初を思い出すと
これこそ気候の調査で 突き止めたかったことです
サンゴが含有するウランと 娘核種のトリウムを
レーザーで分析すると
化石がちょうど何歳か 分かります
この南極海の美しい動画を使って
私たちがサンゴから 古代海洋の情報を―
どのように得るのか 説明していきましょう
ライアン・アバナシーによる この動画で
海面の海水の密度が分かります
たった１年分のデータですが
南極海がどれほど活発なのかが わかります
ボックスが示す海水の密度が 集中的に混合している海域―
特にドレーク海峡は
世界で最も潮の流れが 荒い海域の一つで
潮は西から東へ通っていきます
海中の大きな山の上を流れるので 激しく混合し
これが海中と大気中の 二酸化炭素と熱を交換可能にします
基本的に海は 南極海を介して呼吸しています
私たちは南極海の海峡を行来して サンゴを収集し
ウラン年代測定により 驚くべき発見をしました
実は氷河期から間氷期へ 移行している間に
サンゴは南から北へ 移動していたのです
理由は分かりませんが
食料や水中の酸素と 関連していると考えられます
さて ここからです
南極海のサンゴから得た 気候についての見解を説明します
私たちは海山を上って下り サンゴの化石を集めました
これが私の説明です
私たちは独自のサンゴの分析により
氷河期を研究した結果
南極海の深部は炭素が豊富で
上部は低密度の海水の層であったと 知りました
これが海から二酸化炭素を 放出しないようにします
その後見つけた 中間年齢のサンゴにより
気候の遷移の中で 海水が混合したことが分かりました
これにより炭素は深海から 放出されるようになります
より現代に近いサンゴを 分析するか
実際にとにかく海底まで潜り
サンゴを化学測定すれば
私たちは炭素が出入り可能な時代に 移ったのだと分かります
こうして私たちはサンゴの化石を
環境を学ぶために役立てています
最後のスライドをご覧ください
これは先ほど ご覧に入れた映像の抜粋です
見事なサンゴの庭園ですね
想像を絶する美しさです
数千メートルの水面下
新種の生物がいます
とにかく美しい場所です
ここにある化石全て
そして深海にある サンゴの化石の真価を
皆さんにお伝えしました
今度幸運にも 飛行機で海を越えるか
航海する機会があれば
思い出してください 海底には―
誰も見たことのない巨大な海山や
美しいサンゴの庭園があると
ありがとうございます
（拍手）