知ろう!記者に発表した最新研究

2010年10月5日発表
地球深部探査船「ちきゅう」の研究航海の結果お知らせ!
(沖縄熱水噴出孔のまわり 2010年9月1日-10月4日)

地球深部探査船「ちきゅう」の研究航海の結果のお知らせです!今回の研究航海が行われたのは、沖縄県おきなわけん那覇なはから北西約150km沖にある伊平屋北フィールドです。 目的は、その伊平屋北フィールドの海底にある熱水噴出孔ねっすいふんしゅつこう(参考:2009年9月10日発表)のまわりをってコアをとり出し、海底下にいる微生物をつかまえること。けれど、その熱水噴出孔のまわりを掘り進むことは、極めて 難題なんだいです。しかし、研究者、研究をサポートする人々、「ちきゅう」を動かす人々、そして陸上からささえる人々が一丸となって取り組みました。

その結果、熱水噴出孔のまわりの5地点計23ヶ所で、海底下10〜150mを掘り進み、コアをとることに成功しました!そして、このあたりの海底下は、熱水が充満じゅうまんしていることやキャップロック構造こうぞうになっていることをつき止めました。さらに、とったコアには鉱物こうぶつがふくまれていることも確認かくにんしました。

研究が、さらに大きく前進します! 

どんなことをしたの? 熱水噴出孔のまわりのコアをとったり、掘った孔(あな)にケーシングパイプを入れました。

「ちきゅう」が掘ったのは、沖縄トラフにある伊平屋北フィールドの熱水噴出孔のまわり(図1)。

研究航海を行った海域

図1:研究航海を行った海域 左図が掘った地点


その熱水噴出孔のまわりを掘り進めることは、極めて難題です。なぜなら、掘った孔からは300℃の熱水がふき出し、掘り進める相手は熱くてかたい、鉱物もまざった海底。それも、水深885〜1,130mという深い海の底での作業。これまでに成功した例は、海外でもありません。

しかし、そこを調べれば、大きな手がかりをつかめるはず。それを目指して、世界から集まった25人の研究者たちは、「ちきゅう」、「ちきゅう」を動かす人々、実験をサポートする人々、陸上から支える人々と一丸となってその難題にいどみました。

その結果、5地点計23カ所で、海底を10〜150m掘りコアをとることに成功したのです(図2 写真1)!また、そのうちの3つの孔には、ケーシングパイプという太いパイプを入れて、孔がくずれないようにしました。これは、今後行う化学・微生物びせいぶつ研究のための準備じゅんびです。

コアをとったところ

図2:コアをとったところ

コア

写真1:コア

どんなことがわかったの? 海底下は、熱水が大規模に充満していました!

沖縄の海底下の堆積物たいせきぶつは、軽石が多くスカスカになっています。その堆積物に、熱水が充満していることを発見しました。さて、どのように充満しているのか。調査を進めたところ、海底下の堆積物はキャップロック構造になっていて、そこに熱水が充満していることが明らかになりました。キャップロック構造とは、水を通さない岩石が、せたおわんのように堆積物をおおい、それがそうになっている構造です。イメージするために、図を見ましょう(図3)。研究者は、そのキャップロック構造は、熱水が引き起こした海水と堆積物の化学反応によって作られたと考えています。

沖縄の海底下がつくられたしくみ

図3:沖縄の海底下がつくられたしくみ


また、堆積物の中の熱水は、上の方は蒸気じょうきがたくさんふくまれて軽く、下の方は塩分が多くとけて重くなっていました。


その熱水が充満している場所は、あつさ100m、半径10kmと考えられ、世界最大の規模きぼになるとみられます。


一方、コアの中には、様々な鉱物が観察されました(写真2)。その鉱物も、熱水による化学反応でつくられたと予測されます。

今回とったコアの一部

写真2:今回とったコアの一部

これらをくわしく分析ぶんせきすれば、熱水鉱床ねっすいこうしょう解説 )の作られるしくみの解明かいめいにつながると期待されます。

これからはどうするの? 今回のデータをくわしく解析し、さらには生命誕生の謎(なぞ)を解き明かすことを目指します

研究者は今回とれたデータやコアの解析かいせきを進め、沖縄トラフの海底下の構造に関する研究を進めます。一方、掘った孔から海底下がどのような状態じょうたいなのかを調べるとともに、微生物や鉱物についても調べていく予定です。地球上で一番最初に生命が誕生たんじょうした場所は熱水噴出孔と言われています。研究者は「熱水噴出孔の微生物をくわしく調べ、生命誕生の謎を解き明かしたい」と話しています。

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解説が入る

解説:熱水鉱床

海底にしみこんだ海水はマグマの熱によって熱水となり、堆積物中の金属きんぞくの元素をとかしこみます。その熱水が噴出孔からふき出して冷やされることで、金属元素が沈殿ちんでんし、熱水鉱床がつくられます。