海水は海底下深くまでしみこむと、マグマに熱せられ、まわりの岩石から金属などをとかしこんだ後、海底にむかって上昇（じょうしょう）します（図1）。この熱水が海底面に近づいて冷やされると、銅（どう）や亜鉛（あえん）、鉛（なまり）、金、銀などをふくんだ鉱物（こうぶつ）があらわれます。これが連続してたくさんたまると、資源として役立つ熱水鉱床になります。

島国である日本は、調査や漁業など行える沿岸から約370�qまでの範囲（はんい）（排他的経済水域（はいたてきけいざいすいいき）EEZ）の面積が世界6位（図2）。そして、日本のEEZには、多くの熱水噴出孔が見つかっています。

2010年9月、地球深部探査船「ちきゅう」は統合国際深海掘削計画（とうごうこくさいしんかいくっさくけいかく）第331次（じ）研究航海（けんきゅうこうかい）を行い、沖縄（おきなわ）トラフの熱水噴出孔について調べました（参考：2010年10月5日発表）。

研究航海を行った海域は、沖縄の北西150�qに位置する伊平屋北（いへやきた）フィールド（図3）。

水深は約1,000mと比較的（ひかくてき）掘（ほ）りやすく、海底下は熱水が充満（じゅうまん）していることがわかっています。その海底に「ちきゅう」で人工熱水噴出孔を掘りました（図4）。

1年にわたって熱水のふき出し方、熱水の成分、熱水が海水に冷やされることによって金属などがしずんでできる煙突（えんとつ）のような「チムニー」の変化を調べました（図5）。

主な結果は、次の3つです。

一方、C0013で採ったサンプルは石膏（せっこう）（硫酸（りゅうさん）カルシウム）がほとんどで、金属（黄銅鉱・閃亜鉛鉱・方鉛鉱・ウルツ鉱）は少ししかふくまれていませんでした。

むむ？　8mを超える高さのチムニーができる所や、黒鉱ができる所とできない所があるのはなぜ？　そのひみつは、熱水の成分のちがいによると考えられます。

伊平屋北フィールドの海底下は、キャップロックとよばれる層（そう）が重なった構造（こうぞう）になっています（図9）。これは、水を通さない岩石が、ふせたおわんのように堆積物（たいせきぶつ）をおおい、それが層になっている構造です。それぞれのキャップロックの中には熱水が充満しています。その熱水の上層は沸（ふっ）とうにより「蒸気が濃縮（のうしゅく）された熱水」、下層は沸とうにより「塩分が濃縮された熱水」です。その下層の「塩分が濃縮された熱水」が、黒鉱をつくる成分が濃（こ）いと考えられるのです。

キャップロック内の下層、つまり黒鉱成分の濃い熱水を人工熱水孔から噴出させれば、チムニーの成長速度は速く、黒鉱もできやすいといえます。

ジャムステックでは、人工熱水噴出孔に回収装置（かいしゅうそうち）を設置して、チムニーを成長させてから鉱物を回収するアイディアの特許（とっきょ）を出願しています。

将来、低いコストで環境にも影響（えいきょう）を与えず、資源を育て回収する、という新しい資源の時代が来るかもしれません！