知ろう!記者に発表した最新研究

2014年12月17日【特別編】
東北地方太平洋沖(とうほくちほうたいへいようおき)地震(じしん)津波(つなみ)がおよぼした、
下北沖(しもきたおき)海底(かいてい)の生物への影響(えいきょう)報告(ほうこく)

2011年3月11日に発生した巨大(きょだい)地震(じしん)巨大(きょだい)津波(つなみ)による、青森県下北沖(しもきたおき)海底(かいてい)の生き物への影響(えいきょう)が明らかになりました。今回は、豊福(とよふく) 高志(たかし)博士(はかせ)の研究をお知らせします。

どんな研究をしたの?

今回研究した青森県下北(おき)は、高さ10mを()える津波(つなみ)観測(かんそく)された海域(かいいき)です。リアス式海岸を持つ三陸(さんりく)(こと)なり、遠浅(とおあさ)な下北(おき)の海底の様子は、どうなっているのか。生物への影響(えいきょう)は? 豊福博士らは研究を始めました。

大まかな流れは、計画(1)現場(げんば)の海底を観察(かんさつ)しながら海底(かいてい)()もった(すな)(どろ)()()す。計画(2)(1)でわかった海底状態(じょうたい)を作り出したのは津波(つなみ)(べつ)のものか、コンピュータでシミュレーションして(たし)かめる。計画(3)海底の生物への影響を明らかにする、です。

結果はどうだったの?

計画(1)現場(げんば)海底(かいてい)観察(かんさつ)しながら海底に()もっている(すな)(どろ)()()す。

地震・津波発生から5ヶ月後の2011年8月末(がつまつ)、豊福博士たちは「淡青(たんせい)丸」に乗りこみ調査(ちょうさ)に出ました(図1)。

観測地点(緑の★)

図1 観測地点(緑の★)

 

観察しながら海底に()もった(どろ)(すな)をとるため使ったのは、マルチプルコアラー(通称(つうしょう)マルチ)です。

マルチは、図2のような装置(そうち)です。フレームの中心に直径(ちょっけい)(やく)8cmの(つつ)が8本あり、船から海底に装置をおろした後、筒を海底にさして海底の砂や泥をとります。クッキーの(かた)()きのように、砂や泥を筒の中に()()るので、海底の表層(ひょうそう)の様子をくずさずそのままの状態(じょうたい)でとることができます。今回は海底の様子も観察(かんさつ)したかったので、海底用のカメラを()()けました。

図2 カメラ付きマルチプルコアラー(マルチ)

図2 カメラ付きマルチプルコアラー(マルチ)

その結果(けっか)、いろいろな深さの海底から、たまっている砂や泥をとることに成功(せいこう)しました。

まず、水深55〜105mでは貝がらの破片(はへん)が多く見られました(図3)。このような貝がらは、過去(かこ)調査(ちょうさ)では報告(ほうこく)されていません。その貝がらの破片(はへん)は、水深が()すにつれ少なくなりました。

水深により変わる海底の様子

図3 水深により変わる海底の様子

 

入った砂粒(すなつぶ)の大きさを分析(ぶんせき)すると(図4)、海底(かいてい)面には、細かなものから(あら)いものまでサイズがバラバラの砂粒がたまっていることがわかりました。しかも、どちらかと言うと、細かいものが下の方に、粗いものが上の方にありました。(上ほど砂粒が粗いので上方粗粒化(じょうほうそりゅうか)()びます。)この構造(こうぞう)は、だんだん流速が早くなる引き波の中で短時間に()もってできる特徴(とくちょう)です。まさに、津波(つなみ)によって運ばれてきた砂粒である証拠(しょうこ)の一つです。

図4 底から掘り出した試料

図4 海底から掘り出した試料

計画(2)こうした海底(かいてい)状態(じょうたい)を作り出したのは津波(つなみ)(べつ)のものか、シミュレーションで(たし)かめる。

海底の様子がいつもと違うことはわかりましたが、津波から5ヶ月もたってから調査に行って、本当に津波の影響だと言えるのか。実は、この海域では2011年5月に大型の台風2号が通過(つうか)しました。今回の研究結果が津波の影響だと言うためには、台風2号の影響ではないことを示さないといけません。そこで、調査地点の海底で発生した流れの速さや波の影響はどれくらいあったのかを、シミュレーションで再現(さいげん)実験(じっけん)しました。

その結果(けっか)、下北(おき)海底(かいてい)では最大(さいだい)毎秒1.3mの流れが発生していたことがわかりました。これは時速4.68kmに相当し、海底の流れとしてはかなり速い流れです。今回海底で見つかった貝がらや砂粒を()(なが)す十分な速さがありました(図5)。一方で、台風2号では、もっとも貝がらや(あら)い砂粒がたくさん見られた水深80mでも毎秒17p。時速0.06kmとなり、遠く(およ)びません。今回観察(かんさつ)された砂粒を動かすパワーもありませんでした。これによって、今回観察(かんさつ)された構造(こうぞう)は、まさに津波(つなみ)でつくられたと断定(だんてい)されたのです。

図5 シミュレーションによる流速の結果

図5 シミュレーションによる流速の結果

 

計画(3)下北沖の海底生物への影響(えいきょう)を明らかにする。

砂や泥には生物やその遺骸(いがい)(ふく)まれていて、海底が大きくかき()ぜられた様子を、よりくわしく語りかけてくれます。

分析の結果(けっか)、ふつうは水深10〜50mの海底にいるコベルトフネガイやムシボタルなどが、今回は水深81mで確認(かくにん)されました(写真1)。津波(つなみ)により強い流れによって(あさ)せからより深い海底へ運ばれたと考えられます。

写真1 水深81mで見つかったコベルトフネガイ(左)とムシボタル(右)

写真1 水深81mで見つかったコベルトフネガイ(左)とムシボタル(右)

もっと小さな生物はどうなったのか。豊福博士たちは有孔虫(ゆうこうちゅう)とよばれる生物に着目しました。有孔虫は、1oにも()たないサイズで()に見えないくらい小さいので、顕微鏡(けんびきょう)を使って調査(ちょうさ)しました。分析(ぶんせき)結果(けっか)、有孔虫は、水深55mで59(しゅ)、水深81mでは63種、水深105mで49種いました。なかには、もっと(あさ)いところに住んでいるものが津波(つなみ)によって運ばれたり、()()めになって見つかるものもありました。

この結果(けっか)に、豊福博士たちもびっくり。有孔虫もすっかり(あら)(なが)されたのではないかと考えていたのですが、実際(じっさい)にはたくさんの種類(しゅるい)が生きた状態(じょうたい)で見つかったからです。

水深10mほどにしか住んでいないと考えられてきた有孔虫ブッセラ マキヤマエが、水深81m、105mに運ばれていたこともわかりました(写真2)。

写真2 水深55〜105mにいた主な有孔虫

写真2 水深55〜105mにいた主な有孔虫

津波は海底の生物を(あら)(なが)すばかりではなく、いろいろな場所の様々な有孔虫を運び、ごちゃまぜにすることが明らかになりました。


しかし、水深211mの海底(かいてい)では様子がガラリと一転。有孔虫は21種、その数もほとんど(86%)がプサモスフェラ フスカという種類(しゅるい)でした(写真3)。

写真3 水深211mにいた有孔虫

写真3 水深211mにいた有孔虫

この種類(しゅるい)は流れが(はげ)しいところに率先(そっせん)して入りこむ性質(せいしつ)があります。水深211mでは、もともといた有孔虫(ゆうこうちゅう)津波(つなみ)に流され、その後プサモスフェラ フスカが入りこんできたのだと考えられます。いわば()()にぺんぺん草が生え始めるような状態(じょうたい)です。豊福博士らは、ちょうどこの調査(ちょうさ)の時期が、海底の生き物のつながりがもう一度(きず)(なお)される、最初(さいしょ)のステップであったのではないかと考えています。

今回わかったことを図6にまとめました。

図6 八戸沖で起きたこと(★:観測点)

図6 八戸沖で起きたこと(★:観測点)

これからはどうするの?
 

この研究は、下北(おき)において地震(じしん)津波(つなみ)が海底とそこに住む生物に(あた)えた影響(えいきょう)をまとめた、最初(さいしょ)報告(ほうこく)です。津波(つなみ)によって海底(かいてい)の生物が(かなら)ずしも壊滅的(かいめつてき)被害(ひがい)を受けるばかりなのではなく、地点により、様々な場所から流されてきた生物が生きたまま()ぜられるケースもあることがわかりました。

豊福博士は、「この研究は、観察(かんさつ)から化学分析(ぶんせき)、シミュレーションまでいろいろな方法(ほうほう)で取り組むことで明らかになった成果(せいか)です。今後は、また同じ海域(かいいき)へ行って、どのように回復(かいふく)していくのかを調べることができたら」と話します。


その一方で、今後、津波(つなみ)海底(かいてい)がどのようにかきまぜられたかをシミュレーションした上で海底(かいてい)堆積物(たいせきぶつ)分析(ぶんせき)すれば、過去(かこ)地震(じしん)調査(ちょうさ)に役立つと考えられます。

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