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资源システム学 深海

水深5780尘の海底に潜航しびっしりと広がる鉱物资源を调べる

大田隼一郎
OHTA Junichiro

工学系研究科 講師

マンガンノジュールが密集する理由

小笠原诸岛の南鸟岛周辺の海底にはコバルトやニッケルなどの金属が含まれているマンガンノジュールやレアアース（希土类）を含む泥が大量にあることが知られています。それらの海底鉱物资源ができる条件などを理解するために、潜水调査船「しんかい6500」に乗船し、南鸟岛周辺の海底を调査しました。2016年と2017年に计3回、最大で水深5780尘まで潜りました。

マンガンノジュールは、海水中の金属が岩石や鱼の骨などを核としてその周りに沉积し、长年かけてできた丸い块です。レアアース泥も同様で、海水に含まれる微量のレアアースが鱼の骨に吸着し、それが泥の中に溜まったもの。マンガンノジュールの下にあることが多く、同じ场所から见つかります。それらが実际に海底にどのように分布しているのか、またどういう大きさで、そのような形なのかといったことを调べました。

2人のパイロットと乗船し、时速2キロくらいのスピードで约2时间半かけて降下しました。水深500尘ぐらいまでは明るく、小さな生き物などが见えましたが、そこを超えると真っ暗です。窓から光る生き物が见えましたが、何かは分かりません。窓越しとはいえ、人间がいることができない深海が手の届きそうなところにあることが不思议でした。

海底で自由に动けるのは3时间。5、6か所に狙いを定め、ロボットアームを使って50肠尘角の正方形の枠を海底に置き、その中のマンガンノジュールの数を调べました。分かったのは、海流が强い场所に密集しているということ。そして、海山の裾野に多いということです。この海域には大きな海山がいくつも存在するのですが、その斜面から転げ落ちてきた岩石がマンガンノジュールの核になったためだと考えられます。

海洋循环の中でできたレアアース泥

鱼の骨を大量に含むレアアース泥も海山のふもとから多く见つかっています。オスミウムという元素の同位体と鱼の化石などを使って年代测定したところ、このレアアース泥は约3,450万年前に生成されたと推定されました。地球が寒冷化した时期です。南极に氷ができ、冷やされた海面の海流が沉み、海がぐるぐると循环する。その海流が南鸟岛周辺海域の海山にぶつかり、上昇することによって、海の底に溜まっていた微生物が栄养とする栄养塩が光の届く海の表层に上がっていく。その结果、微生物が増え、鱼も増え、鱼の骨もたくさん海底に沉むことになります。この壮大な海洋循环の中で、レアアース泥が海山周辺に生成されたと考えられます。

最近は陆上の鉱山研究にも取り组んでいます。海でできた资源がプレート运动によって日本列岛に近づき、大陆の下に沉み込み、それがマグマによって地上に鉱山が形成されるという循环があると考えています。日本列岛もそのような地球の循环によって生まれました。この日本列岛の起源から现在までの资源形成の全歴史を明らかにして、いつか歴史书としてまとめたいです。