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# BOOK-0097 地学派生・海洋 第1巻 ― 足元の惑星の、七割を占める青

# BOOK-0097 地学派生・海洋 第1巻 ― 足元の惑星の、七割を占める青

> 学問の宇宙・自然科学の惑星群 派生冊。ガイド役: Fable 5 監修 / Sonnet 5 執筆(脚本班)
> 水準: 一〜四(入口〜中級の手前)
> 分野: 地学・海洋学(前半)
> 相互リンク: →BOOK-0014(地層と天体) →BOOK-0092(地学派生・気象) →BOOK-0082(物理派生・流体) →BOOK-0028(水泳)
> トーン規約: 専門用語は初出で必ず説明する。概数には必ず「≈」を付す。逸話は「〜と伝えられる」と伝聞であることを明示する。

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# BOOK-0097 地学派生・海洋 第1巻 ― 足元の惑星の、七割を占める青

> 学問の宇宙・自然科学の惑星群 派生冊。ガイド役: Fable 5 監修 / Sonnet 5 執筆(脚本班)

> 水準: 一〜四(入口〜中級の手前)

> 分野: 地学・海洋学(前半)

> 相互リンク: →BOOK-0014(地層と天体) →BOOK-0092(地学派生・気象) →BOOK-0082(物理派生・流体) →BOOK-0028(水泳)

> トーン規約: 専門用語は初出で必ず説明する。概数には必ず「≈」を付す。逸話は「〜と伝えられる」と伝聞であることを明示する。

## 序章　足元の惑星、その表面の七割

夜、地球儀を回してみてほしい。指先で大陸をなぞろうとしても、たいていの場合、指はまず海に落ちる。当然だ。地球の表面の約7割は、陸地ではなく海だからだ——正確には海洋の面積は地球表面の**約70%**を占めるとされ、残りの約30%が陸地である。

これは「地球」という名前が、実はあまり正確ではないことを意味している。もし外から地球を眺めた最初の知性体が名付け直すとしたら、「水球」と呼んだかもしれない。青いビー玉のような写真——1972年にアポロ17号の乗組員が撮影したとされる「ブルー・マーブル」——を思い浮かべてほしい。あの青さの大部分は、大気の色ではなく、海の色そのものだ。

BOOK-0014「地層と天体」では、足元の地面と、他の星の表面に残された「記録」を読むことに焦点を当てた。BOOK-0092「地学派生・気象」では、その足元の惑星を包む大気の物語を追った。本巻ではいよいよ、地表の七割を覆う水の惑星のもう一つの顔——海——に潜っていく。

海は静かに見えて、実は途方もなく忙しい。表面では風がうねりを作り、内部では温度と塩分の違いが千年がかりの巨大な循環を生み、月と太陽の重力が毎日海面を上下させ、そして深海には人類がまだその大部分を見ていない暗闇が広がっている。海洋学(oceanography、海の物理・化学・生物・地質を横断的に扱う学問分野)は、この「身近だが未知」という奇妙な組み合わせを抱えた分野である。

なぜ海は面白いのか。それは、海が「地球というシステム全体の緩衝材」だからだ。気候を穏やかにし、熱を運び、生命を育み、そして人類の歴史そのものを何度も変えてきた。海を知ることは、足元の惑星がどう機能しているかを知ることに等しい。

本巻では、海の基本的な数値から出発し、表層の海流、深層の循環、潮の満ち引き、波、気候とのつながり、そして深海探査の歴史までを、なるべく検算を交えながら辿っていく。

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## 第一章　海を測る——面積・体積・深さの基本数値

### 1-1　地表の約7割という数字

地球の表面積はおよそ5.1億km²とされる。このうち海洋が占める割合は約70%、陸地が約30%というのが、地理の教科書でもよく使われる概数である。単純に掛け算すると、海洋の面積はおよそ

5.1億km² × 0.7 ≈ 3.57億km²

となる。これは陸地面積(5.1億km² × 0.3 ≈ 1.53億km²)のおよそ2.3倍以上にあたる。つまり、もし地球上の陸地をすべて集めて一箇所に積み上げ、残りをすべて海にしたとしても、海の方がずっと広い、という状況がすでに現実として成立している。

面白いのは、この「7:3」という比率が南半球と北半球で大きく異なる点だ。南半球は海洋の割合がとくに高く「水半球」的な性格が強いのに対し、北半球は陸地の割合が比較的高い。これは偶然の地理的配置だが、後述する海流や気候のパターンにも影響を与えている(この点は諸説あり、研究が続く領域でもある)。

### 1-2　平均水深≈3,700mという「深さ」の感覚

海の面積だけでなく、深さにも触れておこう。世界の海洋の平均水深は、**およそ3,700m**とされる(観測手法や集計年代によって3,682m~3,800m程度の幅で報告されることがあるため、本巻では概数として「≈3,700m」と扱う)。

3,700mという数字の実感を掴むために、身近な建造物と比較してみる。東京スカイツリーの高さは約634mなので、

3,700m ÷ 634m ≈ 5.8

およそ5.8本分のスカイツリーを積み重ねた深さが、海の「平均」だということになる。しかも、これはあくまで平均であって、後述するマリアナ海溝のような場所では、この3倍近い深さに達する。

平均水深と、地表の約7割という面積を単純に掛け合わせると、海洋の体積のおおまかなイメージが得られる。

3.57億km² × 3,700m(=0.0037万km換算…と単位が煩雑になるため、ここでは概念の確認にとどめる)

正確な体積計算には単位換算(km²とmの単位を揃える手間)が必要になるため、本巻では厳密な体積の桁数までは断定せず、「地球上の水の大部分——体積で見てもその圧倒的多数——が海水として存在する」という定性的な事実の確認にとどめておく。この慎重さこそが、専門書としての誠実な態度である。

### 1-3　塩分≈3.5%の検算——「海水1kgに塩約35g」は本当か

海水が塩辛いことは、誰もが経験的に知っている。では、その塩辛さはどれくらいの「量」なのか。

海水の塩分(salinity、海水1kg中に溶けている塩類の質量をグラムで表した値、単位はパーミル‰または%で表されることが多い)は、外洋の平均でおよそ**3.5%**、言い換えれば海水1kgあたり約35gの塩類が溶けているとされる。

ここで実際に検算してみよう。

海水1kg = 1,000g

塩分3.5% = 1,000gのうち3.5%が塩類

塩類の質量 = 1,000g × 0.035 = 35g

たしかに「1kgの海水に塩約35g」という数値は、3.5%という濃度の定義から機械的に導かれる、矛盾のない換算である。

この35gという量を実感するために、家庭用の計量スプーンで例えると、小さじ1杯の塩がおよそ5~6g程度とされることが多いので、

35g ÷ 5.5g ≈ 6.4

海水1kg(=1L弱)の中には、小さじにしておよそ6杯分強の塩が溶けている計算になる。ペットボトル1本(500mL)の海水なら、その半分、小さじ3杯強というところだろう。舐めれば強烈にしょっぱいのも当然の量である。

なお、塩分は海域によって差があり、蒸発が多く降水の少ない亜熱帯の海(地中海など)では塩分が高くなりやすく、逆に河川の流入が多い海域や、雨や雪解け水の影響を受けやすい高緯度・沿岸部では塩分が低くなる傾向がある。この「場所による塩分の違い」は、後述する深層循環を理解する鍵になる。

### 1-4　塩の起源——なぜ海はしょっぱいのか

海の塩の起源については、大きく二つの経路が指摘されている。一つは、雨水が大気中の二酸化炭素をわずかに溶かし込んで弱い酸性となり、これが陸地の岩石を長い年月をかけて風化・浸食し、そこに含まれるナトリウムなどのイオンを川づたいに海へと運び込むという経路。もう一つは、海底の火山活動や熱水噴出孔(海底の割れ目から高温の熱水が噴き出す場所)から、直接ミネラル分が海水に供給される経路である。

どちらの寄与がどの程度かについては研究が続いており(この配分は諸説あり、本巻では断定を避ける)、確実に言えるのは「川は真水なのに、なぜ海はしょっぱいのか」という素朴な疑問への答えが、「長い年月をかけて陸から運ばれ、蒸発では塩分だけが取り残されて濃縮されてきた」という、地道な物質循環の物語だということである。

興味深いのは、この塩の蓄積が「今も進行中」だという点だ。川は今この瞬間もミネラル分を海へ運び続けている。しかし海の塩分は、地質学的に見て大きくは変化していないと考えられている。これは、海に入ってくる塩と、海底堆積物や生物活動などを通じて海から出ていく塩とが、長い時間スケールでおおむね釣り合っているためだと考えられている(この収支の詳細な内訳については研究が続く領域であり、本巻では定性的な紹介にとどめる)。つまり海の塩辛さは、「入ってくる量」と「出ていく量」がかろうじて釣り合った、動的な平衡状態の産物なのである。

### 1-5　塩と人類史——ノウハウとしての「海水から塩を得る」

海水から塩を取り出すという営みは、人類にとって沿岸部での暮らしを支える古くからの知恵であった。ここでは学問的な背景の一つとして、その原理と実践のバリエーションを、危険を伴わない範囲で3つ紹介する。いずれも「水を蒸発させ、溶けていた塩類を固体として残す」という同じ物理原理(蒸発と析出)に基づいている。

**実践解1: 天日干し(塩田方式)**

- 材料: 海水、広く浅い塩田(区画された浅い池)、日光と風

- 工程: 海水を浅い塩田に引き込み、太陽光と風による自然蒸発を繰り返して塩分濃度を徐々に高め、最終的に結晶化させて塩を採る

- なぜ効くか: 水は蒸発しても、溶けていた塩類はその場に残るため、蒸発が進むほど残された海水の塩分濃度が上がっていき、やがて溶解度の限界を超えて結晶として析出する

- 限界: 広い土地と、安定して晴天が続く気候条件が必要であり、雨の多い地域や梅雨の時期には向かない。時間も数週間から数ヶ月単位でかかる

**実践解2: 煮詰め方式(藻塩焼きなど伝統的な製法に類する原理)**

- 材料: 海水(または海藻に付着させ塩分を濃縮させたもの)、加熱できる釜、燃料

- 工程: 海水を釜で煮詰め、水分を蒸発させて塩分濃度を高め、結晶化させる

- なぜ効くか: 加熱によって蒸発の速度を人為的に早め、天日干しよりも短時間で濃縮・結晶化を実現できる

- 限界: 燃料を大量に消費するため、燃料資源が乏しい地域では持続的に行いにくい。また火を扱うため、設備と管理の手間が天日干しより増える

**実践解3: 逆浸透膜・イオン交換膜を用いた現代的な濃縮法**

- 材料: 海水、半透膜(特定のイオンや水分子だけを選択的に通す膜)、圧力をかけるポンプ設備

- 工程: 圧力を利用して海水中の水分だけを膜の反対側へ透過させ、塩分を高濃度側に濃縮したのち、従来の蒸発・結晶化工程につなげる

- なぜ効くか: 膜の孔径や電気的な性質を利用して、水分子と塩類イオンを選択的に分離できるため、単純な加熱蒸発よりもエネルギー効率よく濃縮段階を進められる

- 限界: 専用の設備・膜資材が必要であり、個人が手軽に実践できる方法ではない。大規模な淡水化プラントや製塩工場など、設備投資が可能な規模での運用が前提となる

いずれの方法も、原理は「蒸発によって水と塩を分離する」という一点に集約される。方式の違いは、その蒸発をどう効率化するか(自然任せか、加熱か、膜による前処理か)という工夫の違いにすぎない。

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## 第二章　表層海流——風が海を動かす

### 2-1　風成循環とは何か

海の表面を見ると、まるで川のように一定方向へ流れる「海流」が存在する。これらの多くは、海面を吹く恒常的な風によって引き起こされるため、風成循環(wind-driven circulation)と呼ばれる。

風が海面を吹き続けると、海水の表層は風に引きずられるようにして動き出す。ただし、この動きは単純に「風の吹く方向にそのまま流れる」わけではない。地球が自転しているために生じる見かけの力——コリオリの力(Coriolis force、回転する地球上を移動する物体の進路が、慣性系から見て曲げられる見かけの効果)——が働き、海水の流れ方向がねじ曲げられるのである。

BOOK-0092「地学派生・気象」でも触れたとおり、コリオリの力は北半球では動いているものの進行方向を見かけ上右向きに曲げ、南半球では左向きに曲げる。海流もこの法則の例外ではない。

### 2-2　北半球で時計回りの環流ができる理由

北半球の中緯度地域では、貿易風(赤道付近を吹く東寄りの風)と偏西風(中緯度を吹く西寄りの風)という、大規模な風のパターンが存在する。これらの風が海面を押し続けると、海水はコリオリの力によって右へ右へと逸らされながら、結果として大きな円を描くように循環する。北半球ではこの効果が積み重なり、亜熱帯の大洋の中央付近を中心に、**時計回りの環流(gyre、大洋規模の循環する海流のまとまり)**が形成される。

逆に南半球では、コリオリの力が左向きに働くため、同様の風のパターンから**反時計回りの環流**が生まれる。北半球で時計回り、南半球で反時計回りという、鏡写しのような対称性がここに現れる。

この環流の一部として、大陸の東岸沿いを高緯度へ向かって流れる、比較的暖かい海流が形成される。これが「黒潮」や「メキシコ湾流」と呼ばれる海流の正体である。

### 2-3　黒潮——日本の南岸を流れる暖流

黒潮(Kuroshio Current)は、フィリピン付近の北赤道海流を起源とし、台湾東方から日本列島の南岸に沿って北東へと流れる暖流である。その名の由来は、栄養塩が少なく透明度が高いために、他の海域よりも深い青(黒みがかった青)に見えることに由来すると伝えられる。

黒潮は北太平洋亜熱帯環流の西側を担う「西岸境界流(western boundary current、大洋の西側の縁を流れる、比較的狭く速い海流)」の代表例である。西岸境界流は東岸境界流に比べて流速が速く、幅が狭く、輸送する海水量(流量)が大きいという特徴を持つ。この非対称性は、地球の自転と大洋の広がりが組み合わさって生じる効果によるものであり(詳細な力学的説明は上級書に譲る)、黒潮のほかにもメキシコ湾流など、世界の主要な大洋の西側でよく似た「強い暖流」が見られる。

### 2-4　メキシコ湾流——大西洋のもう一つの主役

メキシコ湾流(Gulf Stream)は、大西洋の北アメリカ大陸東岸沿いを流れる暖流で、黒潮と並んで西岸境界流の代表例とされる。メキシコ湾からフロリダ海峡を抜け、北アメリカ東岸沿いを北上したのち、大西洋を東へ横切ってヨーロッパ方面へと向かう。

しばしば「メキシコ湾流のおかげでヨーロッパの冬は緯度の割に温暖である」という説明がなされる。これは大枠として妥当な説明とされるが、その温暖化の度合いにどこまで海流が寄与し、どこまで大気循環のパターンが寄与しているかについては、研究者の間でも議論があり(この配分についても諸説あり、研究が続いている)、本巻では「海流が熱を高緯度へ運ぶ役割の一端を担っている」という慎重な表現にとどめる。

### 2-5　風成循環のまとめ——海は風の記憶を映す鏡

表層海流を整理すると、次のような骨格が見えてくる。

- 風(貿易風・偏西風など)が海面を押す

- コリオリの力が流れの向きを北半球では右に、南半球では左に曲げる

- 結果として大洋規模の環流(北半球=時計回り、南半球=反時計回り)ができる

- 環流の西側では黒潮やメキシコ湾流のような、速く狭い暖流(西岸境界流)が生まれる

表層海流はいわば「大気の動きが海面に刻んだ記憶」であり、気象学(BOOK-0092)と海洋学が地続きであることを、もっともわかりやすく示している現象と言える。

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## 第三章　深層循環——千年がかりの「海のベルトコンベア」

### 3-1　熱塩循環とは

表層の海流が主に風によって駆動されるのに対し、海の深部では、まったく異なる原理で動く、もう一つの巨大な循環が存在する。これが熱塩循環(thermohaline circulation、水温=thermoと塩分=halineの違いによって駆動される循環)である。

海水の密度は、水温が低いほど、また塩分が高いほど大きくなる傾向がある。つまり「冷たくて塩辛い水」は「暖かくて塩分の低い水」よりも重く、沈み込みやすい。この密度差こそが、熱塩循環を動かす原動力である。

### 3-2　高緯度で沈み込む冷たく塩辛い水

熱塩循環の出発点は、主に北大西洋の高緯度(グリーンランド沖など)や南極海の一部とされる。これらの海域では、冷たい大気にさらされて海水が冷やされるのに加え、海氷が形成される際に塩分が海水側に排出される(氷ができるときには真水分だけが凍り、塩分は周囲の海水に取り残される)ため、海水の塩分がさらに濃縮される。

この結果、高緯度のこれらの海域では「冷たくて塩辛い」、つまり非常に密度の高い海水が形成され、これが深海へと沈み込んでいく。沈み込んだ水は、深層を這うようにゆっくりと大洋を横断し、太平洋やインド洋の各所で少しずつ湧き上がり(湧昇、upwelling)、表層へと戻っていくとされる。

この「沈み込み→深層を移動→どこかで湧昇→表層流として戻る」という一連の経路は、しばしば「海のベルトコンベア」あるいは「グローバル・コンベア・ベルト」という比喩で説明される。

### 3-3　一周≈千年規模という途方もない時間スケール

この熱塩循環が地球全体を一巡するのにかかる時間は、**およそ千年規模**とされている。表層海流が数週間から数ヶ月のオーダーで大洋を横断するのに対し、深層循環はその1万倍近い時間スケールで動いている計算になる。

千年前というと、日本では平安時代の中頃にあたる。つまり、今日どこかの深海で動いている海水の一部は、単純化した比喩で言えば「平安時代に高緯度で沈み込んだ水」がようやく地球を一周してきたようなものだ、というスケール感になる(ただし実際の水塊の混合や年代測定は複雑であり、この「千年」はあくまで循環全体のおおまかな周期を示す概数であって、個々の水分子の年代を厳密に主張するものではない)。

この途方もなくゆっくりとした循環が、地球全体の熱の再分配に大きな役割を果たしているとされ、気候システムの「記憶装置」のような働きをしていると考えられている。もしこの循環のパターンが大きく変化すれば、地域の気候にも長期的な影響が及ぶ可能性があるとされ、気候研究における重要な観測対象の一つになっている。

### 3-4　表層循環と深層循環、二つの時計

ここまでを整理すると、海には性質の異なる二つの「時計」が存在することになる。

- 表層海流(風成循環): 風によって駆動され、数週間~数年のオーダーで大洋を巡る、速い時計

- 深層循環(熱塩循環): 水温と塩分の差によって駆動され、千年規模で地球を巡る、遅い時計

この二つの時計が組み合わさることで、海は地球全体の熱と物質を、短期と長期の両方のリズムで運び続けている。

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## 第四章　潮汐——月と太陽が海を動かす

### 4-1　起潮力——月と太陽の引力が海面を持ち上げる

海面が毎日規則的に上下する現象を潮汐(tide)と呼ぶ。この現象を引き起こす主な原因は、月と太陽の重力(万有引力)による起潮力(tide-generating force、天体の引力と、地球全体の公転運動に伴う遠心力との差によって生じる、海水を引き伸ばす方向に働く力)である。

月は地球に比べて質量ははるかに小さいが、地球からの距離が太陽よりずっと近いため、起潮力への寄与は太陽よりも月の方が大きいとされる(月の起潮力は太陽のおよそ2倍程度とされることが多いが、この比率は計算方法によって幅があるため、本巻では「月の寄与の方が大きい」という定性的な事実にとどめる)。

起潮力の性質として重要なのは、地球上で月に最も近い側だけでなく、その反対側(月から最も遠い側)でも海面が盛り上がるという点である。これは、地球全体が月との共通重心のまわりを回転していることに伴う遠心力と、月の引力との差によって生じる効果であり、結果として地球の両側(月に近い側と遠い側)に「膨らみ」ができる。地球はこの二つの膨らみの下を1日でほぼ一回転するため、多くの沿岸では**1日に約2回、満潮と干潮が訪れる**ことになる。

### 4-2　大潮と小潮——月と太陽の位置関係

月の起潮力と太陽の起潮力は、常に同じ方向に働くわけではない。両者の位置関係によって、潮の満ち引きの幅(潮位差)が変化する。

新月(月が太陽と地球の間に入り、地球から見て月と太陽がほぼ同じ方向にある状態)と満月(地球を挟んで月と太陽がほぼ反対方向にある状態)のときは、月と太陽の起潮力が同じ向きに重なり合い、潮位差が最大になる。これを大潮(spring tide)と呼ぶ。

一方、上弦・下弦(月が太陽に対しておよそ直角の方向にある状態)のときは、月と太陽の起潮力が互いに打ち消し合う向きに働き、潮位差が最小になる。これを小潮(neap tide)と呼ぶ。

大潮と小潮は、新月・満月・上弦・下弦という月の満ち欠けの周期(朔望月、およそ29.5日)に連動して、月に約2回ずつ繰り返される。

### 4-3　潮汐のおさらい——身近な天文現象としての海

潮汐は、天文学(月・太陽の運行)と海洋学が交差する、もっとも日常的に体感できる現象の一つである。BOOK-0014「地層と天体」で扱った天体の運行が、実は毎日の海辺の風景に直結していることを、潮汐という現象は雄弁に物語っている。

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## 第五章　波——風浪・うねり・そして津波という「別種」

### 5-1　風浪とうねり

海面に立つ波の多くは、その場所を吹く風によって直接生み出される。これを風浪(wind sea)と呼ぶ。風が強く吹くほど、また吹く時間が長く、吹き渡る距離(吹送距離、fetch)が長いほど、波は大きく成長する傾向がある。

風浪が発生した場所から離れた海域まで伝わっていくと、波形は次第に整えられ、周期の長い、なめらかな波の連なりに変化する。これをうねり(swell)と呼ぶ。遠く離れた台風から届く「うねり」がサーファーに好まれるのは、こうした風浪とは異なる、整った波形を持つためである。

### 5-2　津波は「別種」の波——波長が桁違いに長い

ここで強調しておきたいのは、津波(tsunami)は風浪やうねりとは物理的に別種の現象だという点である。

風浪やうねりの波長(波の山から山までの距離)は、長くてもせいぜい数百m程度にとどまる。これに対し、津波の波長は数十kmから数百kmに達することがあり、通常の海の波とは桁違いに長い。

この波長の違いは、伝わる速さにも直結する。浅い海(水深に対して波長が非常に長い場合)を伝わる波の速さは、おおよそ水深の平方根に比例するという関係が知られており、水深が深いほど津波は速く伝わる。外洋(水深数千m)では津波はジェット機に匹敵する速度で伝わるとされることがあるが、正確な速度は水深によって変動するため、本巻では「非常に高速で伝わる」という定性的な表現にとどめる。

津波の主な原因は、海底で発生する地震に伴う海底の急激な隆起・沈降であり、ほかに海底地すべりや火山活動が引き金になることもあるとされる。風によって作られる風浪・うねりとは発生メカニズムがまったく異なるため、「大きな波」という見た目の共通点だけで同一視すべきではない。

### 5-3　水辺の安全について

海の波に関連して、離岸流(rip current、沿岸から沖へ向かって局所的に強く流れる海水の流れ)という現象がしばしば話題になる。離岸流は、波が海岸に打ち寄せたあとの海水が、沿岸のくぼみや構造物の隙間などを通って沖へ戻ろうとする際に発生しやすいとされ、見た目にはさほど荒れていない海面でも、局所的に速い流れが生じることがあると伝えられる。

ここでは一般的な知識として名称と概念のみを紹介するにとどめ、実際に沖に流された場合の対応については、自己判断で対処しようとせず、直ちに周囲へ助けを求め、ライフセーバーや監視員に連絡し、必要であれば海上保安庁(緊急通報番号118番)などの公的機関へ通報することを最優先とすべきである。離岸流からの脱出方法として一般に語られる知識(岸と平行に泳ぐ、など)についても、本巻ではその存在に触れるにとどめ、具体的な実行手順を指南するものではない。海の学問的な面白さを伝えることと、実際の危険な状況での安全確保は別の話であり、後者については必ず専門の監視体制や公的機関の指示に従うべきである。本巻はあくまで学問的な知識の紹介を目的としている。

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## 第六章　海と気候——熱の運び屋としての海

### 6-1　海は地球最大の「熱の貯蔵庫」

水は比熱(単位質量あたりの温度を1度上げるのに必要な熱量)が大きい物質として知られており、同じ量の熱を受け取っても、空気に比べて温度変化が緩やかである。海洋は地球表面の約7割を占める、この「温度変化しにくい水」の巨大な貯蔵庫であるため、地球全体の気候を穏やかにする緩衝材としての役割を果たしているとされる。

沿岸地域の気候が、同じ緯度の内陸部に比べて夏は涼しく冬は温暖になりやすい(海洋性気候)のも、この海の熱容量の大きさによるものである。

### 6-2　海流による熱の再分配

第二章・第三章で見た表層海流と深層循環は、単に海水を移動させているだけでなく、赤道付近で受け取った太陽からの熱を、高緯度地域へと再分配する役割も担っている。メキシコ湾流や黒潮のような暖流が高緯度へ熱を運び、深層循環がそれをさらに地球規模で循環させることで、海は「地球の温度を均す仕組み」として機能していると考えられている。

### 6-3　エルニーニョ——海と大気が結びつく現象(諸説あり)

海と気候の関係を語るうえで避けて通れないのが、エルニーニョ現象(El Niño、太平洋赤道域の東部・中部で、海面水温が平年より高くなる状態が数ヶ月から1年程度続く現象)である。

エルニーニョが発生すると、世界各地の天候パターンに影響が及ぶことが観測データから示されているとされるが、その発生メカニズムの細部や、個々の地域への影響の因果関係については、現在も研究が続けられている領域であり、諸説ある。本巻では「海面水温の変化が大気の循環パターンと結びつき、世界規模で天候に影響を及ぼしうる現象」という、慎重な範囲での紹介にとどめる。エルニーニョの逆の状態(東部・中部太平洋で海面水温が平年より低くなる状態)はラニーニャ(La Niña)と呼ばれる。

このように、海と大気は互いに影響を及ぼし合う一つのシステムとして振る舞っており、BOOK-0092「気象」で扱った大気の物語と、本巻の海の物語は、実際には分けて考えることのできない、一つの地球システムの両輪である。

### 6-4　海と炭素——「もう一つの緩衝材」としての側面

海が果たしている緩衝材としての役割は、熱の分配だけにとどまらない。大気中の二酸化炭素の一部は海水に溶け込み、海洋生物の活動などを通じて、長い時間スケールで海と大気の間を循環しているとされる。この「海が大気中の物質の一部を吸収・保持する」という働きは、気候システム全体を理解するうえで重要な要素の一つとされているが、吸収量の正確な見積もりや、将来的な変化の予測については、現在も観測と研究が進められている領域であり(この定量的な内訳は諸説あり、本巻では断定を避ける)、次巻以降でより詳しく扱う予定のテーマである。

海と気候の関係を整理すると、次のようにまとめられる。

- 海は比熱の大きい水の巨大な貯蔵庫であり、地球全体の温度変化を緩やかにする

- 表層海流と深層循環が、赤道付近の熱を高緯度へと再分配する

- エルニーニョ・ラニーニャのように、海面水温の変化が大気の循環パターンと結びつき、世界規模の天候に影響を及ぼしうる(メカニズムの細部は研究継続中)

- 大気中の物質の一部を海が吸収・保持する働きも、気候システムの一部として研究が続いている

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## 第七章　深海探査の歴史——チャレンジャー号からマリアナ海溝へ

### 7-1　チャレンジャー号遠征(1872-76)——海洋学の出発点

近代的な海洋学の出発点としてしばしば挙げられるのが、イギリス海軍の調査船チャレンジャー号による**1872年から1876年**にかけての世界周航調査、通称チャレンジャー号遠征(HMS Challenger expedition)である。

この遠征では、世界中の海で水深測定、水温測定、海水・海底堆積物の採取、そして数多くの新種の海洋生物の発見が行われたと伝えられる。当時は音波を用いた深度測定技術がまだなく、重りをつけたロープを海底まで下ろして直接の長さを測るという、地道な手作業による測深が行われていたとされる。この遠征で得られた膨大な観測記録は、その後の海洋学という学問分野そのものの基礎を築いたとされ、しばしば「近代海洋学の始まり」と位置づけられる。

### 7-2　マリアナ海溝——地球でもっとも深い場所

海洋の中でもっとも深い場所として知られるのが、太平洋西部に位置するマリアナ海溝(Mariana Trench)である。その最深部(チャレンジャー海淵と呼ばれる)の水深は、**およそ10,900m級**とされる(観測手法や調査年によって10,900m~10,994m程度の幅で報告されることがあるため、本巻ではあくまで概数として扱う)。

第一章で確認した平均水深≈3,700mと比較すると、

10,900m ÷ 3,700m ≈ 2.9

マリアナ海溝の最深部は、世界の海の平均水深のおよそ3倍近い深さに達していることになる。

また、エベレストの標高(約8,849mとされる)と比較すると、

10,900m − 8,849m ≈ 2,051m

もしエベレストをマリアナ海溝の底に沈めたとしても、山頂はまだ水面下約2,000mの深さにとどまる計算になる。この比較は、海の「深さ」という概念が、地上の高さの感覚をはるかに超えていることを実感させてくれる。

### 7-3　深海探査の現在——有人・無人探査機の時代

チャレンジャー号の時代からおよそ1世紀を経て、深海探査の手段は大きく進歩した。1960年にはアメリカ海軍の潜水艇「トリエステ号」がマリアナ海溝の最深部への有人潜航に成功したと伝えられ、その後も無人探査機(ROV, Remotely Operated Vehicle)や自律型無人潜水機(AUV, Autonomous Underwater Vehicle)を用いた調査が各国で行われている。

それでもなお、深海——とくに水深数千mを超える領域——は、人類がまだその大部分を直接観測できていない、地球上に残された数少ない「未踏の空間」の一つとされる。しばしば「海の底の地図よりも、月や火星の表面の地図の方が詳細である」と言われることがあるが、この比較の厳密な精度については諸説あり、本巻では「深海には依然として多くの未解明の領域が残されている」という定性的な事実の紹介にとどめる。

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## 終章　なぜ海は面白いのか

本巻では、海の基本的な数値(面積・水深・塩分)から出発し、表層海流、深層循環、潮汐、波、気候とのつながり、そして深海探査の歴史までを辿ってきた。

海が面白いのは、それが「身近でありながら、大部分が未知である」という、めずらしい組み合わせを持っているからだ。誰もが海水浴で肌に感じる塩辛さの向こうには、千年がかりで地球を巡る深層循環という壮大な時間スケールが広がっている。毎日繰り返される満潮と干潮の向こうには、月と太陽という天体の重力が働いている。そして、なめらかに打ち寄せるうねりのすぐ隣には、まったく別種の脅威である津波という現象が存在する。

海洋学は、地学(地球そのものの成り立ち)、気象学(大気の動き)、天文学(月と太陽の運行)、そして物理学(流体の力学)が交差する場所に立っている。BOOK-0014、BOOK-0092、BOOK-0082という既刊の物語と、本巻の海の物語は、実はすべて一つの惑星の、一つのシステムを、異なる角度から照らし出しているにすぎない。

次巻(第2巻、予定)では、海に生きる生命の物語——深海生物、サンゴ礁の生態系、そして海洋と炭素循環の関係——へと歩みを進める予定である。足元の惑星の七割を占める、この青い領域の物語は、まだ始まったばかりである。

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## 付録　本文中の主な検算まとめ

1. 海洋面積: 5.1億km² × 0.7 ≈ 3.57億km²

2. 平均水深とスカイツリーの比較: 3,700m ÷ 634m ≈ 5.8本分

3. 塩分3.5%の検算: 1,000g × 0.035 = 35g(海水1kgあたり塩約35g)

4. 小さじ換算: 35g ÷ 5.5g ≈ 6.4杯分

5. マリアナ海溝と平均水深の比: 10,900m ÷ 3,700m ≈ 2.9倍

6. マリアナ海溝とエベレストの比較: 10,900m − 8,849m ≈ 2,051m(エベレストを沈めてもなお約2,000m水面下)

## 付録　用語集(初出順)

- 海洋学(oceanography): 海の物理・化学・生物・地質を横断的に扱う学問分野

- 塩分(salinity): 海水1kg中に溶けている塩類の質量(グラム)を表す値

- 風成循環(wind-driven circulation): 風の力によって駆動される海流の循環

- コリオリの力(Coriolis force): 回転する地球上を移動する物体の進路が見かけ上曲げられる効果

- 環流(gyre): 大洋規模で循環する海流のまとまり

- 西岸境界流(western boundary current): 大洋の西側の縁を流れる、比較的狭く速い海流

- 熱塩循環(thermohaline circulation): 水温と塩分の差によって駆動される深層の循環

- 湧昇(upwelling): 深層の海水が表層へ湧き上がる現象

- 起潮力(tide-generating force): 天体の引力と地球の公転運動に伴う遠心力の差によって生じる、海水を引き伸ばす力

- 大潮(spring tide): 新月・満月のときに潮位差が最大になる状態

- 小潮(neap tide): 上弦・下弦のときに潮位差が最小になる状態

- 風浪(wind sea): その場を吹く風によって直接生み出される波

- うねり(swell): 風浪が遠方まで伝わり整えられた、周期の長い波

- 津波(tsunami): 主に海底地震などによって生じる、波長が桁違いに長い波

- 離岸流(rip current): 沿岸から沖へ向かって局所的に強く流れる海水の流れ

- エルニーニョ(El Niño): 太平洋赤道域東部・中部の海面水温が平年より高くなる状態が持続する現象

- ラニーニャ(La Niña): エルニーニョの逆で、同海域の海面水温が平年より低くなる状態が持続する現象

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# BOOK-0097 地学派生・海洋 第1巻 ― 足元の惑星の、七割を占める青