海底地図で海底洞窟、斜面、断層線が明らかに

ラリー・メイヤーは今週、南カリフォルニア沖のチャンネル諸島探検のため船で出航します。実は、彼は島々付近の海底構造物を探査し、約1万5000年前、海面が現在よりも600フィート低かった時代に、古代人が南下する際に洞窟でキャンプをしていた可能性を示す証拠を探しているのです。

そのために、メイヤー氏と、著名なタイタニック号探検家ロバート・バラード氏率いるチームは、洞窟の3D画像を提供するための新しい技術、いわば音響カメラを活用する。この装置は、過去30年間海洋学者が海底探査に役立ててきた既存のマルチビームソナー技術をベースに、解像度、コンピューター処理速度、可視化ソフトウェアを改良し、1つのパッケージにまとめた市販の装置である。

「この装置は、音を使って絵のような映像を映し出すことができます」と、ニューハンプシャー大学沿岸海洋地図センター所長のメイヤー氏は語る。「目的は、ビーチや崖のように見えるが実際には水中にある場所を探すことです。もしそこに海食洞があれば、そこに人々が住んでいるはずです。」

研究者たちはこれまでにもこれらの層を何度か調査していますが、今回の調査では、新型の無人探査機に搭載された新型音響カメラを用いて、より詳細な調査を行います。洞窟を発見後、高解像度ビデオカメラとロボットアームを搭載した遠隔操作型探査機「ヘラクレス」を降下させ、サンプル採取を行います。

このミッションは、海洋科学者が最新の海底マッピング技術と先進的な自律走行車を用いて、海底に関する驚くべき新情報を明らかにしてきた近年の数多くのミッションの一つに過ぎません。海底洞窟、東海岸沖の深海サンゴ礁、地殻からメタンなどの化学物質を噴出する熱水噴出孔周辺に群がる新種の海洋生物などが発見されています。また、新しいマッピング技術は、海底の断層、火山、沿岸都市付近で致命的な津波を引き起こす可能性のある不安定な海底斜面といった危険も明らかにしています。

これは、カナダ地質調査所のH・ゲイリー・グリーン氏らが、アメリカ本土とブリティッシュコロンビア州バンクーバー島を結ぶ内陸水路、サリッシュ海の最近の測量で発見したものです。彼らは2つの活断層帯を発見しました。そのうち1つは新たに発見されたもので、これらの断層帯は岩盤崩落や堆積物の崩落を引き起こし、サンファン諸島やワシントン州ベリンガム方面に津波をもたらす可能性があります。

「一般市民を怖がらせたくはありませんが、これはあらゆる危険分析に組み込むべき要素です」と、カリフォルニア州モスランディングにあるモス海洋研究所の海洋地質学者、グリーン氏は述べている。グリーン氏と同僚たちは、調査船の底にマルチビームソナーセンサーを取り付け、海底から100フィート（約30メートル）離れた場所に曳航された小型の魚雷型機器に地震センサーを取り付けて、サリッシュ海を調査した。彼らの研究結果は、4月にアメリカ地震学会の年次総会で発表された。

火星の表面は約5400万キロメートル離れているにもかかわらず、科学者たちは地球の海底よりも火星の表面について多くのことを知っています。多くの海洋科学者は、主にロボットの利用を増やし、有人船を減らすことで、今後10年間で状況が変わることを期待しています。「必要なのは、船を方程式から外すことです」と、ウッズホール海洋研究所のプログラムマネージャー、カール・カイザーは言います。大型研究船の運航には1日あたり2万5000ドルから6万ドルの費用がかかり、中洋での調査航海は最長6週間続くこともあります。

カイザー氏と彼のチームメンバーは、海岸線から200マイル（約320キロメートル）に広がる米国排他的経済水域（EEZ）の深海を、船舶による調査よりも低コストで高解像度で調査できる、海岸発着型自律走行車を開発している。より正確な地図作成は、深海に広がる鉱物の噴出に海洋生物を引き寄せるメタンの湧出など、あらゆる種類の奇妙な環境に関するより多くの情報を意味する。「2013年には、米国東海岸に自然発生するメタンの湧出が1つあるという論文が出ました」とカイザー氏は言う。「今日ではその数は800を超えています。これは、私たちがメタンの湧出を探し出し、地図化する方法を習得したからです。」

ある民間企業が、自律型海洋地図作成船を新たなレベルへと引き上げようとしている。ルイジアナ州に拠点を置くL3テクノロジーズは、全長100フィート（約30メートル）、単胴型の無人船「C-Worker 30」を設計している。この船は、約7ノット（約11.4キロメートル）の速度で、一度に2か月間、海洋を航行することができる。ディーゼルエンジンを搭載したC-Worker 30は、2隻の補助水上船を投入して、水中地図の規模と解像度を拡大することもできる。L3テクノロジーズの副社長兼ゼネラルマネージャー、トーマス・チャンス氏によると、同社は国防総省と米国海洋大気庁（NOAA）に対し、有人船の半額で海洋調査を行うプロジェクトを提案しているという。

2030年までに、科学者たちは世界の海の海底地図をはるかに正確に作成したいと、民間の非営利団体シュミット海洋研究所が運航するR/Vファルコー号のオペレーションマネージャー、エリック・キング氏は語る。「キャプテン・クックが手持ちの鉛のロープで測量した海域を航行する船が今も存在します」とキング氏は言う。クックの時代、1770年代には、測量士たちは海底の深さを測るために、先端に鉛の重りを付けた長いロープを海に投げ込んでいた。

新たな音響地図があれば、海運会社は問題のある場所を避けることもできるようになり、研究者は絶滅の危機に瀕した魚種の生息地や海底に眠る貴重な鉱物についてより詳しく知ることができるようになる。

しかし、ロボット探査機が海を航行するようになったとしても、機器が収集するデータを解釈するためには、依然として人間が海に出る必要があります。キング氏は8月に4週間の航海に出発し、ハワイ諸島とアリューシャン列島の間にある7つの海底海山を、他の44人の科学者とクルーと共に探査する予定です。これほど多くの人々を火星に送ることを想像してみてください。

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