図 53探検館
海はどれほど深い? マリアナ海溝まで下りていく
水深 20 m で太陽光の赤はほとんど消えます。チャレンジャー海淵はそこからさらに 10,900 m 下です。
この端末では 3D を表示できません。下の解説のステップを文章で読むことができます。
1 / 9 水深 10 メートル太平洋の外洋、水深 10 m から始まります。頭上の海面から太陽の光が差しこんでいます。WASD か矢印キーで泳ぎ、R かスペースで上がり、F か C で下ります。スマートフォンではジョイスティックと右下の矢印を使います。
ドラッグで回転、ホイールか二本指で拡大します。
下りていくと何が変わるのか
深いプールの底まで潜ったことがあれば、すぐに起こる 2 つのことを知っているはずです。耳が痛くなり、まわりが少し青くなります。外洋でさらに下りていくと、どちらもどんどん強まり、1,000 m より下のどこかで太陽の光はまったくなくなり、水は百気圧の重さで体を押すようになります。
この展示は、西太平洋の海面からマリアナ海溝のチャレンジャー海淵の底までをつなぐ海の柱です。NOAA の数字では、底は海面下約 10,935 m にあります。エレベーターのように沈んでいくことも、好きな深さで止まって泳ぎ回ることもできます。左上の表示は、毎フレーム目の位置の深さから計算されます。メートル単位の水深、層の名前、水温、気圧単位の圧力、そして海面の太陽光のうち赤・緑・青がどれだけ残っているかです。右の目盛りは、あなたの深さをクジラや潜水艇の潜水深度と並べて示します。
この展示には実物大の生き物が 113 種います。海面に浮かぶカツオノエボシから、チャレンジャー海淵の底の端脚類までです。ロープに下げた色カード、海嶺の熱水噴出孔、海嶺の斜面のクジラの骨格、人を海の底へ運んだ 2 隻の潜水艇もあります。図鑑には、それぞれの生き物のすむ深さ、最大の大きさ、その数字の出典が載っていて、名前を押すとその場所へ移動します。
なぜ赤が最初に消えるのか
太陽の光はいろいろな色が混ざったもので、水はそれを同じようには扱いません。波長の長い光(赤や橙)を、短い光(青)よりずっと速く吸収します。NOAA Ocean Exploration の光と色についての資料は、これを簡単にこう説明しています。赤、橙、黄はすぐにこしとられ、青い光がいちばん遠くまで届きます。
色カードを見るとわかります。カードは 5、20、50、100、200 m のロープに下がっていて、どれにも赤、橙、黄、緑、青、白の 6 色が並んでいます。5 m ではほぼふつうに見えます。20 m では赤がもう暗くなっています。100 m では赤と橙が黒く、黄はくすんだ緑のよう、白は淡い青に見えます。展示のライトは約 140 m より深くならないとつかないので、上のほうのカードは太陽の光だけで照らされています。
深海の生き物に赤いものが多いのも同じ理由です。赤い動物は赤い光を反射しますが、数十メートルより下には反射する赤い光が残っていないので、黒く見えます。NOAA は、3,000 m より深い所で見つかったアカグツの仲間が、ロボットのライトの下では鮮やかな赤、まわりの暗闇では黒に見えたと伝えています。この展示のダイオウイカやハオリムシのえらも、あなたのライトの光の中でだけ色を見せます。
光の数字を確かめる
模型では、光は深さとともに指数関数的に弱まり、色の帯ごとに弱まる速さが違うとしています。
I(d) = I₀ × e^(−K·d)
K は拡散減衰係数です。澄んだ外洋の水について、模型は赤(約 650 nm)に 1 m あたり K = 0.35、緑(約 550 nm)に 0.065、青(約 475 nm)に 0.022 を使っています。いちばん澄んだ海水を想定した推定値です。プランクトンや泥を多く含む沿岸の水では、光はずっと速く失われます。
この 3 つの数から、それぞれの帯が海面の値の 1% まで下がる深さが簡単な計算で求まります。d = ln(100) / K です。
| 帯 | K(1 m あたり) | 1% が残る深さ | 0.1% が残る深さ |
|---|---|---|---|
| 赤 | 0.35 | 13 m | 20 m |
| 緑 | 0.065 | 71 m | 106 m |
| 青 | 0.022 | 209 m | 314 m |
青が約 200 m で 1% になるのは、NOAA の海の説明と合っています。上の 200 m が有光層、200〜1,000 m にはわずかな光しか届かず、約 1,000 m より下では上からの光はまったくなくなります。模型では 1,000 m に残る青い光は海面の約 3 × 10⁻¹⁰ で、どんな植物にも足りません。それでも深海の生き物の中にはこれに気づくほど敏感な目をもつものがいるので、NOAA は 1,000 m まで光が感知されうると書いています。
表示の棒グラフは対数目盛りなので、100% から 10% への減少も、0.1% から 0.01% への減少も同じ一段に見えます。画面も同じ考え方で描いています。人の目は暗さに慣れるからです。そのため模型では、青い光が 0.2% も残っていない 300 m でも水は青く見えます。
圧力は 10 メートルごとに約 1 気圧ずつ増える
海面では、空気が 1 気圧であなたを押しています。1 平方インチあたり約 14.7 ポンドです。水は空気の約 800 倍の密度なので、短い水の柱で頭上の大気全体と同じ重さになります。NOAA の目安は、深さ 33 フィート(10.06 m)ごとに 1 気圧増えるというものです。
模型は密度を一定とした静水圧の式を使っています。
p = 1 atm + ρ·g·d
海水の ρ = 1,025 kg/m³、g = 9.81 m/s²、1 atm = 101,325 Pa とすると、1 気圧は 101,325 / (1,025 × 9.81) = 10.08 m の水に当たり、NOAA の 10.06 m に近い値です。展示の各地点での値は、表示に出るとおり次のようになります。
| 水深 | 模型の圧力 |
|---|---|
| 10 m | 2.0 atm |
| 100 m | 10.9 atm |
| 600 m | 60.5 atm |
| 1,500 m | 149.9 atm |
| 2,600 m | 259.0 atm |
| 2,891 m | 287.9 atm |
| 4,500 m | 447.6 atm |
| 10,935 m | 1,086 atm |
NOAA の目安では底で 1 + 10,935 / 10.06 = 1,088 atm となり、2 つの値の差は 0.2% 以内です。実際の海水は深い所でわずかに押し縮められて密度が上がるので、海溝の底の本当の圧力はどちらの値よりも少し高くなります。どちらも、よく言われる「海面の 1,000 倍以上」を大きく上回っています。
体の中に空気のすき間がない動物は、圧力をほとんど感じません。NOAA Ocean Exploration によれば、深海の動物の多くは体のほとんどが水でできていて、水はほとんど縮まないので、毎日 1,000 m を上下して 100 気圧の差を行き来する種もいます。クジラが耐えられるのは、肋骨と肺が圧力でたためるからです。潜水艇には乗員のための厚い鋼鉄やチタンの球が必要です。
凍らない冷たい水
熱帯太平洋の海面近くの水は約 28 °C で、太陽と風に温められ、かき混ぜられています。この混合層の下に水温躍層があり、深さとともに水温が急に下がります。NOAA によれば、約 200 m より下の海の平均水温は約 4 °C しかなく、約 1,000 m から 4,000 m の間ではほとんど変わらず、それより深い水は凍る寸前からそれより少し上の温度です。
表示の水温は、西部熱帯太平洋の典型的な水温分布を点と点を直線で結んだものです。海面で 28 °C、200 m で 18 °C、1,000 m で約 4 °C、4,000〜6,000 m で約 1.5 °C です。海溝の中では少し上がり、底で約 2.4 °C になります。水は圧縮されるとわずかに温まるからです。この分布はこの海域の推定値です。ほかの海や季節では、特に上の数百メートルで違います。
海の 5 つの層
NOAA は、どれだけ太陽の光が届くかで水の柱を分けています。展示の名前もその境界に従っています。
- 有光層(表層)、0〜200 m。 植物プランクトンに十分な光があり、海の食べ物の大部分がここでつくられます。
- 薄明層(中深層)、200〜1,000 m。 光合成には暗すぎます。ここの多くの動物は自分で光をつくります。
- 漸深層、1,000〜4,000 m。 太陽の光はまったく届きません。光は動物が出すものだけです。
- 深海層、4,000〜6,000 m。 広い泥の平原の上の、凍る寸前の水です。
- 超深海層(海溝)、6,000 m より深い所。 深い海溝だけがここまで達します。名前の由来は冥界の神ハデス(Hades)です。
海全体の平均の深さは約 3,682 m なので、海底の大部分は漸深層か深海層にあります。
画面下の層のボタンで各層へ移動でき、境界を越えるとその層の値を示す帯が出ます。上の式で計算した、各層の上端と下端での模型の値は次のとおりです。
| 層 | 水深 | 水温 | 圧力 | 残る青い光 |
|---|---|---|---|---|
| 有光層 | 0〜200 m | 28〜18 °C | 1〜21 atm | 100%〜1.2% |
| 薄明層 | 200〜1,000 m | 18〜4.2 °C | 21〜100 atm | 1.2%〜3 × 10⁻⁸ % |
| 漸深層 | 1,000〜4,000 m | 4.2〜1.6 °C | 100〜398 atm | なし |
| 深海層 | 4,000〜6,000 m | 1.6〜1.5 °C | 398〜596 atm | なし |
| 超深海層 | 6,000〜10,935 m | 1.5〜2.4 °C | 596〜1,086 atm | なし |
海面から海溝の底までの 113 種
拡充版図鑑には 113 種が載っています。有光層に 18 種、薄明層に 36 種、漸深層に 39 種(熱水噴出孔と鯨骨の生き物を含む)、深海層に 13 種、超深海層に 7 種です。どれも出典が示す深さの範囲の中に置かれ、記録された最大の大きさに近い寸法でつくられているので、小さいものは本当に小さく見えます。チョウチンアンコウ類やウロコフネタマガイは、すぐそばまで泳がないと見えませんが、マヨイアイオイクラゲは薄明層を 30 m にわたって横切っています。
生き物はいくつかの体の型(魚、サメ、ウナギ、イカ、タコ、クラゲ、エビ、カニなど)からつくり、高さ、幅、ひれ、歯の数値で形を変えています。オニキンメとテンガンムネエソは同じ型を別の数値で使っています。展示の最初の版で手づくりした模型も残っています。
- ハダカイワシ(600 m)。 Myctophum punctatum は 11 cm になります。腹に発光器が並び、その光は水中でいちばん遠くまで届く青です。NOAA は、海の生物発光の多くが青いのはそのためだと述べています。
- マッコウクジラとダイオウイカ(約 650 m)。 雄のクジラは 16 m で、NOAA Fisheries はおとなの雄で最大 52 フィートとしています。NOAA Fisheries によればマッコウクジラはふだん約 2,000 フィート(610 m)で狩りをし、National Ocean Service はダイオウイカを探して 7,000 フィート(2,134 m)以上潜ることにふれています。イカの模型は、ひれの先から 2 本の長い触腕の端まで 12 m です。
- ペリカンアンコウ(1,500 m)。 FishBase では雌が 18 cm、雄が約 3 cm です。疑似餌(エスカ)には発光細菌がすんでいて、その光が獲物を口もとへおびき寄せます。NOAA は深海のチョウチンアンコウ類を 167 種と数えています。
- 熱水噴出孔(2,600 m)。 海水が地殻にしみこみ、マグマで熱せられ、400 °C を超える熱さで出てきます。圧力のため沸騰しません。冷たい水にふれると鉱物が沈殿して煙突ができ、NOAA はマリアナ弧で高さ約 9 m の活動中のスモーカーを報告しています。ガラパゴスハオリムシは 2 m に育ち、噴出孔の化学物質を食べ物に変える細菌に頼って生きています。SeaLifeBase の記録は 2,564〜2,673 m なので、模型の噴出孔は 2,600 m に置きました。
- ユメナマコ(4,500 m)。 「頭のないニワトリの怪物」とあだ名される Enypniastes は、膜をあおいで海底から浮き上がり、長い距離を泳げます。
- マリアナスネイルフィッシュ(8,000 m)。 FishBase では 6,198〜8,178 m、最大 22.6 cm です。NOAA Ocean Exploration によれば、これまで撮影された最も深い魚は 8,336 m のクサウオ類で、約 8,400 m より深くには魚はおそらくすんでいません。
深海を生きる工夫
図鑑を開いて適応で絞りこむと、同じいくつかの答えが何度も出てきます。
- 光を出す(18 種)。 ハダカイワシ、テンガンムネエソ、ホウライエソ、スタウロテウティスはどれも発光器をもっています。テンガンムネエソは光を下へ向け、下にいる狩り手から輪郭を隠します(カウンターイルミネーション)。オオクチホシエソは例外で、ほとんどの深海生物には見えない赤い光を出します。
- 赤や黒の体(19 種)。 約 20 m より下には赤い光が残っていないので、赤い動物も黒い動物と同じくらい暗く見えます。クロカムリクラゲ、コウモリダコ、深海エビはどれも赤です。
- 透明、または鏡のよう(15 種)。 クラゲ類、バトコルダエウス、スネイルフィッシュはほとんど透明です。テンガンムネエソの銀色の体側は、まわりの青い光を反射します。
- 大きな口と伸びる胃(10 種)。 食べ物が少ないので、出会ったものを何でものみこめる狩り手が多くいます。オニボウズギスは自分より長い魚をのみこみ、フクロウナギは網のようにあごを広げます。
- 巨大化(12 種)。 浅い海の仲間よりずっと大きくなる深海の動物がいます。端脚類の多くは数ミリですが、ダイオウソコエビは 34 cm に達します。
- 日光でなく化学物質で生きる(4 種)。 噴出孔では、ハオリムシ、シンカイヒバリガイの仲間、イエティクラブ、ウロコフネタマガイが、硫化水素から食べ物をつくる細菌に頼って生きています。
- 沈んでくるものを食べる(5 種)。 ソコダラの仲間、ニシオンデンザメ、ホネクイハナムシ、超深海の端脚類は、上から食べ物が落ちてくるのを待っています。
2,891 m の鯨骨
噴出孔の西では海嶺が 2,891 m まで下がり、泥の上に長さ 14 m のクジラの骨格が横たわっています。NOAA の National Ocean Service は、クジラが死んで沈むと何が起こるかを説明しています。腐肉食の動物が数か月で柔らかい組織を食べつくし、残りかすが 1 年以上まわりの泥を豊かにし、骨の中の脂肪を細菌が分解するあいだ、骨格は何年から何十年も生き物の群集全体を支えます。
この深さはホネクイハナムシの一種 Osedax rubiplumus に合わせました。SeaLifeBase が記録している深さは 2,891 m の 1 つだけで、2002 年にクジラの骨格で見つかった場所です。模型の骨についた赤い羽毛のようなものがこの虫で、1 匹の長さは約 4 cm です。上ではニシオンデンザメが回っています。すむのは太平洋ではなく大西洋と北極海ですが、腐肉を食べることで知られ、記録された深さは 2,992 m に達します。
図鑑の数字はどこから来たか
魚のすむ深さと最大の長さは FishBase、そのほかの動物は SeaLifeBase から取りました。どちらも数字ごとに根拠の論文を示す大きなデータベースです。いくつかの項目は代わりに NOAA や研究論文を使っていて、どのカードにも出典をリンクつきで示しています。
大きさは記録された最大値で、測り方はいろいろです。全長は吻の先から尾の端まで。標準体長は尾びれの付け根までなので、魚の本当の長さはそれより少し長くなります。イカとタコは腕ではなく外套膜(胴)で、クラゲは傘の幅で測ります。どの測り方かはカードに必ず書いてあります。7 種(イエティクラブ、シンカイヒバリガイの仲間、ウロコフネタマガイ、センジュナマコ、ユメナマコ、バトコルダエウス、タルマワシ)は、出典に深さはあっても大きさがないので、大きさは私たちの推定で、推定と明記しています。
泳いでいるうちに近づいた生き物には図鑑で印がつき、図鑑ボタンの数字で何種見たかがわかります。
クジラと潜水艇はどこまで潜るか
画面右の目盛りには次の深さが記されています。
| 誰 | 水深 | 出典 |
|---|---|---|
| マッコウクジラ、ふだんの狩りの潜水 | 約 610 m | NOAA Fisheries |
| マッコウクジラ、深い潜水 | 2,134 m 以上 | NOAA National Ocean Service |
| アカボウクジラ、記録された最も深い潜水 | 2,992 m | NOAA Fisheries |
| アルビン号、潜航限界 | 6,500 m | WHOI |
| 撮影された最も深い魚 | 8,336 m | NOAA Ocean Exploration |
| ディープシー・チャレンジャー号、2012 年 | 10,908 m(35,787 ft) | DEEPSEA CHALLENGE 探検隊 |
| トリエステ号、1960 年 | 10,912 m(35,800 ft) | US Naval Historical Center |
1960 年 1 月 23 日、アメリカ海軍のドン・ウォルシュ大尉とジャック・ピカールが、潜水艇トリエステ号でチャレンジャー海淵の底に下りました。潜航には 5 時間近くかかり、ふたりは底で約 20 分過ごしました。2012 年にはジェームズ・キャメロンが、全長 24 フィート(7.3 m)のディープシー・チャレンジャー号で一人で同じ旅をし、のちにこの艇をウッズホール海洋研究所に寄贈しました。記録された深さが互いに、また NOAA の 10,935 m と数メートル違うのは、それぞれ測り方が違い、その後も海溝の測量が精密になってきたためです。
模型と本物の海の違い
- 深さは縮めてあります。 水平方向は 1 単位が 1 m なので、生き物も機械も実物大です。上下方向は 10,935 m 全体が収まるよう対数目盛りにしていて、海面近くでは 1 単位がほぼ水深 1 m、1,000 m 付近では約 18 m、底では約 180 m に当たります。それぞれの海底の上 12 m では表示が本当のメートルに戻るので、底で表示される深さは実際の深さです。
- ものどうしが近くにあります。 見つけやすいように、生き物を 1 本の柱のまわりに集めています。本物の海では熱水噴出孔は中央海嶺や背弧海盆にあり、マリアナ海溝のすぐ横にはありません。海溝の幅も数十キロメートルあります。
- 光の模型は単純です。 減り方が一定の 3 つの色の帯、澄んだ水、真上の太陽。実際の数字は雲やプランクトン、太陽の角度で変わります。
- いくつもの海の生き物がいます。 この柱には別々の海の種が集まっています。ウロコフネタマガイはインド洋の噴出孔、イエティクラブは東スコシア海嶺、ニシオンデンザメは大西洋と北極海にすみます。どれも出典に記録のある深さに置いています。
- どの生き物も最大に近い大きさです。 模型は記録された最大の大きさの 80〜100% で、実際の個体の多くはもっと小さいものです。45 m のマヨイアイオイクラゲは、収まるよう 30 m にしています。
- 推定の大きさもあります。 図鑑の十種の大きさ、ダイオウイカの長さ、トリエステ号の形、水温の分布は推定と明記しています。
動き方
パソコンでは、WASD か矢印キーで泳ぎ、R かスペースで上がり、F か C で下ります。Shift を押し続けると速くなり、ドラッグで見回せます。スマートフォンでは、左下のジョイスティックで水平に動き(いっぱいに押すと速くなります)、右下の 2 つの矢印で上下に動きます。
海は 10.9 km の深さがあるので、速く下りる方法も用意しています。速さのボタン(またはキー 1、2、3)で、ダイバー並みの秒速約 1.4 m の「ゆっくり」、「速く」、秒速約 8 m の「潜水艇」を切り替えられ、「潜水艇」では上下の動きも 4 倍速くなります。5 つの層のボタンで各層へすぐ行け、右の深度目盛りを押すとその深さへ移動します。「操作」の深さのスライダーはエレベーターのように使えます。
図鑑ボタンを押すと 113 種すべての一覧が開きます。名前で探したり、深さ、大きさ、適応で絞りこんだりでき、名前を選ぶとその生き物の前へ移動し、すむ深さ、大きさ、出典を書いたカードが出ます。「解説」のステップは 9 つの深さで止まり、「部品」では手づくりの模型それぞれへ行けます。深い所でライトを消すと、生き物自身の光だけが残ります。
親指の爪の上の重さに置き換える
気圧は体で感じにくいので、海底の読み値を重さに置き換えます。標準の1気圧は 101,325 Pa で、1平方メートルあたり 101,325 N、1平方センチメートルあたり約 10.1 N です。親指の爪ほどの面積に約 1.03 kg の重さが載っているのと同じです(爪の大きさは人によって違うので、ここでは 1 cm² と仮定しました)。
海底の読み値は 1,086 atm です。掛け算をすると、1,086 × 10.1 N で、その 1 平方センチメートルに約 11,000 N がかかります。g = 9.81 m/s² で割ると、質量にして約 1,120 kg で、1トンを少し超えます。NOAA が使う昔の単位では、1,086 × 14.7 = 1平方インチあたり約 16,000 ポンドです。読み値が約 100 atm の 1,000 m で同じ計算をすると、親指の爪の上に約 100 kg です。
数字は大きく見えますが、これは1か所にかかる荷重ではなく圧力です。水はあらゆる方向から同じ強さで押すので、中に空洞がなく水で満たされた体は押しつぶされません。次の節の話です。
よくある誤解
- 「深いところの圧力は何でも押しつぶす。」 つぶれるのは中に気体があるものです。NOAA Ocean Exploration は、深海の動物の大半はほとんど水でできていて、水はほとんど縮まず、つぶれるような大きな空気の空間もないと説明しています。発泡スチロールのカップや空気の入った船体は話が別で、潜水艇の乗員が厚い球の中に乗るのはそのためです。
- 「200 m より下はただ暗いだけ。」 NOAA の説明では、200 m から 1,000 m の間には光がわずかしか届かず、約 1,000 m より下では上からの光はなくなります。ただし下の層に光がまったくないわけではありません。NOAA Ocean Exploration によると、そこでは多くの動物が自分で光を出します。展示の読み値は太陽光だけを数えています。
- 「深さが2倍になれば圧力も2倍。」 圧力は海面の1気圧に、上にある水の重さを足したものです。最初の 10 m で2倍になり、次の 10 m では半分だけ増えます。モデルの読み値は、10 m で 2.0 atm、100 m で 10.9 atm、10,935 m で 1,086 atm です。
- 「海が青く見えるのは水が青いから。」 色カードがもう半分を見せてくれます。赤、オレンジ、黄色は数十 m で吸収され、残った青が目に入ります。
画面で試してみる
「操作」の深さスライダーを 10 m に合わせて圧力を読み、次に 100 m、1,000 m でも読んでみてください。約 2.0、10.9、100.2 atm になるはずです。10 m ごとにおよそ1気圧ずつ増えます。ライトは約 140 m より下でしか点かないので、100 m では「ライト」を切り替えても何も変わりません。300 m と 3,000 m で、ライトを切って入れて比べてみましょう。入れているとビームの中の動物が本来の色を見せ、切ると、読み値に残っている太陽光と動物が自分で出す光だけになります。最後に「潜水艇」の速さボタンを押して、2,891 m の鯨骨生物群集まで下り、そこの圧力が上の表と同じ 287.9 atm かを確かめます。
暗闇の光:発光器の位置
約 1,000 m より深い場所には日光が届きませんが、光がまったくないわけではありません。NOAA Ocean Exploration によると、200〜1,000 m にすむ動物の 80% が自ら発光します。水中で最も遠くまで届く青色が中心です。図鑑には発光器の位置が示され、模型もその場所で光ります。
- 腹側に並ぶ発光器。 ムネエソ、ハダカイワシ、ヨコエソ、多くのワニトカゲギス類は腹側に発光器を並べています。下から見ると微光が水面からの弱い光と一致し、輪郭を隠します。これがカウンターイルミネーションです。
- 疑似餌やひげの先。 チョウチンアンコウは口の前に光る疑似餌を下げ、ホウライエソの仲間などは顎から光るひげを伸ばします。ヒレナガチョウチンアンコウの仲間は例外で、疑似餌が光りません。
- 目の下の赤い光。 オオクチホシエソ類やホテイエソ類は目の下の器官で赤い光を出します。MBARI によれば、多くの深海動物は赤色が見えないため、自分は見つからずに獲物を照らせます。
- 腕の先。 Taningia danae は 2 本の腕の先に、動物で知られる最大の発光器を持ちます。ホタルイカは 2 本の腕にそれぞれ 3 個ずつ持ちます。
- 光る液体。 セキトリイワシの仲間は鰓蓋の後ろの袋から発光液を噴き出し、逃げる際に光る雲を残します。
暗い水層では画面の端の矢印が最も近い動物を示し、場面内の距離を表示します。クリックするとそこまで泳ぎます。拡充版の図鑑では 113 種のうち 59 種が 1,000 m より深くにすみ、従来の 31 種から増えました。この場面で拡充機能を利用できます。
巨大な動物を並べて比較
拡充版の大きさボタンは、中深層の長い 3 種を水深 30 m の明るい海に実寸で並べます。身長 1.7 m の人の隣に、16 m の雄のマッコウクジラ、捕食用の長い触腕 2 本を含め推定 12 m のダイオウイカ、8 m のリュウグウノツカイが並びます。尾の側を左にそろえ、長さを直接比べられます。下方で出会うものと同じ模型です。図鑑と課題もこの長さに統一し、最大記録とは区別します。マッコウクジラは NOAA Fisheries の成体雄の値を使い、ダイオウイカは模型の推定値です。
潜る途中の隠れた発見
拡充版には海の柱に沿って 16 か所の隠れた発見があり、近くまで泳ぐと見つかります。多くは実際の記録に基づきます。
- 最深の沈没船、6,895 m。 米海軍は 2022 年 6 月、Victor Vescovo と Caladan Oceanic がフィリピン海で発見した残骸を、1944 年に沈んだ護衛駆逐艦 USS Samuel B. Roberts と確認しました。位置が特定され調査された沈没船では最深です。模型は海溝の岩壁の棚にある壊れた船体の一部です。
- 最深のタコ、6,957 m。 2019 年にジャワ海溝の着底観測機がメンダコ類を撮影しました。超深海帯で初めて観察されたタコの記録です。Jamieson と Vecchione、2020 年によります。
- 測深のおもり、8,184 m。 HMS Challenger は 1875 年、おもりを付けたロープでマリアナ海溝を 26,850 ft と測定しました。チャレンジャー海淵の名はこの船に由来します。
- Nereus、9,990 m。 2009 年にチャレンジャー海淵へ到達した無人潜水機は、2014 年 5 月 10 日にケルマデック海溝で失われました。
- 巨大な単細胞生物、10,641 m。 Scripps の研究者は 2011 年、シレナ海淵でクセノフィオフォアを撮影しました。単一の細胞でも直径 10 cm を超えることがあります。
- ビニール袋、10,898 m。 JAMSTEC の深海ごみデータベースは 1983 年以降の写真と映像を収録しています。2018 年の研究では、最も深い記録はマリアナ海溝のビニール袋でした。
- Kaiko、10,911 m。 日本の無人潜水機は 1995 年 3 月に 10,911.4 m へ到達し、ヨコエビ Hirondellea gigas を持ち帰りました。
- 冷湧水、模型では 2,891 m。 メタンと硫化水素を多く含む液体が斜面から周囲の海水に近い温度でしみ出します。シロウリガイ類はメタンを使う細菌に支えられ、冷湧水のハオリムシ類は成長が遅く、メキシコ湾には 200 歳を超えるものもいました。
- 熱水噴出孔の探針と物差し、2,600 m。 熱水は 400 °C を超えることがあり、巨大なチューブワームは年に 1 m 弱成長します。既知の海洋無脊椎動物で最も速い成長です。
- 割れた団塊、4,500 m。 NOAA はこのような被覆の成長を 100 万年に約 2 mm としています。
- Casper、模型では 4,500 m。 2016 年にハワイ沖の 4,290 m で発見された、ひれのない白いタコです。まだ学名がありません。
- 大きな赤いクラゲ、赤い腹のクシクラゲ、沈降粒子捕集器。 開けた水中のそれぞれ 1,500、800、3,000 m にあります。
九つの課題
拡充版の課題ボタンは九つの短い課題を開きます。四つは泳いで達成します。1,000 m より深くで光る動物を 5 種見つけること、チャレンジャー海淵の底へ行くこと、マッコウクジラの深い潜水の 2,134 m まで行くこと、五つの水層をすべて訪れることです。四つは選択式で、図鑑の長さ、光の模型で最初に消える色、圧力の式による 10,912 m の圧力、日光なしで生きる動物が答えの根拠です。最後は隠れた発見を 5 か所見つけます。達成した課題と発見はこの端末に保存されます。
よくある質問
海はなぜ青く見えるのですか?
水は赤い光を青い光よりずっと速く吸収し、青い光の一部を散乱させて目のほうへ返すからです。約 20 m までに赤はほとんどなくなるので、残った光は青く見えます。
マリアナ海溝の底に光はありますか?
太陽の光はありません。NOAA によれば、海面からの光は約 1,000 m までに消えます。海溝の中の光は、自分で光をつくる生き物と、訪れる潜水艇のライトのものだけです。
底の圧力はどれくらいですか?
この模型では約 1,086 気圧、10.06 m ごとに 1 気圧という NOAA の目安ではおよそ 1,088 気圧です。1 平方インチあたり約 16,000 ポンドになります。
深海の生き物にはなぜ赤や黒が多いのですか?
数十メートルより下には赤い光がないので、赤い動物は何も反射せず黒く見えます。どちらの色も、暗闇の中で捕食者から身を隠すのに役立ちます。
マッコウクジラはどこまで潜れますか?
NOAA Fisheries によればふだんは約 610 m まで潜り、NOAA の National Ocean Service は 2,134 m 以上の狩りの潜水にふれています。クジラ全体で記録された最も深い潜水は、アカボウクジラの 2,992 m です。
魚が見られた最も深い場所はどこですか?
8,336 m で撮影されたクサウオ類です。NOAA Ocean Exploration は、圧力が大きすぎるため、約 8,400 m よりずっと深くにすむ魚はいないとみています。
深海はどれくらい冷たいのですか?
約 200 m より下の平均は約 4 °C で、底近くの水は凍る寸前ですが液体のままです。海溝の中では圧縮のため、ほんの少し温かくなります。
鯨骨とは何ですか?
海底に沈んだクジラの死骸のことです。NOAA はこれを、深海に突然もたらされる集中した食料と説明しています。腐肉食の動物が数か月で肉を片づけ、骨は何年から何十年も虫や細菌、ほかの動物の群集を養います。
深海の生き物の多くはなぜ光るのですか?
約 1,000 m より下には太陽の光がないので、見たり見られたりする方法は光しかありません。生き物は光を使って獲物をおびき寄せ、相手を見つけ、襲ってくる敵を驚かせ、テンガンムネエソのように上からのかすかな光に輪郭を紛れさせます。この展示では 113 種のうち 37 種が光を出します。
深海の生き物は浅い海の生き物より大きいのですか?
大きいものもいます。ダイオウソコエビは 34 cm になり、浅い海の端脚類の何倍もの長さです。ダイオウイカやマヨイアイオイクラゲは最も長い動物の仲間です。一方で 7.6 cm のオニハダカの仲間のように小さいままのものも多く、大きさはグループによります。
チャレンジャー海淵の底に最初に着いたのは誰ですか?
1960 年 1 月 23 日、トリエステ号に乗ったドン・ウォルシュとジャック・ピカールです。一人で下りたのは 2012 年のジェームズ・キャメロンが最初です。
発見された最深の沈没船は何ですか?
1944 年に沈んだ、フィリピン海の水深 6,895 m にある USS Samuel B. Roberts です。米海軍が 2022 年に船の身元を確認しました。
プラスチックは海の底まで届いていますか?
はい。JAMSTEC の深海ごみデータベースを調べた 2018 年の研究では、6,000 m より深くにも主に使い捨てのプラスチックがあり、最深の記録はマリアナ海溝の 10,898 m にあるビニール袋でした。
冷湧水とは何ですか?
メタン、石油、硫化水素を多く含む液体が、周囲の海水に近い温度で海底からしみ出す場所です。NOAA によると熱水噴出孔とは異なり安定して長く続き、動物の成長も遅く、ハオリムシ類には 200 年を超えるものもいます。
最も大きい発光器を持つ動物は何ですか?
Taningia danae です。2 本の腕の先に既知の動物で最大の発光器を持ち、狩りの際に点滅させます。
用語
鯨骨: 海底に沈んだクジラの死骸と、それに頼って暮らす生き物の群集。
標準体長: 魚の吻の先から尾びれの付け根までの長さ。
カウンターイルミネーション: 上からのかすかな光に合わせて腹から光を出し、影ができないようにすること。
減衰係数(K): 深さとともに光が弱まる速さ。光は 1/K の距離で 1/e(約 37%)になります。
気圧(atm): 海面での空気の圧力。101,325 パスカル。
バチスカーフ: 乗員の球を、ガソリンを満たした大きなフロートの下につるした深海潜水艇。ガソリンは水より軽く、ほとんど縮みません。
生物発光: 生き物が化学反応でつくる光。
化学合成: 噴出孔の細菌のように、太陽の光ではなく化学物質から食べ物をつくること。
エスカ: チョウチンアンコウ類の竿の先にある光る疑似餌。
超深海層: 6,000 m より深い、海で最も深い部分。海溝にしかありません。
発光器: 魚やイカの、光をつくる器官。
水温躍層: 温かい表層の水と冷たい深層の水の間で、水温が急に下がる層。
冷湧水: メタンを多く含む液体が周囲の海水に近い温度で海底からしみ出す場所。
クセノフィオフォア: 深海底にすむ単細胞生物で、10 cm より大きくなるものもあります。
参考資料
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