1隻の測量船で、水深200メートルより深い海底のほとんどを十分に地図化するには、約350年かかるだろう。
しかし、海洋マッピングは現在、二つの主要な国際的取り組みの中心に位置している。
日本財団・GEBCO海底2030プロジェクトは、自発的なデータ提供を通じて、2030年までに海洋底の全域を地図化することを目指している。
海洋科学者たちは、しばしば「暗闇の中を手探りしている」という感覚を抱く。地球の海洋は地表の約71パーセントを覆っており、地球上に存在する生命にとって中心的な役割を担っている。しかし、これまでに直接地図化された海底は約20パーセントにすぎない。
測量船は、「マルチビーム測深機」と呼ばれるソナーを搭載し、海底の理解を深めるために水深を測定している。しかし、作業の規模は膨大である。1隻の測量船で約350年かかるほど、水深200メートルより深い海底のほとんどを十分に地図化するには時間がかかり、浅い海域の地図化にはさらに620年を要する。
私たちは海洋の地図化をより迅速に進めなければならない。今日、海洋測量、すなわち水路測量は、海洋底の全域を前例のない詳細さで2030年までに地図化することを目指す取り組みを含め、主要な国際的取り組みの中心に位置している。2030年までに前例のない詳細さで地図化される。
より詳細で正確な水深の全球モデルは、海底の形状を明らかにし、そのデータは海底の組成を理解するために利用できる。これにより、海上航行の安全性が高まり、安全保障および防衛の作戦に情報を提供し、海洋学および気候研究の向上、持続可能な海洋経済の各分野を支援し、生息地の保全に関する意思決定を導くことができる。しかし、それにはリスクとコストも伴いかねない。
未知の海
2007年、私はブリティッシュコロンビア州ビクトリア近郊にあるカナダ地質調査所の太平洋地球科学センターで学部の協同教育実習生として勤務し、西海岸沖の海底生息地と危険箇所の地図作成に携わった。
バンクーバー島北部からアラスカ国境までの間にあるカナダの海底地形のデジタル地図を眺めることは、飛行機の窓から外を見下ろすようなものだった。波の下深くに隠れた顕著な峡谷や雄大な山々が見えた。比較的浅い大陸棚には、河岸、浜辺、三角州といった沿岸地形の水没した名残が広がっている。先住民族は、最後の氷期に海面がはるかに低かった時代に、そこを歩いていた可能性がある。
私たちは、カナダ水路測量局が、調査船の船底に搭載された高解像度マルチビーム測深機によって収集した、バシメトリーとして知られる海底の水深を調べた。これらのソナーシステムは、扇形のパターンで音波を発信し、海底からの反響を受信する。海の水深は、音波の発信から反響の受信までの時間を測定することで算出される。しかし、音響ビームが深い水域へ広がり、より多くの海底地形を「描く」につれて、地図の解像度は低下する。
西海岸沖のマルチビームソナー測量によって得られた詳細なバシメトリーは、私に西海岸沖で得られた『スタートレック』の惑星スキャンを思い起こさせた。しかし私が最も興味を引かれたのは、その空白部分だった。浅い海域にも深い海域にも、高解像度のバシメトリーがまったく存在しない広大な区域があった。Mare incognitum――未知の海である。
地球の固体表面のほとんどに広がる、人類がこれまで一度も見たことも探査したこともない広大な地形がなお残されている。
空白を埋める
海洋マッピングは現在、二つの主要な国際的取り組みの中心に位置している。その一つは、持続可能な開発のための国連海洋科学の10年（2021〜30年）であり、もう一つは日本財団・GEBCO海底2030プロジェクトである。後者は、政府、産業界、研究者などによる自発的なデータ提供を通じて、2030年までに海洋底の全域を地図化することを目指している。一部の政府は、完了までにより長い時間がかかる可能性があると主張しており、沿岸域の詳細な測量はなお完了していない。
マルチビームによる水深測量は、背景画像の多くを提供する衛星高度計による地図よりもはるかに詳細であり、海底地形をGoogle マップなどのサービスに用いられている。衛星による水深測量の平均解像度は約8キロメートルであり、1ピクセルが8キロメートル四方の区域を表す。つまり、海底の山脈全体が捉えられない可能性がある。
水に覆われていない火星の表面の大部分は、宇宙探査機のカメラにより、0.25メートルから6メートルの解像度で地図化されている。つまり、私たちは地球の海底よりも、その異星の地形を鮮明に把握していることになる。しかし、マルチビームソナーは、浅海域での船舶による測量や、深海底への潜航を無人探査機によって行う場合には、数メートルかそれ以上の解像度を持つグリッドにすることができる。
Seabed 2030のバシメトリー製品は、水深帯ごとに解像度が異なるグリッドで構成される予定である。海洋の最深部（水深6キロメートルから11キロメートル）では、測量の成果を800メートル四方の区域ごとに一つの水深値にまとめることが考えられる。水深1.5キロメートルより浅い海域については、100メートル四方の単位（100メートルのグリッド解像度）で水深を決定する予定である。
Seabed 2030が2017年に発足する前は、約6パーセントの海洋底しか十分に地図化されていなかった。わずか5年で、詳細な地図化が完了した区域は3倍以上に増え、20.6パーセントに達した。この急速な進展の多くは、既存データの公開によるものである。
Seabed 2030の目標は、海軍、石油会社、裕福なヨット所有者などが、これまで公開されていない水深データを共有する意思があれば、より早く達成できる可能性がある。
海洋のフロンティア
海洋探査と宇宙探査の概念は収斂しつつある。企業や政府は現在、自律型（無人）潜水機を長期ミッションに用いている。こうしたロボット測量機は、陸上のミッション管制センターから監視・操作することも、有人の研究船から展開することもできる。海上に配置する人員を減らすことは、コスト、安全上の懸念、二酸化炭素排出量の削減につながる。
遠隔操作型の機器から得られたデータは、衛星インターネットを経由してクラウドにアップロードできる。さらに、人工知能を活用した自動データ処理・分類ツールにより、陸上の海洋マッパーは、科学的・応用的な課題の解決により多くの時間を割けるようになる可能性がある。海底データの量と質が向上すれば、社会は大きな恩恵を受けることができる。海底の形状と質感をより高度に示す地図があれば、不規則な海底によって水の流れがどのように変化するか、また海底摩擦によってどのように減速するかについてのシミュレーションを改善できる。これにより、
潮汐、津波、波浪、高潮などに関するより正確な予測が可能になる。また、海流による熱輸送が気象や気候にどのように影響するかを理解することにも役立つ。より詳細な水深データが
相補的なデータセットと合わせて解釈されるにつれて、海洋生物多様性を保全するためにどの海底域を保護すべきかが明らかになるだろう。さらに、電気自動車の電池や携帯端末に用いられる鉱物の鉱床も発見できるだろう。マッピングデータの奔流は「惑星としての海洋」を明らかにしつつある。
人類は、過去よりも大きな英知をもってそれを統治できるだろうか？
