マントルを目指す科学掘削船「ちきゅう」、津波の被害から復活!

マントルを目指す科学掘削船「ちきゅう」、津波の被害から復活! 1

津波に負けず、動き出しました。

日米を中心に24ヵ国が参加する統合国際深海掘削計画(Integrated Ocean Drilling Program、IODP)では、地球環境の変動地球の内部構造地殻内生命体の解明をしようとしています。その中心を担っているのが科学掘削船「ちきゅう」です。2005年に完成され、日本の独立行政法人海洋研究開発機構が運用しています。

ちきゅうは海底7000mまで掘削でき、これまで人類が到達したことのない地球の深部、マントルをも調査しようとしています。地震断層から岩石のサンプルを収集・観察し、地球の内部構造を解明して地震への影響を研究したり、さらには地球における未発見生命体深海資源の探索を行うのです。

ちきゅうは全長210m、幅38m、高さ16mの巨体です。いわゆる「超高層ビル」の高さが200mくらいなので、そんなビルが横に寝てるような大きさでしょうか。重量は約5万7087t、スピードは最速12ノット(時速約22km)です。船の真ん中にはデッキからの高さ70m、海面からは100mに達するデリック(貨物を吊り上げる起重機)があり、これは最大1250tの重量に耐え、1万mのドリルストリングが使われています。つまり富士山の3倍の高さ(深さ)にまで達することができるのです。150人が乗船でき、うち50人は研究者が占めます。

ちきゅうは掘削を始めてからは船体を動かせません。そのため乗組員交代や補給にはヘリコプターが使われます。また、先進的なGPSシステムが搭載され、コンピューター制御されたアジマススラスターが潮流に対応して動き、船が掘削地点から流されないようにします。さらに従来は海洋石油掘削で使われていたライザーシステムを使うことで、水深2500mの海底でも掘削することができます。

ちきゅうは、到達した深度に応じて掘削速度を変化させていきます。1000mまでは毎時15m、2000mでは毎時8m、それ以上深いところでは毎時3mとなっています。また、摩耗していくドリルビット(ドリル先端の部品)の交換も必要ですが、たとえば深さ4000mになれば、その交換作業に約6時間かかるそうです。そんなわけで、深さ7000mのゴールに達するには1年以上必要で、その間ちきゅうは海上の同じ場所に留まる必要があります。

実際の掘削プロセスはこんな感じです。まず、ちきゅうはGPSと海底のトランスポンダーを頼りに掘削地点に到着します。そしてちきゅうのシステムが船にかかる外的な力を測定し、その力に対応すべくアジマススラスターを作動させて船体が15メートル以上動かないよう制御します。ドリルストリングが海底に下ろされ、地球の地殻を掘削していきます。数十メートルごとに岩石のサンプルが採取され、その化学的性質が分析されます。このプロセスはチームが7000メートル下のマントルに(願わくば)到着するまで続きます。

ちきゅうは、東日本大震災の被害を受けてしまいました。船は青森の八戸港に停留中でしたが、津波で水位が急激に変化したために底部に傷がつき、6つのアジマススラスターのうちひとつが損傷し、船体には1.5メートルの穴が空いてしまいました。でも、6月末に修復が完了し、現在の予定ではスリランカ沖にいるようです。災害に負けず、むしろ将来の地震や津波の被害を少なくできるように、これからもがんばってほしいですね。

[IODP - Jamstec- Wikipedia 「ちきゅう」 - Popular Science]

Andrew Tarantola(原文/miho)