Loading article…
1872年から1876年にかけて行われたチャレンジャー号探検隊は、海洋学の基礎を築く多くの発見をもたらした科学調査計画であった。この探検隊は、航海を行った海軍艦艇、 HMSチャレンジャー号 にちなんで名付けられた。
ウィリアム・ベンジャミン・カーペンターが発案したこの探検隊は、エディンバラ大学とマーチストン城学校のチャールズ・ワイヴィル・トムソン卿の科学的監督下に置かれ、ジョン・マレー卿、秘書兼画家、写真家を含む他の5人の科学者が協力した。[ 1 ]ロンドン王立協会は、英国海軍からチャレンジャー号の使用許可を得て、1872年にシアネスでの科学的任務のために船を改造し、[ 2 ]自然史と化学のための別々の実験室を装備した。ジョージ・ネアーズ大尉率いる探検隊は、 1872年12月21日にイングランドのポーツマスを出航した。 [ 3 ]他の海軍士官には、ジョン・マクリアー司令官が含まれていた。[ 4 ] [ 1 ]
トムソン自身の科学的監督の下、船は測量と探検のために約 68,890 海里 (79,280 マイル、127,580 キロメートル) を航行した。[ 5 ]その結果、1873 年～ 76 年の HMS チャレンジャー探検航海の科学的結果の報告書が作成され、他の多くの発見の中でも、4,000 種を超える これまで知られていなかった種がカタログ化された。出版を監督したジョン・マレーは、この報告書を「15 世紀と 16 世紀の有名な発見以来、地球の知識における最大の進歩」と評した。チャレンジャーは南極大陸の近くを航行したが、視界には入らなかった。[ 6 ] [ 1 ]しかし、氷山の写真を撮影した最初の科学探検だった。[ 1 ]
地球を一周した探検隊は、測深線を海底まで降ろして水深を測定し、堆積物のサンプルを採取したり、海底に降ろした浚渫網やさまざまな深さに降ろしたトロール網を使って海洋生物を採取したり、さまざまな深さで水温を測定したり、化学分析のために標準深度で海水サンプルを採取したりしてデータを収集した。[ 7 ]彼らはプランクトンのサンプルを採取し、海洋表面海流の速度と方向を記録した。サンプルは塩水またはアルコールに保存するか乾燥させ、ヨーロッパに持ち帰ってさまざまな専門家に分析のために配布した。
深海探査を可能にするため、チャレンジャー号の17門の大砲のうち15門が取り外され、より多くのスペースを確保するためにマストが短縮された。研究室、追加のキャビン、および特別な浚渫プラットフォームが設置された。[ 8 ]チャレンジャー号は探検中、主に帆走動力を使用し、蒸気機関は浚渫船の曳航、測深中の定位置保持、および港への入出港にのみ使用された。[ 8 ]標本瓶、サンプル保存用のアルコール、顕微鏡、化学装置、トロール網と浚渫船、温度計、気圧計、採水瓶、測深鉛、海底から堆積物を採取する装置、および機器を深海に吊り下げるための長いロープが積載された。[ 9 ]
探検隊の斬新さゆえに、装備の一部は今回の探検のために発明されたり、特別に改造されたりした。測深のために181マイル（291km ）のイタリア産麻ロープが運ばれた。[ 10 ]
世界一周という画期的な航海で、[ 3 ] 492回の 深海測深、133回の 海底浚渫、151回の 外洋トロール、263回 の連続水温観測が行われた。[ 11 ] [ 1 ]約4,700種 の海洋生物の新種が発見された。
科学調査は、ワイヴィル・トムソン、ジョン・マレー、ジョン・ヤング・ブキャナン、ヘンリー・ノティッジ・モーズリー、ルドルフ・フォン・ヴィレモエス・ズームによって行われた。フランク・エヴァース・ベッドが解剖係に任命された。公式探検隊画家はジョン・ジェームズ・ワイルドであった。[ 4 ]海軍乗組員には、ナレスとマクリアの他に、ペルハム・アルドリッチ、ジョージ・グランヴィル・キャンベル、アンドリュー・フランシス・バルフォア（スコットランドの植物学者ジョン・ハットン・バルフォアの息子の一人）がいた。[ 4 ]また、士官の中には、以前の航海で重要な水路観測を行ったトーマス・ヘンリー・ティザードもいた。ティザードは民間の科学スタッフには含まれていなかったが、後に探検の公式記録の執筆に協力し、王立協会のフェローにもなった。
当初の乗組員は 士官21名と 乗組員約216名であった。[ 8 ]航海の終わりまでに、死亡、脱走、病気による陸上での待機、計画的な出発などにより、乗組員は144名に減少した。[ 8 ]
チャレンジャー号は1874年12月に香港に到着し、その時点でナレスとアルドリッチはイギリス北極探検隊に参加するため船を降りた。新しい船長はフランク・トゥール・トムソンであった。[ 4 ]副船長であり、探検隊全体を通して最も上級の士官はジョン・マクリアー司令官であった。ウィレモエス・スームはタヒチへの航海中に亡くなり、海葬された。キャンベル卿とバルフォア卿は昇進後、チリのバルパライソで船を降りた。 [ 4 ]
探検の最初の行程では、船はポーツマス（1872年12月）から南下してリスボン（1873年1月）に向かい、その後ジブラルタルに向かいました。次の寄港地はマデイラ島とカナリア諸島（いずれも1873年2月）でした。1873年2月から7月にかけては、カナリア諸島から大西洋を西へ横断してヴァージン諸島に向かい、その後北上して北大西洋の群島であり帝国の要塞植民地であるバミューダ諸島（北アメリカ・西インド諸島基地の本拠地）に向かい、東へアゾレス諸島に向かい、マデイラ島に戻り、その後南下してカーボベルデ諸島に向かいました。この期間中、1873年4月と5月には迂回航路があり、バミューダ諸島から北上してハリファックスまで往復し、メキシコ湾流を2回横断し、逆方向の航路ではさらに東へ横断しました。[ 12 ]
1873年8月にカーボベルデ諸島を出発した後、探検隊はまず南東に航海し、その後西に向かいセントポールズロックに到達した。ここから、1873年9月に赤道を南下してフェルナンド・デ・ノローニャに到着し、さらに同月中にブラジルのバイーア（現在のサルバドール）へと進んだ。1873年9月から10月にかけては、バイーアから喜望峰まで大西洋を横断し、途中でトリスタンダクーニャに立ち寄った。 [ 12 ]
1873 年 12 月から 1874 年 2 月にかけては、喜望峰から南緯 60 度線まで、おおよそ南東方向へ航行した。この期間に訪れた島々は、プリンスエドワード諸島、クロゼ諸島、ケルゲレン諸島、ハード島であった。1874 年 2 月は、南極圏付近を南下し、その後概ね東へ航行し、氷山、流氷、クジラを目撃した。その後、1874 年 3 月には、船は北東方向へ進み、氷域から離れ、その月の後半にオーストラリアのメルボルンに到着した。メルボルンからシドニーまでの海岸沿いの東への航海は1874 年 4 月に行われ、ウィルソンズ岬とハウ岬を通過した。[ 12 ]
1874年6月に航海が再開されると、航路はシドニーからニュージーランドのウェリントンまで東に進み、その後、トンガとフィジーに寄港しながら太平洋を北上する大きなループを描き、8月末までに西へ戻ってオーストラリアのケープヨークに到着した。船は6月下旬にニュージーランドに到着し、7月上旬に出港した。ウェリントン（ニュージーランド北島）に到着する前に、ポートハーディ（ダーヴィル島）とクイーンシャーロットサウンドに短時間寄港し、チャレンジャー号はクック海峡を通過してウェリントンに到着した。
ウェリントンからトンガへの航路は、ニュージーランド北島の東海岸沿いを通り、北東に進んで太平洋に出た。途中、ケルマデック諸島を通過し、トンガ諸島（当時はフレンドリー諸島として知られていた）の主島であるトンガタブ島に向かった。トンガの北西にほど近いフィジー諸島周辺の海域は、1874年7月下旬から8月上旬にかけて測量された。その後、船は西に進路を取り、 8月末にグレートバリアリーフの外縁にあるレイン島に到着し、そこからオーストラリアのケープヨーク半島の先端にあるケープヨークに到着した。[ 12 ]
続く1874年9月から11月までの3か月間、探検隊はケープヨークから中国と香港（当時はイギリスの植民地）へ航海しながら、いくつかの島や島群を訪れた。航路の最初の部分はアラフラ海を北西に横断し、北東にはニューギニア、南西にはオーストラリア本土があった。最初に訪れた島はアル諸島で、続いて近くのカイ諸島を訪れた。その後、船はバンダ海を横断し、バンダ諸島に寄港して1874年10月にアンボイナ（アンボン島）に到着し、さらにテルナテ島へと進んだ。当時、これらの島々はすべてオランダ領東インドの一部であり、1949年以降はインドネシアの一部となっている。
テルナテから、航路はフィリピンに向かって北西に進み、セレベス島（スラウェシ島）の東を通過してセレベス海に入った。探検隊はミンダナオ島のサンボアンガン（ザンボアンガ）に立ち寄り、その後パナイ島のイロイロに立ち寄った後、群島の内陸部を航行してルソン島のマニラ湾と港に向かった。マニラから香港への北西方向の横断は1874年11月に行われた。[ 12 ]
香港で数週間過ごした後、探検隊は1875年1月初旬に出発し、ニューギニア島を目指して南東方向へ航路をたどった。往路の最初の寄港地はマニラだった。そこからサンボアンガンへと進んだが、今回はフィリピン内陸部を通る別のルートを辿り、ゼブ島に立ち寄った。サンボアンガンから船は往路とは分岐し、今度はミンダナオ島の南側を通過した。これは1875年2月初旬のことだった。
チャレンジャー号はその後、外洋を東に進み、南東に進路を変えてニューギニア北岸のフンボルト湾（現在のヨス・スダルソ湾）に上陸した。1875年3月までに、探検隊はニューギニア北東のアドミラルティ諸島に到達した。太平洋のこちら側での航海の最終段階は、外洋を北へ横断する長い旅で、カロリン諸島とマリアナ諸島の西側を主に通過し、 1875年3月23日にマリアナ海溝を発見した。チャレンジャー号は1875年4月に日本の横浜港に到着した。 [ 12 ]
チャレンジャー号は1875年6月中旬に日本を出港し、太平洋を東へ横断してサンドイッチ諸島（ハワイ諸島）の真北の地点に到達した後、南下して7月末にハワイ諸島オアフ島のホノルルに上陸した。その数週間後の8月中旬、同船は南東へ向かい、ハワイ島沖のヒロ湾に停泊した後、さらに南下して9月中旬にタヒチに到着した。
探検隊は10月初旬にタヒチを出発し、ツブアイ諸島の西と南を回り、その後南東に向かい、南米沿岸に向かって東に進路を変えた。航路は1875年11月中旬にファン・フェルナンデス諸島に到達し、チャレンジャー号は数日後にチリのバルパライソ港に到着した。次の航海段階は翌月に始まり、航路は南西に向かい太平洋に出てファン・フェルナンデス諸島を通過した後、南東に進路を変えて南米に向かい、1875年12月31日にペニャス湾のポート・オトウェイに到着した。 [ 12 ]
1876年1月の大半は、南米大陸の南端を航海し、パタゴニア諸島、マゼラン海峡、ティエラ・デル・フエゴの多くの湾や島々を測量し、立ち寄ることに費やされた。この航海で訪れた場所には、ウェリントン島近郊のヘイル・コーブ、グレイ・ハーバー、ポート・グラップラー、トム・ベイ、ハノーバー島近郊のプエルタ・ブエノ、クイーン・アデレード諸島近郊のイスマス・ベイ、サンタ・イネス島近郊のポート・チュルカなどがある。
大西洋へ向かう前の最後の寄港地は、ポート・ファミン、サンディ・ポイント、エリザベス島でした。チャレンジャー号は1月末にフォークランド諸島に到着し、ポート・スタンレーに寄港した後、北上を続け、 1876年2月中旬にウルグアイのモンテビデオに到着しました。船は2月末にモンテビデオを出港し、まず真東へ、次に真北へ向かい、1876年3月末にアセンション島に到着しました。
4月上旬から中旬にかけては、アセンション島からカーボベルデ諸島まで航海した。そこから、1876年4月下旬から5月上旬にかけての航路は、北に向かって西へループし、大西洋中央部へと進み、最終的には真東に進路を変えてヨーロッパに向かい、 5月末頃にスペインのビーゴに上陸した。航海の最終段階では、船と乗組員はビーゴから北東に進み、ビスケー湾を迂回してイギリスに上陸した。[ 12 ]チャレンジャー号は、1,250日のうち713日間を海上で過ごした後、1876年5月24日にハンプシャー州スピットヘッドに帰港した。 [ 3 ]
王立協会は、この航海の科学的目標を次のように述べた。[ 13 ] [ 1 ]
HMSチャレンジャー号の物理測定の目的の一つは、カーペンターが提唱した温度マッピングと地球規模の海洋循環の関連性に関する仮説を検証し、主要な海洋混合に関わる現象について何らかの答えを得ることでした。この研究は、HMSライトニング号とHMSポーキュパイン号の予備探査ミッションの継続です。[ 1 ]これらの結果は、カーペンターにとって重要でした。なぜなら、彼の説明は、当時著名な海洋学者であったアメリカ人のマシュー・フォンテーヌ・モーリーの説明とは異なっていたからです。[ 14 ]これらの物理測定の結果はすべて、ジョン・ジェームズ・ワイルド（探検隊の秘書兼画家）がチューリッヒ大学での博士論文でまとめました。[ 15 ]
海底における様々な物理データの収集に関する2つ目の重要な問題は、海底電信ケーブルの敷設であった。1860年代と1870年代には多くの大洋横断ケーブルが敷設されており、その効率的な敷設と運用は戦略的にも商業的にも非常に重要な問題であった。[ 1 ]
360の観測地点それぞれで、乗組員は異なる深度での海底の深さと温度を測定し、天候と海面の海洋状況を観測し、海底、水、生物のサンプルを採取した。チャレンジャー号の乗組員は、以前の小規模な探査で開発された方法を使用して観測を行った。深度を測定するために、彼らは重りを付けたロープを海底に達するまで降ろした。ロープには、深度を示す旗で25ファゾム（150フィート、46メートル）間隔で目盛りが付けられていた。このため、チャレンジャー号による深度測定値は、せいぜい最も近い25ファゾム（150フィート、46メートル）の目盛りまでしか正確ではなかった。沈下装置には、海底堆積物のサンプルを採取できる小さな容器が取り付けられていることが多かった。[ 1 ]
乗組員は、さまざまな浚渫網とトロール網を使用して生物サンプルを採取した。浚渫網は、木製の板に取り付けられた金属網で構成され、海底を引きずって移動した。木製の板に取り付けられたモップヘッドが海底を掃き、海底から生物を放出し、網で捕獲した。トロール網は、船の後ろに曳航される大きな金属網で、さまざまな水深の生物を採取した。[ 16 ]浚渫網またはトロール網を回収すると、チャレンジャー号の乗組員は標本を分類、洗浄し、帰港後の検査のために保管した。標本は、多くの場合、塩水またはアルコールで保存された。[ 17 ]後に微小隕石が含まれていることが判明したマンガン団塊と堆積物が海底から採取された。[ 18 ]
チャレンジャー号探検隊で使用された主な温度計はミラー・カセラ温度計で、湾曲した水銀管内に2つのマーカーがあり、機器が通過した最高温度と最低温度を記録した。[ 14 ]これらの温度計のいくつかは、記録のためにさまざまな深度に降ろされた。しかし、この設計は、海の表面に近い水は常にその下の水よりも暖かいという前提に基づいていた。航海中、チャレンジャー号の乗組員は、特定の深度で温度を測定できる反転温度計をテストした。その後、このタイプの温度計は20世紀後半まで広く使用された 。[ 13 ]チャレンジャー号の帰還後、CWトムソンはピーター・テイトに、温度計が受ける高圧によって深海の温度測定に生じる誤差を評価するという、厄介で重要な問題を解決するよう依頼した。テイトはこの問題を解決し、液体の圧縮性に関するより基礎的な研究を続け、有名なテイト方程式を導き出した。[ 19 ]グラスゴー大学のウィリアム・ディットマーは海水の組成を確立した。マレーとアルフォンス・フランソワ・ルナールは海洋堆積物をマッピングした。
トムソンは、当時まだ新しかった進化論の多くの支持者と同様に、深海には浅瀬ではとうに絶滅した「生きた化石」、つまり「ミッシングリンク」の例が生息していると信じていた。彼らは、一定の低温、暗闇、海流や波、地震がないという条件が、進化を遅らせるか完全に停止させるほど安定した環境を提供すると信じていた。ルイ・アガシーは、深海では「以前の地質時代の代表種が見つかるはずだ」と信じていた。トーマス・ハクスリーは、「穏やかでほとんど変化のない深海では、浅瀬で作用する破壊の原因を免れ、過去の時代の優勢な個体群を代表する動物学的遺物」が見られると予想していた。しかし、そのようなことは何も起こらなかった。絶滅したと考えられていた少数の生物が発見され、多くの新発見の中に分類されたものの、収穫量は、同規模の新領域を探検した場合に見つかるであろう典型的なものだった。さらに、標本をアルコールで保存する過程で、トムソンと化学者のジョン・ヤング・ブキャナンは、ハクスリーが以前に報告した、海底を覆う無細胞原形質であるバチビウス・ヘッケリー（Bathybius haeckelii）に関する説を意図せず否定してしまったことに気づいた。バチビウス・ヘッケリーは、非生物と生物細胞をつなぐ存在だとされていた。結果として、進化論の提唱者にとっては後退となった。[ 5 ]
1875年3月23日、グアムとパラオの間にある南西太平洋のサンプルステーション番号225で、乗組員は4,475ファゾム（26,850フィート、8,184メートル）の測深を記録した[ 1 ] 。これは2回目の測深によって確認された[ 20 ] 。現代の機器を使用した後の探検によって示されたように、この領域はマリアナ海溝の南端を表しており、海底で知られている最も深い場所の1つである。
その後、チャレンジャー号が最初に測深を行った地点の近くで、 6,012ファゾム（36,070フィート、10,994メートル） の現代的な測深値が発見された。 [ 21 ]チャレンジャー号によるこの深度の発見は、海洋の深さと広がりに関する海洋学的な知識を広げる上で、この探検の重要な成果であった。この窪地、チャレンジャー海淵は現在、チャレンジャー号とその後継船であるHMSチャレンジャーII号にちなんで名付けられており、HMSチャレンジャーII号は1951年にその近くで5,944ファゾムの深度を確認した。[ 22 ] HMSチャレンジャーII号の主任科学者であるトーマス・ガスケルは、後の測定結果が
19世紀のチャレンジャー号が最深部に到達した場所から50マイルも離れていない場所であり、チャレンジャーという名の船が、あの偉大な海洋学の先駆的探検の成果に終止符を打つのはふさわしいことかもしれない。[ 23 ]
この探検では、南半球から北半球まで伸びる大西洋中央海嶺の存在も確認された。[ 1 ]
チャレンジャー号探検隊の調査結果は、その目的のために設立されたエジンバラのチャレンジャー事務所によって、航海の完了から19年後の1895年まで出版され続けました。報告書は50巻からなり、29,500ページ以上に及びました。[ 5 ]チャレンジャー号が持ち帰った標本は、調査のために世界最高峰の専門家に配布され、報告書を完成させるのに必要な費用と時間が大幅に増加しました。[ 24 ]報告書と標本は、2023年1月から7月まで大英自然史博物館で展示されました。 [ 25 ]標本の中には、その多くが同種のものとしては初めて発見されたもので、今日でも科学者によって調査されているものがあります。[ 26 ]
古生物学者のガブリエル・ウォートン・リーを含む多数の科学者が、探検隊から持ち帰られた資料の分類に取り組んだ。自然史博物館の爬虫両棲類学者ジョージ・アルバート・ブーレンジャーは、チャレンジャーにちなんでトカゲの一種をサプロシンクス・チャレンジャーリと命名した。[ 27 ]
チャレンジャー号の探検以前は、海洋学は主に推測の域を出なかった。[ 5 ]初の本格的な海洋調査航海として、チャレンジャー号の探検は、学術研究分野全体の基礎を築いた。[ 8 ]「チャレンジャー」は、チャレンジャー海洋科学協会、海洋調査および海洋地質調査船グロマー・チャレンジャー号、スペースシャトル・チャレンジャー号など、さまざまな現象に適用された。[ 28 ]
科学調査のために船を準備するため、HMS チャレンジャー号の改修は 1872 年 6 月に英国海軍シアネス造船所で開始された。海軍本部は、修理と改造には 6 か月の計画と作業が必要になると見積もった。
{{cite book}}ISBN /日付の不一致（ヘルプ）{{cite web}}: CS1 maint: 非推奨のアーカイブサービス (リンク)これには探検ルートの地図も含まれています。{{cite book}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク){{cite news}}: CS1メンテナンス: アーカイブサービスは非推奨になりました (リンク)一般的な
{{cite web}}: CS1メンテナンス: アーカイブサービスは非推奨になりました (リンク)一次報告書、記録、および書簡
{{cite book}}ISBN /日付の不一致（ヘルプ）二次文献
{{cite book}}ISBN /日付の不一致（ヘルプ）コレクションとアーカイブ
ウィキメディア・コモンズにあるチャレンジャー号探査に関するメディア資料