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超深海域は、海洋の最も深い部分で、海溝の中にあります。超深海域は海面下約6～11 km（20,000～36,000フィート）の範囲にあり、長く狭いV字型の地形の窪みにあります。[1] [2]
世界中の46の超高原生息地が占める総面積は世界の海底の0.25%未満ですが、海溝は海洋の深さの範囲の40%以上を占めています。[3]超高原生息地のほとんどは、従来の海洋区分の中で最も深い太平洋にあります。 [3]
用語と定義
歴史的に、超深海域は深海域と区別して認識されていなかったが、最も深い部分は「超深海域」と呼ばれることがあった。1950年代初頭、デンマークのガラテアII号探検隊とソ連のヴィーチャズ号探検隊はそれぞれ、深海域の広義の定義では認識されていなかった水深6,000～7,000メートル（20,000～23,000フィート）の生物の明確な変化を発見した。[4] [5]「超深海域」という用語は、1956年にアントン・フレデリック・ブルーンによって、6,000メートル（20,000フィート）より深い海洋の部分を表すために初めて提案され、4,000～6,000メートル（13,000～20,000フィート）の部分は深海と呼ばれた。[6]この名前は、古代ギリシャの冥界の神であるハデスに由来している。[6]超深海底層の約94％は沈み込み溝に分布している。[7]
6,000 メートル（20,000 フィート）を超える深さは一般に海溝ですが、より浅い深さの海溝もあります。これらの浅い海溝では生命体の明確な変化が見られないため、超高層ではありません。[8] [9] [10]超高層は広く認識されるようになり、最初に提案された 6,000 メートル（20,000 フィート）という境界を多くの人が引き続き使用していますが、6,000～7,000 メートル（20,000～23,000 フィート）は深海域と超高層域の間の緩やかな移行を表すことが観察されており、[10]境界を中間の 6,500 メートル（21,300 フィート）に置くことが提案されています。この中間の境界は、UNESCOによって採用されています。[11] [12]他の深度範囲と同様に、超深海の動物相は、海溝の海底または海溝の側面に生息する超深海底生種（底生生物と比較）と、外洋に生息する超深海浮遊性種（浮遊生物と比較）の2つのグループに大別できます。 [13] [14]
エコロジー
最も深い海溝は、最も調査が進んでいない、最も過酷な海洋生態系であると考えられています。これらの生態系は、日光がまったく当たらず、気温が低く、栄養分が乏しく、非常に高い静水圧が特徴です。栄養素と炭素の主な供給源は、上層からの降下物、細かい堆積物の漂流物、地滑りです。ほとんどの生物は腐肉食動物または腐食動物です。現在、400種を超える種が超深海生態系から知られており、その多くは過酷な環境条件に生理学的に適応しています。固有種の割合が高く、端脚類、アミ類、等脚類の巨大化や、線虫、カイアシ類、キノリンクスの 矮小化が注目に値します。[15]
海洋生物は、その存在量とバイオマスの両方において、深度とともに減少するが、超高層帯には、魚類、ナマコ、剛毛虫、二枚貝、等脚類、イソギンチャク、端脚類、カイアシ類、十脚類甲殻類、腹足類など、主に底生動物である多種多様な後生動物が生息している。これらの海溝生物群集のほとんどは、おそらく深海平原に起源を持つ。これらの生物群集は、代謝の低下、細胞内タンパク質安定化浸透圧物質、細胞膜リン脂質中の不飽和脂肪酸など、高圧と低温への適応を進化させてきたが、これらの生物群集において、圧力と代謝率の間に一貫した関係は存在しない。圧力の上昇は、むしろ生物の個体発生段階または幼生段階を制限する可能性がある。生物が海面から 90 メートル (300 フィート) の深さまで移動すると圧力は 10 倍に増加しますが、6,000 メートルから 11,000 メートル (20,000 フィートから 36,000 フィート) まで移動する場合、圧力は 2 倍にしか増加しません。
地質学的時間スケールでは、以前は狭窄性（狭い範囲の深度に限定されていた）だった動物相が広域性（より広い範囲の深度に適応した）に進化するにつれて、海溝にアクセスできるようになる。例えば、グレナディアやナタンティアのエビなどである。しかし、海溝の生物群集は、より高い分類レベルでは、対照的な程度の海溝内固有性と海溝間の類似性を示している。[5]
超高層帯で知られている魚類は、一部のイトマキエイ、カットスロートウナギ、アコウ、カスクウナギ、クサウオ、ウナギウオなど、比較的少数の種に限られる。[16] [17]極度の水圧のため、脊椎魚類の理論上の最大深度は約8,000～8,500メートル（26,200～27,900フィート）と考えられ、それより深度では、トリメチルアミンオキシドの必要量が深度とほぼ直線関係にあると仮定すると、硬骨魚類は高浸透圧になる。[ 18 ] [ 19 ]一部の無脊椎動物は、アオリイカ、[20] [21]特定のポリノイド類、ミリオトロキス科のナマコ、タラバガイ、およびヨコエビ科の端脚類など、10,000メートル（33,000フィート）を超える深度にも生息する。[9]さらに、この深さには、有孔虫として知られる巨大な原生生物が生息しています。[22]
条件
超高層帯で唯一知られている一次生産者は、岩石と海水の反応（蛇紋岩化作用）によって放出される水素とメタンを代謝できる特定の細菌です。 [23]または冷水湧出から放出される硫化水素。これらの細菌の中には共生関係にあるものもあり、例えば、特定のタイセイヨウ二枚貝やベシコミズイガイの外套膜内に生息しています。[24]それ以外の場合、超高層食物連鎖の最初のつながりは、海洋雪、微粒子、そして時折の死骸を食べる従属栄養生物です。 [23] [25]
超深海域は水深6,000メートル（20,000フィート）よりはるかに深いところまで達する可能性があり、最も深いところでは10,911メートル（35,797フィート）に達する。[26]このような深さでは、超深海域の圧力は1,100標準気圧（110 MPa、16,000 psi）を超える。光が不足し、圧力が極端に高いため、この部分の海洋の探査は困難である。
探検
超高層地帯の探査には、1,000気圧以上の圧力に耐えられる機器の使用が必要である。いくつかの無計画で非標準的なツールが、超高層生物の基礎生物学に関する限定的ではあるが貴重な情報を収集するために使用されてきた。[27]しかし、有人および無人の潜水艇は、より詳細な深度の研究に使用できる。無人ロボット潜水艇は、遠隔操作（ケーブルで調査船に接続）または自律（自由に移動）することができる。潜水艇に搭載されたカメラとマニピュレーターにより、研究者は堆積物や生物を観察し、サンプルを採取することができる。超高層地帯の深度での巨大な圧力下での潜水艇の故障が発生している。HROVネレウスは、 2014年にケルマデック海溝を探査中に、水深9,990メートルで爆発したと考えられている。[28]
注目すべきミッション
マリアナ海溝にある海の最深部であるチャレンジャー海淵に到達した最初の有人探検は、1960年にジャック・ピカールとドン・ウォルシュによって達成されました。[29]彼らは深海潜水艇トリエステで最大深度10,911メートル（35,797フィート）に到達しました。[30] [27]
ジェームズ・キャメロンも2012年3月にディープシー・チャレンジャー号を使ってマリアナ海溝の底に到達した。[31]ディープシー・チャレンジャー号の潜水深は10,908メートル（35,787フィート）で、ピカールとウォルシュが樹立した最深潜水記録よりわずかに浅かった。[32]キャメロンは最深単独潜水記録を保持している。[30]
2012年6月、中国の有人潜水艇「蛟龍」はマリアナ海溝の深さ7,020メートル（23,030フィート）に到達し、世界最深の潜水を行った有人調査潜水艇となった。[33] [34]この範囲は、最大深度6,500メートル（21,300フィート）である日本製の「しんかい」の記録を上回っている。[35]
超深度まで潜行できる無人潜水艇はほとんどない。最も深く潜水した無人潜水艇としては、かいこう（2003年に海上で行方不明）[36] 、 ABISMO [37]、ネレウス（2014年に海上で行方不明）[28]、海斗1号[ 38]などがある。
2022年7月12日、Esriの主任科学者であるドーン・ライト博士がチャレンジャー海淵への科学探検を完了した。ドーンはミッションスペシャリストを務め、ビクター・ベスコヴォがリミティング・ファクターと名付けられた潜水艇を操縦した。このミッションにより、ドーン博士はチャレンジャー海淵に到達した最初のアフリカ系アメリカ人（性別を問わず）となった。さらに、このミッションは海洋の全深度でのサイドスキャンソナーマッピング操作に初めて成功した。[39]
参照
- 深海平原 – 深海底の平坦な部分
- 深海 – 海洋の最下層
- 深海潜水艇 – 自走式の深海潜水艇
- 深海域 – 水深4000～9000メートルの海の深層
- 日光帯 - 太陽光にさらされる海水柱の最上層- 浅瀬やサンゴ礁を含む層
参考文献
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外部リンク
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- ハダルハイライト。シュミット海洋研究所。2015年1月11日。2021年12月21日時点のオリジナルよりアーカイブ – YouTube経由。