海底

海底（海底、海底、海洋底、海底とも呼ばれる）は、海の底です。海洋のすべての床は「海底」として知られています。

地球の海洋の海底の構造は、プレートテクトニクスによって支配されている。海洋の大部分は非常に深く、海底は深海平原として知られている。海底拡大により、主要な海洋盆の中心線に沿って中央海嶺が形成され、海底は周囲の深海平原よりもわずかに浅くなる。深海平原から海底は大陸に向かって上向きに傾斜し、深いところから浅いところの順に、大陸高台、大陸斜面、大陸棚となる。堆積コアを通る深さなど、海底自体の深さは「海底下深度」として知られている。海底と最も深い水の生態学的環境は、生物の生息地として「底生生物」として総称されている。

世界中の海の海底のほとんどは、海洋堆積物の層で覆われています。堆積物は、その物質の由来や組成によって分類され、陸地由来（陸源性）、生物由来（生物起源）、化学反応由来（水素起源）、宇宙由来（宇宙起源）のいずれかに分類されます。堆積物は大きさによって分類され、泥として知られる粘土やシルトと呼ばれる非常に小さな粒子から、砂から岩石までの大きな粒子まで多岐にわたります。

海底の特徴は、堆積物の輸送の物理的性質と、海底およびその上の海水に生息する生物の生物学的性質によって決まります。物理的には、海底堆積物は陸上の物質の浸食や火山灰などの他の希少な発生源から生じることが多いです。海流は堆積物を輸送しますが、特に浅瀬では潮汐エネルギーと波力エネルギーによって海底堆積物の再浮遊が起こります。生物学的には、海底堆積物内に生息する微生物が海底の化学組成を変えます。海洋生物は海底内と海上の水域の両方で堆積物を作り出します。例えば、珪酸塩または炭酸カルシウムの殻を持つ植物プランクトンは海洋上層部に豊富に生育し、死ぬと殻が海底に沈んで海底堆積物になります。

海底に対する人間の影響は多岐にわたります。海底に対する人間の影響の例としては、探査、プラスチック汚染、採掘や浚渫作業による開発などがあります。海底の地図を作成するために、船舶は音響技術を使用して世界中の水深を測量します。潜水艇は、研究者が熱水噴出孔などの海底の独特な生態系を研究するのに役立ちます。プラスチック汚染は世界的な現象であり、海洋は世界の水路の最終的な目的地であるため、世界中のプラスチックの多くは海に行き着き、一部は海底に沈みます。海底の開発には、深海採掘による硫化物鉱床からの貴重な鉱物の抽出、および建設や養浜のための浅瀬からの砂の浚渫が含まれます。

ほとんどの海洋は共通の構造を持ち、主に地殻変動やさまざまな発生源からの堆積物などの共通の物理現象によって形成されています。海洋の構造は、大陸から始まり、通常は大陸棚から始まり、大陸斜面（海洋への急な下り坂）を経て、深海平原（地形の平原、海底の始まり、およびその主要領域）に達します。大陸斜面と深海平原の境界は通常、より緩やかな下り坂で、大陸斜面を流れ落ちる堆積物によって生じる大陸高台と呼ばれます。 ^[要出典]

中央海嶺は、その名前が示すように、大陸間の海洋の真ん中を通る山岳隆起です。通常、この海嶺の縁に沿って地溝が走っています。プレートの縁に沿って、通常、海溝があります。これは、中央海嶺から海溝までのマントル循環の動きによって形成された深い谷です。^[1]

ホットスポット火山島の尾根は、地殻プレートがホットスポットを通過する際に定期的に噴火する火山活動によって形成されます。火山活動のある地域と海溝には熱水噴出孔があり、通常は氷点下の周囲の水に高圧で非常に熱い水と化学物質が放出されます。

深海水は、その深さに応じて、塩分、圧力、温度、海洋生物などの典型的な特徴を持つ層またはゾーンに分かれています。深海平原の上部に沿って広がる深海域は、その下限が約6,000メートル（20,000フィート）にあります。海溝を含む超高層帯は、6,000〜11,000メートル（20,000〜36,000フィート）にあり、最も深い海洋ゾーンです。^{[2] [3]}

海底下の深さは、地質学、古生物学、海洋学、岩石学（海洋掘削を参照）で使用される垂直座標です。頭字語「mbsf」（「海底下メートル」を意味する）は、海底下の深さを表す一般的な慣例です。^{[4] [5]}

• 世界の海のさまざまな海底
• 
  イタリアの砂利の海底
• 
  メキシコの白い砂の海底
• 
  ギリシャの砂の海底
• 
  熱水噴出孔

海底の堆積物は、河川や風によって海に運ばれた侵食された陸地物質、海洋生物の廃棄物や分解物、宇宙からのものも含め海水中の化学物質の沈殿物など、起源は多岐にわたります。^[6]海底の堆積物には、基本的に4つの種類があります。

1. 陸源性（岩源性ともいう）とは、雨、川、氷河によって侵食された大陸の堆積物、および塵や火山灰など風によって海に吹き飛ばされた堆積物を指します。
2. 生物起源物質は、主に植物プランクトンなどの海洋生物の硬い部分から構成される堆積物で、海底に蓄積されます。
3. 水素を含む堆積物は、海洋条件の変化によって海洋に沈殿する物質、または熱水噴出孔システムで生成される物質です。
4. 宇宙起源堆積物は地球外起源である。^[7]

陸源堆積物は海底で最も多く見られる堆積物です。陸源堆積物は大陸から来ます。これらの物質は大陸から侵食され、風と水によって海に運ばれます。河川堆積物は粘土、シルト、泥、氷河粉など、陸地から河川や氷河によって運ばれます。風成堆積物は塵や火山灰など、風によって運ばれます。^[8]

生物起源の堆積物は、海底で次に豊富な物質です。生物起源の堆積物は、生物によって生物学的に生成されます。少なくとも 30% の生物起源物質で構成されている堆積物は「軟泥」と呼ばれます。軟泥には、石灰質軟泥と珪質軟泥の 2 種類があります。プランクトンが海水中で成長し、海底で軟泥となる物質を作り出します。石灰質軟泥は、主に円石藻などの植物プランクトンや有孔虫などの動物プランクトンに含まれるカルシウムの殻で構成されています。これらの石灰質軟泥は、それより深いところではカルシウムが溶解するため、約 4,000 ～ 5,000 メートルより深いところでは見つかりません。^[9]同様に、珪質軟泥は珪藻類などの植物プランクトンや放散虫などの動物プランクトンの珪質殻で占められています。これらのプランクトン生物の生産性に応じて、これらの生物が死ぬときに集まる殻の材料は、1000年ごとに1mmから1cmの速度で蓄積される可能性があります。^[9]

水素含有堆積物は珍しい。温度や圧力などの海洋条件の変化によってのみ発生する。宇宙起源の堆積物はさらに珍しい。水素含有堆積物は、海水から沈殿する溶解化学物質から形成されるか、または中央海嶺に沿って、周囲を300℃以上の水が循環している岩石に金属元素が結合することによって形成される。これらの元素が冷たい海水と混ざると、冷却水から沈殿する。^[9]マンガン団塊として知られるそれらは、マンガン、鉄、ニッケル、コバルト、銅などのさまざまな金属の層で構成されており、常に海底の表面に見られる。^[9]

宇宙起源堆積物は、彗星や小惑星などの宇宙ゴミの残骸であり、地球に衝突したケイ酸塩や様々な金属で構成されています。^[10]

堆積物を説明するもう一つの方法は、記述的分類です。堆積物の大きさは、1/4096 mmから256 mmを超えるものまでさまざまです。種類は、玉石、玉石、小石、顆粒、砂、シルト、粘土で、種類が進むにつれて粒子が細かくなります。粒子の大きさは、堆積物の種類と堆積物が生成された環境を示します。粒子が大きいほど沈みが速く、急流の水（高エネルギー環境）によってのみ押し流されますが、粒子が小さいほど沈みが遅く、わずかな水の動きによって浮遊し、水の動きがそれほど速くない状況で堆積します。^[12]これは、より大きな粒子の堆積物は高エネルギー環境で集まり、より小さな粒子の堆積物は低エネルギー環境で集まる可能性があることを意味します。

ベントス（古代ギリシャ語の βένθος （bénthos）  「[海の]深み」に由来）は、ベンソンとも呼ばれ、海、川、湖、または小川の底、その中、またはその近くに生息する生物のコミュニティであり、底生帯としても知られています。^{[13]このコミュニティは、}海岸沿いの潮だまりから大陸棚、そして深海に至るまで、海洋または淡水堆積環境の中またはその近くに生息しています。

深海の水圧に適応した多くの生物は、水柱の上部では生存することができません。圧力差は非常に大きくなる可能性があります（水深10メートルごとに約1気圧）。 ^[14]

光は深海に到達する前に吸収されるため、深海底生態系のエネルギー源は、水柱の上部から深海に流れてくる有機物であることが多い。この死んで腐敗した物質が、深海底の食物連鎖を支えている。深海域の生物の大半は腐肉食性または腐食性である。

ベントス という用語は、1891年にヘッケルによって造られ、^[15]ギリシャ語の名詞βένθος「海の深さ」に由来しています。 ^{[13] [16]} ベントスは淡水生物学では、湖、川、小川などの淡水域の底にいる生物を指すために使用されます。 ^{[17]重複する同義語で}あるベントンもあります。^[18]

海底地形（海洋地形または海洋性地形）は、陸地（地形）が海洋と接するときの形状を指します。これらの形状は海岸線に沿って明らかですが、水中にも顕著に現れます。海洋生息地の有効性は、海流との相互作用や海流の形成方法、これらの地形が深くなるにつれて日光が減少する方法など、これらの形状によって部分的に定義されます。潮汐ネットワークは堆積プロセスと流体力学のバランスに依存しますが、人為的影響は物理的な要因よりも自然システムに影響を与える可能性があります。^[19]

海洋地形には、沿岸の河口や海岸線から大陸棚やサンゴ礁に至るまでの沿岸および海洋の地形が含まれます。さらに外洋に出ると、海面上昇や海山などの水中および深海の特徴が含まれます。水没した表面は、地球全体に広がる中央海嶺システムを含む山岳地帯、海底火山、^{[20] 、}海溝、海底峡谷、海洋台地、深海平原を備えています。

海洋の質量は約1.35 × 10¹⁸ トン、つまり地球の総質量の約4400分の1に相当します。海洋の面積は3.618 × 10⁸  km ^2、平均深度3,682 m、推定体積は1.332 × 10⁹  km ³。 ^[21]

海底の各領域には、共通の堆積物組成、典型的な地形、その上の水層の塩分濃度、海洋生物、岩石の磁気方向、堆積などの典型的な特徴があります。海底の特徴には、平坦な深海平原、中央海嶺、深い溝、熱水噴出孔などがあります。

海底地形は平坦で、堆積物の層が地殻構造を覆っています。例えば、海洋の深海平原は比較的平坦で、多くの堆積層の堆積物で覆われています。 ^[22]これらの平坦な地域の堆積物は、河川からの陸地侵食堆積物、熱水噴出孔からの化学的に沈殿した堆積物、微生物の活動、海底を侵食して堆積物を深海に運ぶ海流、植物プランクトンの殻物質など、さまざまな発生源から来ています。

海底が活発に広がり、堆積が比較的少ない北部大西洋や東部大西洋などの地域では、数千キロメートルに及ぶ直線の「亀裂」や「噴気孔」として、元々の地殻変動がはっきりと確認できる。これらの海底山脈は、中央海嶺として知られている。^[7]

その他の海底環境には、熱水噴出孔、冷水湧出孔、浅瀬などがある。熱水噴出孔周辺の深海には海洋生物が豊富に生息している。^[23]深海には、人間やほとんどの脊椎動物に有毒な化学物質を排出する黒煙噴出孔と白煙噴出孔の周辺で、大規模な海洋生物群集が発見されている。この海洋生物は、極端な温度差（通常150度の低下）と細菌による化学合成の両方からエネルギーを得ている。塩水溜まりも海底の特徴の1つで、^{[24]通常は}冷水湧出孔とつながっている。浅瀬では、海底にはサンゴ、魚、藻類、カニ、海藻、その他の生物などの海洋生物によって作られた堆積物が生息している可能性がある。

海底はアルビンのような潜水艇や、ある程度は特殊な装備を持ったスキューバダイバーによって探査されてきた。熱水噴出孔は1977年に研究者らが水中カメラプラットフォームを使用して発見した。 ^[23]近年、海面地形の衛星測定により、非常に鮮明な海底地図が示されており、^[25]これらの衛星地図は海底の研究と探査に広く使用されている。

2020年、科学者らはオーストラリア沖合約300 kmの深さ約3 kmの6つの海域を調査した後、現在地球の海底にどれくらいのマイクロプラスチックが存在するかについて、おそらく初の科学的推定値を作成した。研究者らは、マイクロプラスチックの数が大きく変動するのは、海面のプラスチックと海底の傾斜角度に比例することを発見した。1 cm ³あたりのマイクロプラスチック質量を平均化することで、研究者らは地球の海底には約1,400万トンのマイクロプラスチックが含まれていると推定した。これは、以前の研究データに基づいて推定した量の約2倍であるが、沿岸部にははるかに多くのマイクロプラスチック汚染物質が含まれていることが知られているため、両方の推定値は「控えめ」であると述べた。これらの推定値は、Jambeck et al., 2015によると、現在年間に海洋に流入すると考えられるプラスチックの量の約1～2倍である。^{[26] [27] [28]}

深海採掘は、深海の海底から鉱物を採掘することです。商業的に興味深い主な鉱石は多金属団塊で、主に深海平原の深さ4～6 km（2.5～3.7 mi）で見つかります。クラリオン・クリッパートン帯（CCZ）だけでも、210億トンを超えるこれらの団塊があり、銅、ニッケル、コバルトなどの鉱物が重量の2.5％を占めています。世界の海底には1億2000万トン以上のコバルトがあると推定されており、これは陸上の埋蔵量の5倍に相当します。^[30]

2024年7月現在^{[アップデート]}、探査ライセンスのみが発行されており、商業規模の深海採掘はまだ行われていない。国際海底機構（ISA）は国際水域におけるすべての鉱物関連活動を規制しており、これまでに31の探査ライセンスを付与している。そのうち19は主にCCZの多金属団塊、7は中央海嶺の多金属硫化物、5は西太平洋のコバルトリッチクラストである。^[31] ISAによる規制が完了すると予想される2025年までに深海採掘を開始するよう推進されている。^{[32] [33]}

深海採掘は、ノルウェーなどの排他的経済水域（EEZ）内でも可能であり、承認されている。^[34] 2022年、クック諸島海底鉱物庁（SBMA）は、同国のEEZ内にあるコバルトを豊富に含む多金属団塊の探査ライセンスを3件付与した。^[35]パプアニューギニアは、3回の独立したレビューで環境影響評価書に重大な欠陥や欠陥があることが指摘されたにもかかわらず、ソルワラ1プロジェクトの深海採掘許可を承認した最初の国となった。^[36]

提案されている深海採掘の最も一般的な商業モデルは、キャタピラートラック油圧コレクターとライザーリフトシステムを使用して、採取した鉱石を動的位置決めを備えた生産支援船に運び、余分な排出物を水柱の下に堆積させるというものです。関連技術には、ロボット採掘機、水上船、沖合および陸上の金属精錬所などがあります。^{[37] [38]}風力発電所、太陽エネルギー、電気自動車、およびバッテリー技術では、多くの深海金属が使用されています。^[37] 電気自動車のバッテリーは、深海採掘を奨励する重要な金属需要の主な原動力です。^[要出典]

深海採掘の環境への影響は議論の的となっている。[ 39 ^{] [40]}グリーンピースや深海採掘キャンペーン^[41]などの環境保護団体は、海底採掘は深海の生態系を破壊し、重金属を含んだ煙による汚染を広げる可能性があると主張している。 ^{[42]批評家は、モラトリアム[43] [44]}または永久禁止を求めている。 ^{[45]反対運動は、対象金属に依存している企業を含む業界関係者の支援を得た。}排他的経済水域（EEZ）内に重要な鉱床を持つ個々の国は、この問題を検討している。^{[46] [47]}

2021年現在、海洋採掘の大部分は水深約200メートルでの浚渫作業で行われており、そこには建設用の砂、シルト、泥が豊富に存在し、イルメナイトやダイヤモンドを含む鉱物が豊富な砂も存在する。^{[48] [49]}

子どもの遊びの歌の中には、「海の底には穴がある」や「船乗りは海へ出かけたが、目に映ったのは真っ青な海の底だけだった」といった要素が含まれているものがあります。

海底には難破船や沈没した町など、歴史的に興味深い考古学的遺跡があります。この水中文化遺産は、ユネスコの水中文化遺産保護条約によって保護されています。この条約は、国際的な法的枠組みを提供することで、略奪や歴史的・文化的情報の破壊や喪失を防ぐことを目的としています。^[50]

• ロジャー・ヘキニアン：海底探査：深淵への科学的冒険。シュプリンガー、2014年。ISBN 978-3-319-03202-3 （印刷版）；ISBN 978-3-319-03203-0（電子書籍）  
• ステファン・サンソン：電磁海底ロギング。地球科学者のための新しいツール。Springer、2016年。ISBN 978-3-319-45353-8 （印刷版）；ISBN 978-3-319-45355-2（電子書籍）  

無料辞書『ウィクショナリー』で「海底」を調べてください。

• Cosee（海洋科学教育優秀センター）による海底を理解するためのプレゼンテーション。
• Ocean Explorer (www.oceanexplorer.noaa.gov) – 海洋探査局が後援する探査に関する一般向けアウトリーチ サイト。
• NOAA、Ocean Explorer ギャラリー、Submarine Ring of Fire 2006 ギャラリー、Submarine Ring of Fire 2004 ギャラリー – 画像、ビデオ、オーディオ、ポッドキャストの豊富なコレクション。
• NOAA、海洋探検家の YouTube チャンネル
• マリアナ弧の海底火山環礁 – マリアナ弧の海底火山環礁を探索します。
• 海底の年齢国立地球物理データセンター
• TED（カンファレンス）で紹介された驚くべき深海生物