Loading article…
海山は、海底から隆起しているが水面（海面）には達していない大きな海底地形であり、島、小島、崖岩ではありません。海山は通常、急激に隆起した休火山から形成され、海底から100～4,000メートル（330～13,120フィート）の高さまで隆起しているのが一般的です。海洋学者は、海山を、海底から少なくとも1,000メートル（3,281フィート）の高さまで隆起し、特徴的に円錐形をしている独立した地形と定義しています。[ 1 ]ピークはしばしば水面下数百メートルから数千メートルの深さにあり、そのため深海にあると考えられています。[ 2 ]地質学的時間スケールでの進化の過程で、最大の海山は海面に達することがあり、そこで波の作用によって頂上が侵食され、平坦な表面が形成されます。海面下に沈んだ後、このような平頂海山は「ギヨー」または「テーブルマウント」と呼ばれます。[ 1 ]
地球の海洋には、14,500 を超える海山が確認されており[ 3 ] 、そのうち 9,951 の海山と 283 のギヨーが地図に示されており、総面積は8,796,150 km 2 (3,396,210平方マイル)に及ぶが[ 4 ]、科学者によって詳細に研究されているのはごくわずかである。海山とギヨーは北太平洋に最も多く存在し、噴火、隆起、沈降、侵食という独特の進化パターンをたどる。近年、ハワイ諸島のカマエフアカナロア(旧名ロイヒ)など、いくつかの活発な海山が観測されている。
海山は数多く存在するため、世界で最も一般的な海洋生態系の1つです。海山と海流の相互作用、そして海中におけるその高い位置は、プランクトン、サンゴ、魚類、海洋哺乳類などを引き寄せます。これらの生物が集まる効果は商業漁業でも注目されており、多くの海山は大規模な漁業を支えています。海山生態系に対する漁業の悪影響については懸念が続いており、例えばオレンジラフィー（Hoplostethus atlanticus）のように、資源量の減少が記録された事例も数多くあります。生態系への被害の95%は底引き網漁によるもので、海山から生態系全体が削り取られてしまいます。
海山は数が多いため、まだ十分に調査されておらず、地図にも記載されていない海山が数多く存在します。水深測量と衛星高度計は、このギャップを埋めるために活用されている2つの技術です。海図に記載されていない海山に海軍艦艇が衝突した事例もあります。例えば、ミュアフィールド海山は、1973年にこの海山に衝突した艦船にちなんで名付けられました。しかし、海山による最大の危険は、側面の崩壊です。海山が古くなると、内部に浸透する噴出物が側面に圧力をかけ、大規模な津波を引き起こす可能性のある地滑りが発生します。
海山は世界のあらゆる海洋盆地に存在し、空間的にも年代的にも非常に広範囲に分布しています。海山は技術的には、周囲の海底から1,000 m (3,281フィート)以上の孤立した隆起で、頂上面積が限られており、円錐形をしているものと定義されています。[ 5]海山は14,500以上存在します。[ 3 ]海山に加えて、世界の海洋には高さ1,000 m 未満の小さな丘、尾根、丘が80,000 以上存在します。 [ 4 ]
ほとんどの海山は火山起源であり、そのため中央海嶺、マントルプルーム、島弧付近の海洋地殻上に見られる傾向がある。全体として、海山とギヨーの被覆率は北太平洋の海底面積の割合が最も高く、その海域の 4.39% に相当する。北極海には海山が 16 個しかなくギヨーはなく、地中海と黒海を合わせても海山が 23 個、ギヨーが 2 個しかない。地図に示された 9,951 個の海山は8,088,550 km 2 (3,123,010平方マイル)の面積を覆っている。海山の平均面積は790 km 2 (310平方マイル)で、最小の海山は北極海、地中海、黒海で見られる。一方、海山の平均面積が最大となるのはインド洋の890 km 2 (340 sq mi)です。最大の海山は面積が15,500 km 2 (6,000 sq mi)で、北太平洋にあります。ギヨーは総面積707,600 km 2 (273,200 sq mi)で、平均面積は2,500 km 2 (970 sq mi)であり、海山の平均サイズの 2 倍以上です。ギヨーの面積のほぼ 50% とギヨーの数の 42% は北太平洋にあり、面積は342,070 km 2 (132,070 sq mi)です。最大の 3 つのギュヨ山はすべて北太平洋にあります。クーコ ギュヨ山 (推定24,600 km 2 (9,500平方マイル) )、スイコ ギュヨ山(推定20,220 km 2 (7,810平方マイル) )、およびパラダ ギュヨ山(推定13,680 km 2 (5,280平方マイル) ) です。[ 4 ]
海山はしばしば群生したり、海底に沈んだ列島を形成したりしており、その典型的な例がハワイ諸島の延長線上にある天皇海山群です。数百万年前に火山活動によって形成されたこれらの海山群は、その後海面下深く沈下しました。この長い島々と海山の連なりは、ハワイ島から北西に数千キロメートルにわたって伸びています。
太平洋には大西洋よりも多くの海山があり、その分布は、多かれ少なかれランダムな背景分布の上に重ねられた、いくつかの細長い海山列で構成されていると説明できます。[ 6 ] 海山列は、3つの主要な海洋盆地すべてに存在し、太平洋には最も多くの、そして最も広範囲にわたる海山列があります。これらには、北太平洋のハワイ（天皇）、マリアナ、ギルバート、ツオモツ、オーストラル海山（および島群）、南太平洋のルイビル海嶺とサラ・イ・ゴメス海嶺が含まれます。北大西洋では、ニューイングランド海山が米国東海岸から中央海嶺まで伸びています。クレイグとサンドウェル[ 6 ]は、大西洋のより大きな海山の集まりは、ウォルビス海嶺、ビトリア・トリンダーデ海嶺、バミューダ諸島、カーボベルデ諸島などのホットスポット活動の他の証拠と関連している傾向があると指摘しました。大西洋中央海嶺とインド洋の拡大海嶺も、多数の海山と関連している。[ 7 ]一方、インド洋と南極海では、海山は特徴的な列を形成する傾向はなく、むしろその分布は多かれ少なかれランダムであるように見える。
孤立した海山や、明確な火山起源を持たない海山はあまり一般的ではない。例としては、ボロンズ海山、エラトステネス海山、アクシアル海山、ゴリンジ海嶺などが挙げられる。[ 8 ]
既知の海山をすべて一箇所に集めると、ヨーロッパほどの大きさの地形になるだろう。[ 9 ]海山は全体的に豊富に存在するため、地球上で最も一般的でありながら、最も理解されていない海洋構造物および生物群系の1つであり、[ 10 ]一種の探査のフロンティアとなっている。[ 11 ]
ほとんどの海山は、2 つの火山活動のいずれかによって形成されますが、オーストラリア近郊のクリスマス島海山地域のように、より謎めいたものもあります。 [ 12 ]プレート境界や中央海嶺付近の火山は、上部マントルの岩石の減圧融解によって形成されます。密度の低いマグマは地殻を通り、地表に上昇します。沈み込み帯付近またはその上に形成される火山は、沈み込むテクトニックプレートが上盤プレートに揮発性物質を加え、その融点を下げることによって形成されます。海山の形成に関わるこれら 2 つのプロセスのどちらが、噴出物に大きな影響を与えます。中央海嶺やプレート境界の海山からの溶岩流は主に玄武岩質（ソレアイト質とアルカリ質の両方）ですが、沈み込み海嶺火山からの溶岩流は主にカルシウムアルカリ質の溶岩です。中央海嶺の海山と比較して、沈み込み帯の海山は一般的にナトリウム、アルカリ、揮発性物質の含有量が多く、マグネシウムが少ないため、より爆発的で粘性の高い噴火が起こる。[ 11 ]
すべての海山火山は、成長、活動、沈降、そして最終的な消滅という特定のパターンをたどります。海山の進化の最初の段階は、初期活動期であり、海底から山腹と中心部を形成します。その後、激しい火山活動期が続き、この時期に新しい火山は総マグマ量のほぼすべて（例えば98%）を噴出します。海山は海面上に成長して海洋島になることもあります（例えば、 2009年のフンガ・トンガ島の噴火）。海面近くでの爆発的な活動期の後、噴火は徐々に収まります。噴火がまれになり、海山が自力で維持する能力を失うと、火山は侵食され始めます。最終的に（おそらく短期間の活動再開の後）消滅すると、波によって削り取られていきます。海山は陸上の海山よりもはるかにダイナミックな海洋環境で形成され、プレートとともに沈み込み帯に向かって移動するにつれて水平沈降が生じます。そこで海山はプレート境界の下に沈み込み、最終的には破壊されますが、沈み込み海溝の反対側の壁に窪みを刻むことで、その通過の痕跡を残すことがあります。ほとんどの海山はすでに噴火サイクルを完了しているため、研究者が初期の溶岩流にアクセスすることは、後期の火山活動によって制限されます。[ 11 ]
特に海嶺火山は、噴火活動に関して一定のパターンに従うことが観察されており、最初はハワイの海山で観察されましたが、現在では海嶺型海山すべてに共通するプロセスであることが示されています。最初の段階では、さまざまな程度のマントルの融解によって、さまざまなタイプの玄武岩が噴出します。その生涯で最も活発な2番目の段階では、海嶺火山は、マントルのより広い範囲の融解の結果として、ソレアイト質から弱アルカリ性の玄武岩を噴出します。これは、海山と火山活動の源との間のつながりが地殻変動によって断たれるため、噴火史の後期にアルカリ性溶岩流によって最終的に覆われます。一部の海山は、150万年から1000万年の休止期間の後、短い「若返り」期間を経験し、その溶岩流は非常にアルカリ性で、多くのゼノリスを生成します。[ 11 ]
近年、地質学者たちは、多くの海山が活発な海底火山であることを確認している。その例として、ハワイ諸島のカマエフアカナロア（旧名ロイヒ）とマヌア諸島（サモア）のヴァイルルウが挙げられる。[ 8 ]
海山で最も目立つ溶岩流は、その斜面を覆う噴火流ですが、岩脈や岩床の形をした火成岩の貫入も、海山の成長の重要な部分です。最も一般的な溶岩流は枕状溶岩で、その特徴的な形状からそう名付けられています。あまり一般的ではないのは、ガラス質で縁辺部を流れるシート状溶岩流で、これはより大規模な溶岩流を示しています。浅い海域の海山は火山砕屑堆積岩が主体です。これらは水面近くの海山の爆発的活動の産物であり、既存の火山岩の機械的摩耗によって形成されることもあります。[ 11 ]
海山はさまざまな地殻構造環境で形成され、非常に多様な構造バンクを形成します。海山は円錐形から平頂、複雑な形状まで、さまざまな構造形状をしています。[ 11 ]ココ・ギヨット[ 14 ]やデトロイト海山[ 15 ]のように、非常に大きく低いものもあります。カマエフアカナロア海山[ 16 ]やボウイ海山[ 17 ]のように、より急なものもあります。また、炭酸塩や堆積物のキャップを持つ海山もあります。[ 11 ]
多くの海山は貫入活動の兆候を示しており、これは膨張、火山斜面の急傾斜化、そして最終的には側面の崩壊につながる可能性が高い。 [ 11 ]また、海山にはいくつかのサブクラスがある。最初のものはギヨーで、頂上が平らな海山である。これらの頂上は海面下200メートル（656フィート）以上にある必要があり、これらの平らな頂上の直径は10キロメートル（6.2マイル）を超えることがある。[ 18 ]ノールは、 1,000メートル（3,281フィート）未満の孤立した標高の尖塔である。最後に、ピナクルは小さな柱状の海山である。[ 5 ]
海山は生態学的にその生物群系にとって非常に重要であるが、その環境における役割は十分に理解されていない。周囲の海底より突き出ているため、通常の水の流れを乱し、渦やそれに伴う水理現象を引き起こし、最終的には静止している海底で水の動きをもたらす。海流は最大で0.9 ノット、つまり 毎秒48センチメートルに達することが測定されている。この湧昇のため、海山には平均以上のプランクトン群集がしばしば存在し、海山はそれを餌とする魚が集まる中心地となり、さらに捕食される魚も集まるため、海山は重要な生物学的ホットスポットとなっている。[ 5 ]
海山は、多数の魚類を含むこれらの大型動物の生息地および産卵場を提供します。クロオレオ（Allocyttus niger）やクロストライプカーディナルフィッシュ（Apogon nigrofasciatus）などの一部の種は、海底の他の場所よりも海山でより頻繁に見られることがわかっています。海洋哺乳類、サメ、マグロ、頭足類はすべて、海山に集まって餌を食べ、海山が特に浅いときには一部の海鳥も集まります。 [ 5 ]
海山はしばしば、海洋生物にとってより好ましい浅いゾーンに突き出ており、周囲のより深い海底には見られない海洋生物の生息地を提供している。海山は互いに孤立しているため、「海底の島」を形成し、同様の生物地理学的関心を生み出している。火山岩から形成されるため、基質は周囲の堆積した深海底よりもはるかに硬い。このため、海底とは異なるタイプの動物相が存在し、理論的にはより高い固有性につながる。[ 20 ]しかし、特にデイビッドソン海山を中心とした最近の研究では、海山は特に固有性が高いわけではないことが示唆されており、海山が固有性に及ぼす影響についての議論が続いている。しかし、海山は、他の場所では生存が困難な種に生息地を提供していることは確実に示されている。[ 21 ] [ 22 ]
海山の斜面にある火山岩には、懸濁物食動物、特にサンゴが密集しており、海山周辺の強い海流を利用して餌を得ています。そのため、これらのサンゴは、共生関係にある他の多くの生物の宿主となっています。例えば、クモヒトデはサンゴに登って海底から体を離し、漂流する餌の粒子や小さな動物プランクトンを捕らえるのを助けています。[ 23 ]これは、堆積物食動物が海底から得た餌に依存する典型的な深海生息地とは大きく異なります。[ 5 ]熱帯地域では、サンゴの大規模な成長により、海山の寿命の後半にサンゴ環礁が形成されます。 [ 22 ] [ 24 ]
さらに、軟らかい堆積物は海山に蓄積する傾向があり、そこには通常、多毛類（環形動物） 、貧毛類（ミクロドリル類）、腹足類（ウミウシ）が生息しています。ゼノフィオフォラも発見されています。ゼノフィオフォラは小さな粒子を集めて堆積床を形成し、堆積物の沈降を変化させ、より小さな動物の生息地を作り出します。 [ 5 ]多くの海山には、例えばスイヨ[ 25 ]やカマエフアカナロア海山[ 26 ]のように、熱水噴出孔群集も存在します。これは、海山と海洋水との間の地球化学的交換によって促進されます。[ 11 ]
海山は、特にクジラなどの一部の回遊動物にとって重要な中継地点となる可能性がある。最近の研究では、クジラが回遊中に航行補助としてこのような地形を利用している可能性が示唆されている。[ 27 ]長い間、多くの外洋性動物も餌を求めて海山を訪れると推測されてきたが、この集積効果の証拠は不足していた。この推測を初めて実証した研究は2008年に発表された。[ 28 ]
海山が魚類個体群に及ぼす影響は、商業漁業関係者にも見過ごされてはいません。海山は、管理の不備や漁獲圧の増加により、典型的な漁場である大陸棚の資源量が深刻に減少したため、20世紀後半に初めて大規模に漁獲されるようになりました。それ以来、海山は対象漁場となっています。[ 29 ]
海山からは、イセエビ（Palinuridae）、サバ（Scombridaeなど）、タラバガニ（Paralithodes camtschaticus）、タイ（ Lutjanus campechanus ）、マグロ（Scombridae ） 、オレンジラフィー（Hoplostethus atlanticus）、スズキ（Percidae ）など、約80種の魚介類が商業的に漁獲されている。[ 5 ]
海山の生態学的保全は、単純に情報が不足していることによって阻害されている。海山の研究は非常に不十分で、世界に推定10万ある海山のうち、サンプルが採取されたのはわずか350で、深度調査が行われた海山は100未満である。[ 30 ]この情報不足の多くは、技術の不足と、これらの海底構造物に到達するという困難な作業に起因する。それらを完全に調査するための技術は、ここ数十年しか存在しない。一貫した保全活動を開始する前に、まず世界の海山を地図化する必要があるが、この作業はまだ進行中である。[ 5 ]
乱獲は海山生態系の健全性に対する深刻な脅威である。例えば、オーストラリアとニュージーランド沿岸のオレンジラフィー（Hoplostethus atlanticus ）や、日本とロシア近海に生息する外洋性アーマーヘッド（Pseudopentaceros richardsoni）など、漁業による乱獲の事例は数多く記録されている。[ 5 ]その理由は、海山で漁獲される魚類は一般的に寿命が長く、成長が遅く、成熟も遅いからである。この問題は、海山の表層群集に損害を与えるトロール漁の危険性や、多くの海山が国際水域に位置し、適切な監視が困難であるという事実によってさらに複雑化している。[ 29 ]特に底引き網漁は海山生態系に極めて壊滅的な影響を与え、海山の生態系への損害の最大95%を占めている。[ 31 ]
海山のサンゴも、宝飾品や装飾品を作るのに非常に価値が高いため、脆弱です。海山からは大量のサンゴが採取され、サンゴ礁が枯渇してしまうことがよくあります。[ 5 ]
各国は漁業が海山に与える影響に注目し始めており、欧州委員会は北大西洋の海山群集に対する漁業の影響を詳細に調査するOASISプロジェクトへの資金提供に合意した。[ 29 ]保全に取り組むもう1つのプロジェクトは、 2005年に設立された海洋生物センサスプロジェクトであるCenSeamである。CenSeamは、未知の部分を大幅に減らし、海山生態系、および海洋生物の生物地理、生物多様性、生産性、進化における海山の役割についての世界的な理解を構築するために、海山研究の取り組みを優先、統合、拡大、促進するために必要な枠組みを提供することを目的としている。[ 30 ] [ 32 ]
おそらく世界で最も生態学的に研究されている海山はデイビッドソン海山で、6つの主要な探査で6万種以上の生物が記録されています。海山と周辺地域のコントラストは顕著でした。[ 21 ]海山の主要な生態学的避難場所の1つは深海のサンゴ礁で、記録された標本の多くは100年以上前のものです。[ 19 ]海山に関する知識の拡大に伴い、海洋保護区にするための広範な支持があり、この動議は2008年にモントレー湾国立海洋保護区の一部として承認されました。[ 33 ]海山の生態について知られていることの多くは、デイビッドソンからの観察に基づいています。[ 19 ] [ 28 ]もう一つのそのような海山はボウイ海山で、カナダによってその生態学的豊かさから海洋保護区に指定されています。[ 34 ]
海山の研究は、長年にわたり技術不足によって妨げられてきた。海山は19世紀にまで遡って調査されてきたが、その深さと位置のため、海山を十分に詳細に調査・採取する技術はここ数十年まで存在しなかった。適切な技術が利用可能になったとしても、調査されたのは全体のわずか1%に過ぎず[ 9 ] 、サンプリングと情報は依然として上部500m （1,640フィート）に偏っている[ 5 ]。海山での潜水調査では、ほぼ毎回、新種が観察または採集され、貴重な情報が得られる[ 10 ]。
海山とその海洋学的影響を完全に理解するには、まず海山を地図に描く必要がありますが、その数の多さからこれは非常に困難な作業です。[ 5 ]最も詳細な海山地図はマルチビーム音響測深（ソナー）によって作成されていますが、5000回以上の公開航海後でも、地図化された海底の面積はごくわずかです。衛星高度計は、詳細度は劣るものの、より広範囲な代替手段であり、13,000の海山がカタログ化されていますが、これは依然として合計100,000のほんの一部にすぎません。その理由は、技術の不確実性により、認識できるのは1,500メートル（4,921フィート）以上の特徴に限られているためです。将来的には、技術の進歩により、より大規模で詳細なカタログを作成できるようになる可能性があります。[ 24 ]
CryoSat-2からの観測と他の衛星からのデータを組み合わせると、これまで地図に載っていなかった数千もの海山が明らかになり、データの解釈が進むにつれてさらに多くの海山が発見されるだろう。[ 35 ] [ 36 ] [ 37 ] [ 38 ]
海山は、経済的に重要な金属の将来的な供給源となる可能性がある。地球の表面積の70%を海洋が占めているにもかかわらず、技術的な課題により深海採掘の規模は著しく制限されてきた。しかし、陸上での供給量が絶えず減少しているため、一部の鉱業専門家は海洋採掘を将来の主流と見ており、海山はその有力な候補地として注目されている。[ 39 ]
海山は豊富にあり、海山の生涯におけるさまざまな濃縮プロセスにより、すべて金属資源のポテンシャルを持っています。海底の浅熱水性金鉱化作用の例として、パプアニューギニアのリヒール島 の南約8kmに位置するコニカル海山があります。コニカル海山は基底直径が約2.8kmで、水深1050mの海底から約600m隆起しています。山頂からの採取サンプルには、現代の海底から報告されている中で最も高い金濃度が含まれています（最大230g /t Au、平均26g /t、n=40）。[ 40 ]鉄-マンガン、熱水性酸化鉄、硫化物、硫酸塩、硫黄、熱水性酸化マンガン、リン鉱石[ 41 ]（後者は特にミクロネシアの一部）はすべて、海山の上または内部に堆積した鉱物資源です。しかし、今後数十年の間に採掘の対象となる可能性があるのは最初の2つだけである。[ 39 ]
海山の中には地図に載っていないものもあり、航行上の危険となる。例えば、ミュアフィールド海山は、1973年に衝突した船にちなんで名付けられた。[ 43 ]さらに最近では、2005年に潜水艦USSサンフランシスコが時速35ノット（40.3マイル/時、64.8キロメートル/時）で未踏の海山に衝突し、深刻な損傷を受け、乗組員1名が死亡した。[ 42 ]
海山の大きなリスクの 1 つは、多くの場合、その寿命の末期に、海山内部に噴出物が浸透し始めることです。この活動は、膨張、火山の斜面の過剰な伸張、そして最終的には斜面の崩壊につながり、大規模な津波を引き起こす可能性のある海底地滑りを引き起こします。津波は、世界最大の自然災害の 1 つとなる可能性があります。斜面崩壊の強力な力の例として、ヴリンダー海山の北端の山頂崩壊により、顕著なヘッドウォールの崖と最大6 km (4マイル)離れた場所まで堆積物が広がりました。[ 11 ]デトロイト海山の壊滅的な崩壊により、その構造全体が広範囲にわたって平坦化しました。[ 15 ]最後に、2004 年に、科学者たちはハワイのコハラ山の斜面を61 m (200フィート)登ったところで海洋化石を発見しました。沈下分析の結果、化石が堆積した当時、火山の斜面を500メートル（1,640フィート）ほど上った位置であったことが判明した[ 44 ] 。これは通常の津波が到達するには高すぎる位置である。この時期は近くのマウナロア山で大規模な斜面崩壊が発生した時期と一致しており、地滑りによって発生した巨大な津波が化石を堆積させたという説が唱えられた[ 45 ] 。
地質学
生態学
地理学と地質学
生態学