The secrets I find on the mysterious ocean floor | Laura Robinson

翻訳: Yuko Masubuchi 校正: Takamitsu Hirono

Well, I'm an ocean chemist.

私は海洋化学者です

I look at the chemistry of the ocean today.

現在の海洋の化学を調査し

I look at the chemistry of the ocean in the past.

過去の海洋の化学を考察します

The way I look back in the past

過去の考察には

is by using the fossilized remains of deepwater corals.

深海にある サンゴの化石を使います

You can see an image of one of these corals behind me.

これはサンゴの写真です

It was collected from close to Antarctica, thousands of meters below the sea,

南極付近の水深数千メートルの 深海で採取されたもので

so, very different than the kinds of corals

南国に行ったことがあれば

you may have been lucky enough to see if you've had a tropical holiday.

運良く見ることもある サンゴとはかなり違います

So I'm hoping that this talk will give you

この話で海洋の４次元的な見方を 示したいと思います

a four-dimensional view of the ocean.

Two dimensions, such as this beautiful two-dimensional image

例えばこの美しい 海面水温の平面画像は

of the sea surface temperature.

２次元になります

This was taken using satellite, so it's got tremendous spatial resolution.

これは驚異的な空間解像度を備えた 人工衛星で撮影されました

The overall features are extremely easy to understand.

全体的な特徴は 実にわかりやすいものです

The equatorial regions are warm because there's more sunlight.

赤道地域は 日射量が多いため温暖で

The polar regions are cold because there's less sunlight.

極地は日射量が少ないため 寒冷です

And that allows big icecaps to build up on Antarctica

これにより南極大陸と北極圏で

and up in the Northern Hemisphere.

氷冠が発達します

If you plunge deep into the sea, or even put your toes in the sea,

もし皆さんが海に深く飛び込むか つま先を入れるだけでも

you know it gets colder as you go down,

深くなるにつれて 冷たくなるのが分かります

and that's mostly because the deep waters that fill the abyss of the ocean

その主な理由は 深海に広がる底層水は

come from the cold polar regions where the waters are dense.

極地の冷たい高密度水が 循環したものだからです

If we travel back in time 20,000 years ago,

２万年前にさかのぼると

the earth looked very much different.

地球は今と随分違って見えます

And I've just given you a cartoon version of one of the major differences

大昔に時間を巻き戻すと 目にするであろう

you would have seen if you went back that long.

主な違いの一つをご覧に入れます

The icecaps were much bigger.

氷冠はずっと広大でした

They covered lots of the continent, and they extended out over the ocean.

氷の塊が多くの大陸を覆い 海上まで広がっていました

Sea level was 120 meters lower.

海面は今より120メートル低く

Carbon dioxide [levels] were very much lower than they are today.

二酸化炭素の量は 今よりずっと低レベルでした

So the earth was probably about three to five degrees colder overall,

故に当時の地球の気温は 全体的に３～５度低く

and much, much colder in the polar regions.

極地の気温は 更にずっと低かったと考えられます

What I'm trying to understand,

私と同僚たちが

and what other colleagues of mine are trying to understand,

理解に努めているのは

どのようにして 昔の寒冷な気候から

is how we moved from that cold climate condition

to the warm climate condition that we enjoy today.

現在の温暖な気候へと 移り変わったのかです

We know from ice core research

氷床コアの研究から

that the transition from these cold conditions to warm conditions

寒冷期から温暖期への移行は 太陽放射量の緩やかな増加をもとに

wasn't smooth, as you might predict from the slow increase in solar radiation.

皆さんが予想するほど 安定的ではなかったことが分かります

And we know this from ice cores, because if you drill down into ice,

氷床コアからこれらが分かるのは 氷を下に掘り進めて行くと

you find annual bands of ice, and you can see this in the iceberg.

年毎の層が見られるからです 氷山にもあります

You can see those blue-white layers.

このような青と白の層です

Gases are trapped in the ice cores, so we can measure CO2 --

氷床コアにはガスが閉じ込められており 二酸化炭素濃度の測定が可能で

that's why we know CO2 was lower in the past --

昔は二酸化炭素濃度が 低かったと知ることができます

and the chemistry of the ice also tells us about temperature

また 氷の化学的性質から 極地の気温の情報も得られます

in the polar regions.

And if you move in time from 20,000 years ago to the modern day,

皆さんがもしも ２万年前から現代に来れば

you see that temperature increased.

気温の上昇に気付きます

It didn't increase smoothly.

気温の上昇は不安定でした

Sometimes it increased very rapidly,

急激に上昇することもあれば

then there was a plateau,

停滞期に入ったり

then it increased rapidly.

また急上昇したりしました

It was different in the two polar regions,

これは南北の極地で異なり

and CO2 also increased in jumps.

二酸化炭素濃度も急上昇しました

So we're pretty sure the ocean has a lot to do with this.

私たちは海との大きな関連を 確信しています

The ocean stores huge amounts of carbon,

海は大量の炭素を貯えていて

about 60 times more than is in the atmosphere.

その量は大気中の約60倍です

It also acts to transport heat across the equator,

それは同じく赤道を越えて 熱を運ぶように作用し

and the ocean is full of nutrients and it controls primary productivity.

海は栄養豊富で これが基礎生産力を左右します

So if we want to find out what's going on down in the deep sea,

深海で何が起きているかを 知るには

we really need to get down there,

実際に深海に潜り

see what's there

何があるかを見て

and start to explore.

調査することが不可欠です

This is some spectacular footage coming from a seamount

この見事な映像は 陸地から遠く離れた

about a kilometer deep in international waters

大西洋赤道域の国際水域にある

in the equatorial Atlantic, far from land.

水深約１キロの海山で撮影しました

You're amongst the first people to see this bit of the seafloor,

我々研究チームを含めて このような海底の映像を見たことある人は

along with my research team.

ほとんどいません

You're probably seeing new species.

皆さんはおそらく私たちも知らない 新種の生物を見ています

We don't know.

サンプルを収集し 一心不乱に分類するだけです

You'd have to collect the samples and do some very intense taxonomy.

You can see beautiful bubblegum corals.

バブルガムサンゴがいます

There are brittle stars growing on these corals.

サンゴに潜んで成長する クモヒトデもいます

Those are things that look like tentacles coming out of corals.

サンゴから伸びている 触手のようなものです

There are corals made of different forms of calcium carbonate

様々な形態の 炭酸カルシウムから成るサンゴが

growing off the basalt of this massive undersea mountain,

巨大な海山の玄武岩の上に 成長しています

and the dark sort of stuff, those are fossilized corals,

この黒っぽい物体は 化石化したサンゴです

and we're going to talk a little more about those

後で昔の話をするので これについてもう少し説明します

as we travel back in time.

後で昔の話をするので これについてもう少し説明します

To do that, we need to charter a research boat.

まず私たちは調査用ボートを借ります

This is the James Cook, an ocean-class research vessel

テネリフェ島に停泊する海洋調査船 ジェームズ・クック号です

moored up in Tenerife.

Looks beautiful, right?

美しいですね

Great, if you're not a great mariner.

船乗りでなくても分かります

Sometimes it looks a little more like this.

このようにしていることもあります

This is us trying to make sure that we don't lose precious samples.

貴重なサンプルを失くしていないか 確認している場面です

Everyone's scurrying around, and I get terribly seasick,

皆が忙しく動き回ったり 私はひどい船酔いをしたりと

so it's not always a lot of fun, but overall it is.

楽しいことばかりではありませんが 大抵は楽しいです

So we've got to become a really good mapper to do this.

私たちは腕利きの 地図製作者になる必要がありました

You don't see that kind of spectacular coral abundance everywhere.

このように見事なサンゴの分布は なかなかありません

It is global and it is deep,

世界中の深海にありますが

but we need to really find the right places.

私たちは本当に適当な 場所を見つける必要があります

We just saw a global map, and overlaid was our cruise passage

今見たのが世界の海底地図 その上に重ねたのが

from last year.

昨年の航路です

This was a seven-week cruise,

７週間の航海でした

and this is us, having made our own maps

約７万５千平方キロに及ぶ―

of about 75,000 square kilometers of the seafloor in seven weeks,

海底の地図をたった７週間で 独自に作成しましたが

but that's only a tiny fraction of the seafloor.

これは海底のほんの一部分です

We're traveling from west to east,

西から東へ移動します

over part of the ocean that would look featureless on a big-scale map,

大きな縮尺の地図では 海底は何の特徴もなく見えますが

but actually some of these mountains are as big as Everest.

これらの山のいくつかは エベレスト級の大きさです

So with the maps that we make on board,

私たちが船上で作成する地図では

we get about 100-meter resolution,

約100メートルの解像度が得られ

enough to pick out areas to deploy our equipment,

これは機材の配置場所を選ぶには 十分ですが観察には不十分です

but not enough to see very much.

To do that, we need to fly remotely-operated vehicles

このため遠隔操作の無人探査機を 海底から約５メートルで

about five meters off the seafloor.

泳がせる必要があります

And if we do that, we can get maps that are one-meter resolution

すると水深数千メートル地点で １メートルの解像度の地図が得られます

down thousands of meters.

すると水深数千メートル地点で １メートルの解像度の地図が得られます

Here is a remotely-operated vehicle,

この遠隔操作無人探査機は

a research-grade vehicle.

研究用のレベルです

You can see an array of big lights on the top.

上部にずらりと並んだ 大きなライトが見えます

There are high-definition cameras, manipulator arms,

高解像度カメラや マニピュレーターアーム

and lots of little boxes and things to put your samples.

サンプルを収めるための 多数の小箱などがあります

Here we are on our first dive of this particular cruise,

さあ 今回の航海で初の潜水です

plunging down into the ocean.

海に潜っています

We go pretty fast to make sure the remotely operated vehicles

無人探査機が他の船の影響を 受けないように

are not affected by any other ships.

かなりの高速で潜らせます

And we go down,

さらに深く潜ると

and these are the kinds of things you see.

このような物が見えます

These are deep sea sponges, meter scale.

体長１メートルほどの 海綿動物がいます

This is a swimming holothurian -- it's a small sea slug, basically.

これは泳ぐ棘皮動物 つまり小さなナマコです

This is slowed down.

これはスローモーションです

Most of the footage I'm showing you is speeded up,

映像の大部分は 実際は長時間かかるので

because all of this takes a lot of time.

早送りしています

This is a beautiful holothurian as well.

これもまた 美しいナマコです

And this animal you're going to see coming up was a big surprise.

これからお見せする動物に 皆さん驚くでしょう

I've never seen anything like this and it took us all a bit surprised.

私も見たことがなかったので 一同が驚いたものです

約15時間の作業の後で 私たちが少しイライラしてきた頃

This was after about 15 hours of work and we were all a bit trigger-happy,

突如この巨大な海の怪物が くねりながら通ったのです

and suddenly this giant sea monster started rolling past.

これはパイロソーマもしくは 群体ホヤと呼ばれています

It's called a pyrosome or colonial tunicate, if you like.

This wasn't what we were looking for.

私たちが探していた物では ありませんでした

We were looking for corals, deep sea corals.

私たちが探していたのは 深海のサンゴです

You're going to see a picture of one in a moment.

ある映像をお見せします

It's small, about five centimeters high.

小形で体長は５センチ程です

It's made of calcium carbonate, so you can see its tentacles there,

炭酸カルシウムでできているので 触手が見えます

moving in the ocean currents.

海流を受けて動いています

An organism like this probably lives for about a hundred years.

このような生物は 恐らく100年は生きています

And as it grows, it takes in chemicals from the ocean.

そして成長しながら 海から化学物質を取り込みます

And the chemicals, or the amount of chemicals,

その化学物質の種類や量は

depends on the temperature; it depends on the pH,

水温、pH値や栄養素によって 異なります

it depends on the nutrients.

And if we can understand how these chemicals get into the skeleton,

どのように化学物質が 骨格に取り込まれるかが分かれば

we can then go back, collect fossil specimens,

戻って化石標本を収集し

and reconstruct what the ocean used to look like in the past.

昔の海がどういうありさまだったのか 再現できます

And here you can see us collecting that coral with a vacuum system,

これは私たちが 真空装置でサンゴを収集し

and we put it into a sampling container.

サンプル容器に入れている様子です

We can do this very carefully, I should add.

これはとても慎重な作業だと 言っておきます

Some of these organisms live even longer.

中にはさらに長命な生物もいます

This is a black coral called Leiopathes, an image taken by my colleague,

これはクロサンゴ類のレイオパテスで 同僚のブレンダン・ロアークが

Brendan Roark, about 500 meters below Hawaii.

ハワイの海面下約500メートルで 撮影しました

Four thousand years is a long time.

4000年は経過しています

If you take a branch from one of these corals and polish it up,

この枝を１本採って磨いてみると

this is about 100 microns across.

画面のさしわたしが数百ミクロンです

And Brendan took some analyses across this coral --

ブレンダンは これをいくつかの分析にかけ

you can see the marks --

跡が見えますね

and he's been able to show that these are actual annual bands,

実際の成長輪の可視化に 成功しました

so even at 500 meters deep in the ocean,

つまり 水深500メートルのサンゴも

季節による変化を記録できるのです

corals can record seasonal changes,

which is pretty spectacular.

これには目を見張ります

But 4,000 years is not enough to get us back to our last glacial maximum.

しかし4000年では最終氷期の 最盛期には届きません

So what do we do?

ではどうするか？

We go in for these fossil specimens.

これらの化石標本を調査します

This is what makes me really unpopular with my research team.

このため 私は研究班で 実に不人気です

So going along,

海底へ進んでいくと

there's giant sharks everywhere,

あちこちに大きなサメや

there are pyrosomes, there are swimming holothurians,

ホヤそして泳ぐナマコ

there's giant sponges,

大きな海綿動物がいます

but I make everyone go down to these dead fossil areas

しかし私は研究員を 化石のある場所へ連れて行き

and spend ages kind of shoveling around on the seafloor.

ショベルで海底をすくうことに たっぷり時間をかけさせるのです

And we pick up all these corals, bring them back, we sort them out.

そしてこれらのサンゴを全て収集して 持ち帰り 分類します

But each one of these is a different age,

それぞれ年齢が異なり

and if we can find out how old they are

もしも年齢が分かれば

and then we can measure those chemical signals,

化学信号の測定が可能で

this helps us to find out

過去に海で何が起きていたのかを 調査するのに役立ちます

what's been going on in the ocean in the past.

So on the left-hand image here,

左側の写真は

I've taken a slice through a coral, polished it very carefully

サンゴの一部を採取し 注意深く磨いて

and taken an optical image.

光学像を撮影したものです

On the right-hand side,

右側の写真は

we've taken that same piece of coral, put it in a nuclear reactor,

同じサンゴのかけらを原子炉に入れ

induced fission,

核分裂を誘発した画像です

and every time there's some decay,

核分裂のたびにその痕跡が

you can see that marked out in the coral,

サンゴに残されていくので

so we can see the uranium distribution.

ウランの分布がわかります

Why are we doing this?

この分析は何のためか？

Uranium is a very poorly regarded element,

ウランはぜんぜん 評判の良くない元素ですが

but I love it.

私は好きです

The decay helps us find out about the rates and dates

崩壊によりその比率や 事象が起きた年代を測定できます

of what's going on in the ocean.

And if you remember from the beginning,

最初を思い出すと

これこそ気候の調査で 突き止めたかったことです

that's what we want to get at when we're thinking about climate.

サンゴが含有するウランと 娘核種のトリウムを

So we use a laser to analyze uranium

and one of its daughter products, thorium, in these corals,

レーザーで分析すると

化石がちょうど何歳か 分かります

and that tells us exactly how old the fossils are.

This beautiful animation of the Southern Ocean

この南極海の美しい動画を使って

I'm just going to use illustrate how we're using these corals

私たちがサンゴから 古代海洋の情報を―

to get at some of the ancient ocean feedbacks.

どのように得るのか 説明していきましょう

You can see the density of the surface water

ライアン・アバナシーによる この動画で

in this animation by Ryan Abernathey.

海面の海水の密度が分かります

It's just one year of data,

たった１年分のデータですが

but you can see how dynamic the Southern Ocean is.

南極海がどれほど活発なのかが わかります

The intense mixing, particularly the Drake Passage,

ボックスが示す海水の密度が 集中的に混合している海域―

which is shown by the box,

特にドレーク海峡は

is really one of the strongest currents in the world

世界で最も潮の流れが 荒い海域の一つで

潮は西から東へ通っていきます

coming through here, flowing from west to east.

It's very turbulently mixed,

海中の大きな山の上を流れるので 激しく混合し

because it's moving over those great big undersea mountains,

海中の大きな山の上を流れるので 激しく混合し

and this allows CO2 and heat to exchange with the atmosphere in and out.

これが海中と大気中の 二酸化炭素と熱を交換可能にします

基本的に海は 南極海を介して呼吸しています

And essentially, the oceans are breathing through the Southern Ocean.

We've collected corals from back and forth across this Antarctic passage,

私たちは南極海の海峡を行来して サンゴを収集し

and we've found quite a surprising thing from my uranium dating:

ウラン年代測定により 驚くべき発見をしました

the corals migrated from south to north

実は氷河期から間氷期へ 移行している間に

during this transition from the glacial to the interglacial.

サンゴは南から北へ 移動していたのです

We don't really know why,

理由は分かりませんが

but we think it's something to do with the food source

食料や水中の酸素と 関連していると考えられます

and maybe the oxygen in the water.

食料や水中の酸素と 関連していると考えられます

So here we are.

さて ここからです

I'm going to illustrate what I think we've found about climate

南極海のサンゴから得た 気候についての見解を説明します

from those corals in the Southern Ocean.

私たちは海山を上って下り サンゴの化石を集めました

We went up and down sea mountains. We collected little fossil corals.

これが私の説明です

This is my illustration of that.

私たちは独自のサンゴの分析により

We think back in the glacial,

氷河期を研究した結果

from the analysis we've made in the corals,

南極海の深部は炭素が豊富で

that the deep part of the Southern Ocean was very rich in carbon,

and there was a low-density layer sitting on top.

上部は低密度の海水の層であったと 知りました

That stops carbon dioxide coming out of the ocean.

これが海から二酸化炭素を 放出しないようにします

We then found corals that are of an intermediate age,

その後見つけた 中間年齢のサンゴにより

and they show us that the ocean mixed partway through that climate transition.

気候の遷移の中で 海水が混合したことが分かりました

That allows carbon to come out of the deep ocean.

これにより炭素は深海から 放出されるようになります

And then if we analyze corals closer to the modern day,

より現代に近いサンゴを 分析するか

or indeed if we go down there today anyway

実際にとにかく海底まで潜り

and measure the chemistry of the corals,

サンゴを化学測定すれば

we see that we move to a position where carbon can exchange in and out.

私たちは炭素が出入り可能な時代に 移ったのだと分かります

So this is the way we can use fossil corals

こうして私たちはサンゴの化石を

to help us learn about the environment.

環境を学ぶために役立てています

So I want to leave you with this last slide.

最後のスライドをご覧ください

It's just a still taken out of that first piece of footage that I showed you.

これは先ほど ご覧に入れた映像の抜粋です

This is a spectacular coral garden.

見事なサンゴの庭園ですね

We didn't even expect to find things this beautiful.

想像を絶する美しさです

It's thousands of meters deep.

数千メートルの水面下

There are new species.

新種の生物がいます

It's just a beautiful place.

とにかく美しい場所です

There are fossils in amongst,

ここにある化石全て

and now I've trained you to appreciate the fossil corals

そして深海にある サンゴの化石の真価を

that are down there.

皆さんにお伝えしました

So next time you're lucky enough to fly over the ocean

今度幸運にも 飛行機で海を越えるか

or sail over the ocean,

航海する機会があれば

思い出してください 海底には―

just think -- there are massive sea mountains down there

that nobody's ever seen before,

誰も見たことのない巨大な海山や

and there are beautiful corals.

美しいサンゴの庭園があると

Thank you.

ありがとうございます

(Applause)

（拍手）