海洋深層水について

公開日 2024年01月30日

■海洋深層水とは

 深海すなわち陸棚外縁部以深にある海水を海洋深層水と総称しています。陸棚外縁部はおおむね水深200から300mにあります。外洋においては水深200mより深くなると太陽光線のほとんどが海水に吸収され、弱いブルーライトの世界になります(図1)。また、1000mを超すと暗黒の世界と言われています。そのため水深200m以深の海水中では植物プランクトンによる光合成は行われず、分解力が優勢となり、無機栄養塩が次第に蓄積されます。海洋深層水の特徴の一つとして富栄養性が挙げられますが、このような機序によるものです。

海洋深層水とは

図1. 海洋深層水の模式図


 また、北極や南極で冷やされた海水は比重が重くなり下に潜り込みます。この潜り込みは、地球規模で生じており、海水の比重に応じて一定の水深へ潜り込み層状をなします。逆に、水深200mより上部では太陽熱で暖められた海水の層があります。ごく表面の海水は冬には大気によって冷やされ冷たくなり、その場所での垂直的潜り込みが生じ上下混合が行われます。この上下混合の到達する最大水深が約200mとされています。海洋深層水の特徴の一つとして低温安定性が挙げられますが、このような機序により、水深200m以深には四季を通じて水温の低い海水が存在します。

 このように海洋深層水は抽象的に共通の概念、つまり、清浄性、低温性、富栄養性、熟成性で説明されます。しかし、当然のことながら地球上には地域、水深によって起源や性質の異なる海洋深層水が様々に存在します。海洋深層水を汲み上げ、利用しようとする場合にはそれぞれ汲み上げる場所の海洋深層水について、起源、流れの実態、水質などについて個別に調査する必要があります。たとえば、北太平洋西部においては、図2に示すように海洋深層水は3から4層に分類され、起源の違う海水がそれぞれ異なった方向に流れています。

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図2. 北太平洋中緯度東部における海岸構造


 図3に示すように海洋深層水は海洋中を循環していますが、流れが遮られるとその地点で湧昇します。このとき、表層水に栄養塩を供給することによって海域の生産力向上に大きく寄与します。この点からも重要な海洋資源であるといわれています。この流れのうち、北太平洋深層流はアラスカ,オホーツクから南西方向に潜り込み,東経130度,北緯20度,水深2000mあたりで反転して北上し,北太平洋中層流と呼ばれる流れになるとされています。この北太平洋中層流の一部が四国陸棚斜面あたりに湧昇しています。室戸海洋深層水はこの湧昇流を水深300-400mで汲み上げており、北太平洋の中層を一巡する北太平洋中層水(北太平洋深層流、北太平洋中層流)に起源すると考えられています。

海水大循環

図3. 海洋大循環の概念図(コロンビア大学ブロッカー博士のコンビヤーベルト理論による)出典:環境展望台 探求ノート

 

■海洋深層水の特性とは?

 

 海洋深層水は、低温安定性や富栄養性、清浄性といった表層水に無い多様な特性をもつことが知られています(表1)。

 これらの特性を利用して、水産・食品・医療・エネルギーなど、様々な分野に海洋深層水が用いられています。

 表1. 表層水と室戸海洋深層水の分析データ

表層水と海洋深層水の違い

■どうやって取水しているの?

  取水ポンプの配置

 高知県海洋深層水研究所では、2本の取水ポンプが深層水の取水用に稼働しています。研究所から東側に向け2kmを超える取水管が伸び、それが大陸棚の縁で急激に下降し、それぞれ水深320mと344mの地点から取水しています(図4)。取水管は継ぎ目のないワンピースのホースで作られており、製造工場で作られたものがそのままリールに巻き取られて、船による移送で室戸に敷設されました。研究所では深層水との性状比較や深層水を温めることを目的として、表層水も取水しています。

 

図2

図4. 高知県海洋深層水研究所の取水ポンプの配置図(原図提供:海洋科学技術センター)

  海洋深層水の取水原理

 水深300m以上の地点から取水された深層水は、サイフォンの原理により動力をかけることなく地下の取水ピットまで届きます(図5)。研究所では地下13mの取水ピットから深層水を地上にくみ上げ、濾過を行った後、研究所内で魚・藻類の養殖や研究に利用したり、関連企業への送水を行っています。

取水原理II

図5. 取水原理の模式図

■資料はこちらから

高知県海洋深層水研究所パンフレット[PDF:4MB]

室戸海洋深層水ガイドブック(一部抜粋)[PDF:3MB]

Muroto Deep Seawater Guide Book(Excerpt)[PDF:3MB]

室戶海洋深層水指南手冊(摘抄)[PDF:3MB]

무로토 해양 심층수 가이드북(일부 발췌)[PDF:3MB]

連絡先

高知県 商工労働部 海洋深層水研究所
所在地: 〒781-7101 高知県室戸市室戸岬町7156番地
電話: 0887-22-3136
ファックス: 0887-23-1253
メール: 151407@ken.pref.kochi.lg.jp

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