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千葉工大・産総研・東大など、海底資源の広域分布を可視化し面積を算出する方法を確立

発表日:2019年12月11日

音波が映し出す南鳥島周辺のマンガンノジュールの分布

―世界初、海底資源の広域分布を可視化し面積を算出する方法を確立―

■海底に分布する鉱物資源の開発を実現するために、効率的・経済的な探査手法の確立が求められています。

■船から発する音波を用いた複数の海底観測データを結合し、広い海底のどこにマンガンノジュールが分布するのかを地図上に示すとともに、その面積を正確に算出することのできる新しい探査手法を確立しました。

■海底が音波を反射する様子を解析することで、南鳥島周辺の日本の排他的経済水域(南鳥島 EEZ)の少なくとも約61,200km2もの広範囲にマンガンノジュールが密に分布することが分かりました。

■このマンガンノジュール密集域の面積は、四国と九州を足し合わせた面積に匹敵します。

■密集域は本研究グループが2016年に発表した南鳥島EEZ南東部に限らず、南鳥島EEZ全域に広く分布していました。

<概要>

千葉工業大学次世代海洋資源研究センターでは、海底の広い範囲に分布する海底鉱物資源について音波を用いて効率的に探査する手法の研究開発を、国立研究開発法人 産業技術総合研究所、国立大学法人 東京大学、国立研究開発法人 海洋研究開発機構、および国立大学法人 神戸大学との共同研究として進めています。その中で、南鳥島周辺の排他的経済水域(EEZ:Exclusive Economic Zone)に分布するマンガンノジュール(※1)を対象とした研究成果として、広範囲を網羅的に調査した中からマンガンノジュールが密に分布する領域(マンガンノジュール密集域)を地図上に示し、その面積を正確に算出する方法を世界で初めて確立しました。

具体的には、計5回の研究航海で調査した南鳥島 EEZ内約155,500km2の範囲の中の40%、約61,200km2にも及ぶ広大な海底がマンガンノジュール密集域であることを突き止めました(図1)。密集域は特定の反射強度(今回の観測データの基準では5.72dB)以上の場所(図1および図2)に対応しており、その面積は四国と九州を足し合わせた面積に匹敵し、南鳥島 EEZ全体(約430,000km2)の14%に相当します。

本研究グループは2016年に、船から発した音波が海底で反射する強度(海底の音響特性)と有人潜水調査船「しんかい 6500」(海洋研究開発機構 所有)を用いて肉眼で観測した海底の地質の特徴(特にマンガンノジュール密集度)の変化が良く対応することを見出し、音波の反射強度が資源探査に有効であることを発表しました(2016年8月26日既報)。同時に、高い反射強度の領域が南鳥島 EEZ南東部に広く分布し、いずれもマンガンノジュール密集域であることを示しました。この発表時に解析した音響データは、2016年までに本研究グループが取得したものの一部でしたが、今回は精度の良い音響データが取得された計5航海のデータを全て結合し、さらに2017年に行った「しんかい 6500」を用いた新たな海底観察の結果(図2)も加えて、全ての情報を統括しました。今回の成果のポイントは、密集域とそれ以外の場所とを分ける反射強度の閾値(しきいち)(今回の場合は上記の5.72dBという値)をdB値の頻度分布図(ヒストグラム)の解析により客観的に見出せるようになったことであり、それが今まで困難だった複数の反射強度データの結合、密集域の広域的な可視化、および正確な面積算出につながりました。分布図が示す密集域は南鳥島EEZ内のさまざまな海域に及んでいますので、南鳥島EEZの残る3分の2の未調査海域を考慮すれば、さらに面積は広がると予想できます。

※図は添付の関連資料を参照

※以下は添付リリースを参照

リリース本文中の「関連資料」は、こちらのURLからご覧ください。

図1

https://release.nikkei.co.jp/attach_file/0524797_01.jpg

図2

https://release.nikkei.co.jp/attach_file/0524797_02.jpg

添付リリース

https://release.nikkei.co.jp/attach_file/0524797_03.pdf

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