【科学コラム】 深海:超高圧との闘い

深海は超高圧との闘い。暗闇が立ちはだかる過酷な世界でもあります。

そんな中、どうやって水中設備のネジを締めたり、配線をつなぎ替えたりするのか。

石油リグや深海調査の動画では、まるで人の手のようにマニピュレータを操作し、ライザーパイプを繋ぎ、サンプリングを行う模様を目にすることができます。

当然、その部品も一つ一つが大きく、蛍光色、目印フラッグ、凹凸の一致など、様々な工夫が施され、操作ミスを防いでいます。

とはいえ、新しい技術や新規事業にはリスクがつきもの。

せっかく人を育てても、思わぬ結果を招くこともありますね。

このパートでは、採鉱システムに参加した若いオペレーターが共倒れにならないよう、様々な教育を施す過程が説明されています。

一方、超高圧や暗闇の過酷な環境でも効果的に海底鉱物資源の採掘ができるよう、マッピング技術に力をいれた理由が明らかにされています。

どれほどシステム自体は完璧でも、無駄なクズ石を掘り返すようでは収益になりません。
一回の操業で、高品位の海底鉱物資源を効率よく回収することが、事業成功の鍵なのです。

マッピングに登場するシミュレーションは、鉱業のみならず、航空、船舶など、様々な場面で応用されています。

に登場する仮想トレーニングも、シミュレーション技術の賜です。

一昔前なら、縮小模型を使った実験や試験操業で、多大なコストを要したことも、現在は数台のコンピュータと数人の技術者で、より正確な数値をはじき出せるようになったのですから、技術の恩恵を思わずにいません。

【小説】 鉱物資源の量を正確に把握する

海底鉱物資源の採鉱に向けて、着々と準備が進む洋上プラットフォームで、ヴァルターはプロジェクト・マネージャーのマードックから接続ミッションの手ほどきを受ける。

海底鉱物資源の採鉱システムの成否の鍵を握るのは、採鉱システムそのものより、どこに、どれだけの量の鉱物資源が存在するかを把握するマッピング技術だとマードックは説く。

【リファレンス】 なぜ海底地形の調査が必要なのか

「海の底」というのは、たとえ水深50センチほどの浅瀬でも、どこが、どんな形状をしているか、水上からは分からないものです。

同様に、「地下」も、地上から見ただけでは、内部の様子は分かりません。たとえ高性能のカメラを搭載したドローンが平原の上方を100回往復して、地面の様子を撮影しても、地中がどうなっているのか、ほとんど分からないのと同じです。

しかし、桟橋を作るにしても、海底ケーブルを敷説するにしても、海底面がどうなっているのか分からなければ、杭一本打つことはできません。

また、船の安全を脅かす浅瀬や岩礁、海底火山、魚が集まりそうな岩場(漁場)、離岸流(リップ・カレント)の発生しやすい場所など、私たちの暮らしや生命に直結する情報もあります。

陸上に暮らす人間には縁遠く感じますが、海底面を詳しく知ることは、海路の安全やインフラ建設や漁業に限らず、私たちを取り巻く自然環境をより正しく把握する為でもあります。海、空、陸地、雨、風、それら全てが一体となって、地球というシステムを作りだしているからです。

本作では、海底鉱物資源の賦存状況を把握する為に、独自のマッピング技術を開発します。いくら採掘システムが完璧でも、何もない所を掘り返しても、利益には繋がらないからです。「ここ掘れ、ワンワン」ですね。

マッピング技術もどんどん進化して、今では人工衛星、測量船、無人機など、複数のツールを掛け合わせた高度な解析が可能となっています。

まるで映画のCGを見るようですね。

【リファレンス】 無人機を使った海中技術の実際と海底地形図

なぜ主人公がビビっているかというと、潜水艇による深海底の観察と機材を使った水中作業では全く勝手が違うからです。ちなみに、マードックが求める海中作業はこういう感じ。

動画は水中無人機(ROV)を使った石油リグのBOP(防噴装置)の接続作業です。無人機でもケーブルのつなぎ替えやパネル操作ができるんですね。

海底地形のマッピングは世界中の海洋機関が総力を挙げて取り組んでいます。地上のように肉眼で目視し、ドローンやヘリコプターで上空から撮影するようなわけにいきませんから、技術的には非常に難度が高いです。

海底鉱物資源 マッピング

海底鉱物資源 マッピング

Photo : https://www.niwa.co.nz/coasts-and-oceans/faq/how-do-we-map-the-seafloor

海底鉱物資源 マッピング

こちらもCGアニメーションで分かりやすいです。

動画だけ見ていたら、とても簡単そうに見えますが、作中でもあるように、「水深数千メートルの海底から、商業的に価値のある鉱物」だけを効率よく採掘するのは至難の業です。莫大な建設&操業コストをかけて、屑石ばかり吸い上げていたら、あっという間に倒産ですね。
これも作中に書いていますが、そもそも、どこに、どれだけ商業的価値のある鉱物が賦存するか、正確に把握しないことには始まらない。丹波篠山の山奥をシャベルで掘り返しても、石油も黄金も永遠に出てこないでしょう? 海底に膨大な鉱物資源が存在するのは本当だけども、有価な鉱物が存在する場所と量を特定するのが非常に難しいのです

海底地形のマッピングに関する動画。

日本でも、無人機を使った海底探索の技術は非常に進んでおり、国際競技でも準優勝に輝いています。
これからますます発達する分野なので、興味のある方はぜひ。

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この記事を書いた人

石田朋子

作家・文芸愛好家。80年代サブカルチャーの大ファン。科学番組の全盛期に子供時代を過ごした影響でSFを書いています。モットーは『Newtonから月刊ムー』まで。文芸とサイエンスを融合した新しいスタイルの作品を手掛けています。

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