地質試料採取

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• 地質試料採取
  • 　陸域から河川や大気を経由して海洋に流入した泥や砂などが海底に降り積もって堆積層が形成されます。また、海洋の生物生産過程あるいは化学的反応によって海中で生じた物質も同時に堆積し、海底堆積物の中にその時の地球環境が刻々と記録されていくことになります。よって、海底堆積物の分析による過去から現在にいたる地球環境変遷の解明はこれから先の気候変動予測に利用できると考えられています。

    　一方、海底には海嶺のような地殻が剥き出しとなった場所も存在します。地殻を構成する岩石の分布特性は断層やプレート運動の痕跡を探りあてることができ、海底から採取される地殻・岩石の分析から地震発生メカニズムの解明が期待されています。

    　採取される地質試料は対象とする研究目的や海域によって粒子サイズ、硬度あるいは粘度といった性質が異なるので、効率よく地質試料を採取するために種々の観測機器が開発されています。また、海底の形状や特性を観測する事前に調査して、安全かつ正確に試料採取をするためにマルチナロービーム測深機（海底地形探査装置）やサブボトムプロファイラーといった音響機器を併用することもあります。近年では、海底に天然ガスやメタンハイドレードなど有用資源が存在することが明らかとなり、海底資源調査を目的とした地質試料の採取も行われています。

    
    

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    　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　図1　地質試料採取観測見取図

    　図１に示した地質試料採取に使用される機器の多くは大型で高重量のため、観測船の後部に装備された門型のクレーン（Aフレーム）を使用して観測作業を行います。

    　ここでは地質試料採取に現在用いられている柱状採泥器、グラブ式採泥器、その他採泥器、地殻・岩石試料採集器についてそれぞれ紹介します。

    
    

• 柱状採泥器
  • 　柱状採泥器は円柱型の筒を海底に突き刺して堆積物試料を採取する観測機器の総称です。この採泥器は堆積層の層序を乱さずに試料を採取することが出来るので採取した試料を年代ごとに区分けて分析・解析が行われます。代表的な柱状採泥器としてピストンコアラー、マルチプルコアラー、アシュラ採泥器、フレーガーコアラ―、不攪乱採泥器があります。

  • ・ピストンコアラー

    　ピストンコアラ―は重力自由落下式の採泥器で、メインウェイトの下に接続した金属製の筒を海底に突き刺して海底下数ｍから最大20メートル程度の堆積物を円柱状に採取します。このタイプの採泥器の中では最も深くまで採泥することができ、採取された試料を用いて数百年から数十万年前の地球環境を推定できます。

    　ピストンコアラーの観測作業手順は次のようになります。まず、天秤式のトリガーにピストンコアラ―本体を接続し、海底付近までウインチを使って降下させます。海底にパイロットウェイトが接触するとトリガーが作働して採泥器が自由落下し、その勢いと自重により海底に貫入します。貫入時に筒中をピストンが上昇することで陰圧が生じ、スムーズに深くまで採泥器を貫入させるのがピストンコアラ―の特徴です。さらにその陰圧がパイプ下部からの試料の流失を防ぎます（図２）。

    　一方、採泥器を海底に突き刺す時に堆積物表層の試料を攪乱してしまうので、パイロットウェイトに小型のコアラーを使用して堆積物表層を別に採取する方法があります。