1975年に始まった国際深海掘削計画(IPOD^*1及びODP^*2)は、日本を含む20ケ国以上が資金を分担し、国際科学プログラムの中で最も成功した野心的な取り組みであるといわれています。現在、JOIDES Resolution号を用いて実施されているこの計画は、今新たに、日本が建造する世界最高の科学掘削能力を持つライザー方式の「地球深部探査船」と米国の従来型掘削船との2隻を用いた統合国際深海掘削計画(IODP)へと大きく飛躍しようとしています。

　海洋科学技術センターでは、この一翼を担うOD21計画の中心的な役割を演じることとなり、現在、水深2,500m(最終目標4,000m)の海域で7,000mの掘削能力を有する「地球深部探査船」の建造をはじめ、さまざまな準備に取りかかっています。

　

*1　international phase of ocean driling:国際深海掘削計画の意で、現行のODP(国際深海掘削計画)の前身

　

*2　ocean drilling program:国際深海掘削計画(第二次)の意

　

　深海底を掘削し、地球の歴史をとどめる海底堆積物や地殻、さらにはマントルに至る地球自身を構成する試料の採取を行います。それと並行し、掘削孔内に計測機器を設置して地震波等の長期観測を行います。本計画では、地球変動のメカニズムの解明や新たな資源の発見などを目指すもので、「地球フロンティア研究システム」における地球気候変動研究や、「深海環境フロンティア」における地殻内微生物研究とも連携し、それらの研究にも貢献できることが期待されています。

　「地球深部探査船」による深海底の掘削を、科学掘削と呼んでいますが、その必要性については、次のようなことがあげられます。

　

　深海の科学掘削は、昭和36(1961)年に米国の「カス1号」によって初めて実施されました。それ以来、「グローマーチャレンジャー号」によるDSDP(Deep Sea Drilling Project:ODPの前身となる深海掘削計画)及びそれに続くIPOD(国際深海掘削計画)、「ジョイデス・レゾルーション号」によるODP(国際深海掘削計画)へと引き継がれ、これらにより、以下の成果が得られました。

　深海底の堆積物の解析から、過去の地球環境が大きく変動していたことが分かりました。

　中央海嶺を横断する深海掘削から、海洋性地殻の形成年代を決定することによって、プレートテクトニクスを初めて実証しました。

　海底に多量のメタンが水和物(ガスハイドレート)として閉じ込められており、その挙動が地球温暖化や大陸斜面の崩壊などの原因となっていることが指摘されるようになりました。また、ガスハイドレート層からのサンプルの本格的な回収が行われたことにより、埋蔵量が予想外に多いことが判明しました。

　本船は、世界初のライザー掘削船で、全長210m、幅38m、深さ16.2m、排水量約60,000トン、最大搭載人員150名といった極めて大きな船であるとともに、船体のほぼ中心部には、デッキからの高さが実に63.5mもあるデリックと呼ばれるヤグラがそびえ立っています。なおライザー掘削とは、ドリルパイプの外側にライザー管という掘削船と掘削孔の間を繋ぐ管を設けたもので、以下のような特徴を持っています。

　孔壁を強化する機能のある泥水を循環させることで掘削孔を安定化し、大深度までの掘削を可能にします。

　噴出防止装置によって炭化水素が存在する海域での噴出や海洋汚染の防止ができ、しかもこれまで掘削が制限されていた科学的に重要な海域での掘削を可能にします。

　泥水中の掘削屑を分析しながら掘削するため、常に最適なビット(掘削ドリルの先端部)を使用して、効率よく掘削することができます。また、泥水特有の大きな粘性によって、掘削屑を効率的に孔底から排除できるので、掘削効率が上がります。

　ライザー管を利用して海底下深部まで効率よくケージング(孔が崩れないようにするためのパイプ)を挿入することができ、その孔を利用した長期にわたる孔内計測が可能となります。

　ライザー管は、海底と船との間で引っ張り力が加わった状態にあるため、中を通るドリルパイプは、余分な曲げを受けることがなく、その分、ドリルパイプ長を延伸できます。試算では、ライザー管を使用しない従来のライザーレス掘削では、ドリルパイプの延伸は約9,000mが限度であるのに対し、ライザー掘削では、マントルに到達することのできる約11,000mまで延伸することが可能となります。