人が潜らずに、深海を「その場で見る」
深海には、船の上から網を下ろすだけでは分からない世界がある。魚がどの姿勢で泳ぐのか。タコがどんな場所に身を隠すのか。海底の死骸に、どの生物が最初に集まるのか。熱水噴出孔の周囲で、生物がどのように分布しているのか。
こうした情報を得るには、生物を捕まえて海上へ持ち帰るだけでは十分ではない。生きている場所へ行き、その場で観察する必要がある。
そこで重要な役割を果たすのが、ROV（Remotely Operated Vehicle、遠隔操作型無人探査機）である。ROVは海面の船などからケーブルを介して操作され、カメラや照明、各種センサー、ロボットアームなどを使って深海を調査する。
人間が乗り込まないため、有人潜水船とは異なる方法で長時間の調査を行える。その一方で、ROVそのものが深海環境に影響を与える可能性もある。ROVの映像は深海を直接のぞく強力な窓だが、そこに映るものをそのまま「自然そのもの」と考えることには注意が必要である。
ROVはどのように深海へ降りていくのか
ROVにはさまざまな大きさと能力の機体があるが、本格的な深海調査用ROVでは、船と機体をケーブルでつないで運用する方式が一般的である。
このケーブルは単にROVをつなぎ止めているだけではない。機体へ電力を送り、ROVのカメラやセンサーから大量の情報を船上へ伝える役割を持つ場合がある。船上の操縦者は映像を見ながらスラスターを操作し、海底の斜面や岩、生物を避けながら機体を移動させる。
深海では太陽光がほとんど、あるいはまったく届かないため、ROVによる映像観察には人工照明が必要になる。強力なライトで海底を照らし、高感度カメラで撮影することで、人間の目では直接見ることのできない深海の景観が船上のモニターに現れる。
さらに、水温、塩分、溶存酸素などを測定するセンサーを搭載すれば、「どんな生物がいたか」だけでなく、「その生物がどのような水の中にいたか」も記録できる。
ROVは、映像を撮るカメラだけではなく、深海環境を複数の情報から読み解くための観測プラットフォームなのである。
捕獲標本だけでは分からない生き方が見える
深海生物研究では、トロール網などを使った採集も現在なお重要である。しかし、網で得られた標本から分かることと、ROVの映像から分かることは同じではない。
標本を調べれば、体の構造、胃内容物、組織、遺伝情報などについて詳細な研究ができる。一方、採集された時点では、その個体が海中でどのように動いていたのか、何と一緒にいたのか、どの地形を利用していたのかといった情報の多くは失われている。
ROVなら、生物を生息場所にいる状態で観察できる。
たとえば、ある魚が海底から数十センチほど浮いているのか、海底に接しているのかという違いだけでも、その生物の暮らしを考える手掛かりになる。サンゴや海綿の上に特定の甲殻類が繰り返し見つかれば、両者の間に何らかの関係がある可能性も考えられる。
ただし、映像で一緒に写っているだけでは、共生関係が証明されたことにはならない。単なる偶然の接近かもしれず、一方がもう一方を利用している可能性もある。
ROV観察では、「見えた事実」と「そこから考えられる生態」を分けることが重要になる。
ロボットアームで深海の一部を持ち帰る
多くの研究用ROVには、マニピュレーターと呼ばれるロボットアームが装備されている。
操縦者は船上から映像を見ながらアームを動かし、岩石、生物、堆積物などを採取する。採取した試料を容器に入れ、ROVとともに海上へ回収すれば、研究室で詳しく分析できる。
この能力によって、映像観察と標本研究を結び付けられる。
たとえば、映像で特定の場所に密集していた生物を採集し、形態やDNAを調べれば、映像だけでは判別できなかった種を特定できる可能性がある。逆に、採集した個体の正体が分かれば、その個体が映っていた映像をさかのぼり、生息場所や行動を詳しく検討できる。
熱水噴出孔や冷湧水域では、海水や堆積物を採取して化学成分や微生物群集を調べることも重要である。生物の映像だけでなく、その周囲の物理・化学環境を同時に記録することで、生態系が成立する条件を探ることができる。
ROVだから観察できる一瞬がある
深海調査では、目的の生物が必ず現れるわけではない。何時間も海底を移動して、ようやく一匹に出会うこともある。
しかし、その偶然が大きな発見につながる場合がある。
ROVのカメラは、捕食、遊泳、産卵に関係すると考えられる行動、生物同士の接触など、標本では保存できない現象を記録できる。映像として残れば、後から速度や姿勢、周囲の生物との位置関係を検討することも可能になる。
一方、一度だけ観察された行動の意味を断定することは難しい。
ある個体が特徴的な動きをしたとしても、それがその種に共通する行動なのか、ROVを警戒して起こした反応なのか、たまたまその個体だけが行ったものなのかは、一回の観察では区別できないことが多い。
希少な深海生物ほど観察回数が少ないため、映像が珍しいほど解釈には慎重さが求められる。
ROVの光は深海生物に影響しないのか
ROV観察には避けにくい問題がある。人工照明である。
自然の深海では、人間が映像を撮影できるほど強い連続光が存在しない場所が多い。そこへROVが入り、強力なライトを照射する。
生物によって光への感受性は異なるため、反応も一様ではない。光を避ける可能性のある生物もいれば、明確な反応が確認しにくい生物もいる。したがって、ライトに照らされた状態で観察された行動が、照明のない自然状態と完全に同じだとは限らない。
影響を与えうるのは光だけではない。
ROVのスラスターは水流や海底の堆積物を乱すことがある。機体から生じる音や振動も、生物によっては感知される可能性がある。ROVが接近したために逃げた生物は映像から消え、逆に機体や光へ接近した生物は観察されやすくなるかもしれない。
つまり、ROV映像に映る生物の種類や行動には、「ROVに対してどのように反応したか」という偏りが入り込む可能性がある。
映像にいないから、生息していないとは限らない
ROV調査でもう一つ注意すべきなのが、見える範囲の限界である。
カメラが撮影できるのは、ROVの周囲の限られた範囲だけだ。泥の中に潜っている生物、小さすぎて映像では識別できない生物、岩の裏側にいる生物などは見逃される。
また、同じ海底でも昼夜や季節、水塊の変化などによって生物の分布が変わる可能性がある。ある日にROVで通過して何も見えなかったからといって、そこに対象生物が存在しないと直ちに結論付けることはできない。
ROVによる観察結果は、「この時刻に、この場所を、この方法で見たところ、このように観察された」という記録である。
その積み重ねによって分布や生態の全体像へ近づいていく。
深海生物の数を数えることもできる
ROV映像を一定の方法で記録すれば、単に珍しい生物を撮影するだけでなく、生態学的な調査にも利用できる。
一定距離を移動しながら海底を撮影し、映像内に現れた生物を記録すれば、場所ごとの出現状況を比較できる。地形、水深、水温、底質などの情報と組み合わせれば、どの環境にどの生物が多いのかを解析する手掛かりになる。
ただし、映像から個体数を推定する場合にも条件をそろえる必要がある。
カメラの向き、ROVの速度、観察範囲、視界の良し悪しが変われば、同じ数の生物がいても見つけやすさが変わるからだ。移動能力の高い生物では、ROVから逃げたり、逆に近づいたりすることも考慮しなければならない。
そのため、ROV映像から得られる数値は、調査方法や観察条件と切り離して解釈することはできない。
長時間観察で見えてくる深海の日常
ROVの利点の一つは、人間が乗り込む必要がないことである。
有人潜水船では乗員の生命維持が重要な制約になるが、ROVでは機体そのものに人間用の生命維持空間を設ける必要がない。船上から電力を供給できるシステムでは、バッテリーだけで動く無人機とは異なる長時間運用も可能になる。
そのため、同じ場所にとどまって生物を継続観察したり、広い海底を移動しながら映像を記録したりできる。
深海生物については、捕獲された個体の姿は知られていても、自然状態での行動が十分観察されていない種が少なくない。長時間の映像観察が増えれば、これまで断片的にしか分からなかった生活史や行動が明らかになる可能性がある。
ただし、深海は広大である。一台のROVが一回の潜航で観察できる領域は、海洋全体から見ればきわめて限られている。
ROVは深海を見せるが、すべてを見せるわけではない
ROVが映し出す深海には、不思議な生物が突然ライトの中へ現れる瞬間がある。その映像は、かつて標本から想像するしかなかった深海生物の暮らしを、動いている姿として私たちに見せてくれる。
しかし、そこにあるのは深海そのものの完全な再現ではない。
人工光に照らされ、機械が接近した状況で切り取られた、ごく一部の時間と空間である。映像で直接確認できる事実、生態から考えられる推定、まだ検証されていない仮説を区別することで、ROV観察の価値はむしろ高くなる。
ROVは深海の謎を一度に解く機械ではない。
それまで見ることのできなかった場所へ目を運び、試料を持ち帰り、環境を測り、「次に何を確かめるべきか」を教えてくれる探査手段である。
暗闇の向こうにどんな生物がいるのか。その生物は何をしているのか。そして、カメラの外側では何が起きているのか。
ROVが深海へ潜るたびに、答えだけでなく、新しい問いも海上へ持ち帰られている。