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深海底鉱物資源開発のジレンマ

深海底に眠る鉱物資源の開発はそれらの供給不足を解決するものとして 大いに期待されているが、一方で、人間の活動域から遠く離れた生態系で大規模な絶滅を引き起こす恐れもある。

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ZHANG JIANSONG/XINHUA/ALAMY

Nature ダイジェスト Vol. 16 No. 10 | doi : 10.1038/ndigest.2019.191019

原文:Nature (2019-07-25) | doi: 10.1038/d41586-019-02242-y | Seabed mining is coming — bringing mineral riches and fears of epic extinctions

Olive Heffernan

ハンブルク大学(ドイツ)のHjalmar Thielが初めて「クラリオン・クリッパートン海域(Clarion–Clipperton Zone;CCZ)」を訪れたのは、1972年のことだった。CCZとは、東太平洋のハワイからバハ・カリフォルニア半島にわたって東西に長く伸びる、クラリオン断裂帯とクリッパートン断裂帯に挟まれた広大な海域のことで、多くの有用元素が手付かずのまま大量に眠る、世界有数の海域である。水深約4000mの深海に広がる軟らかな泥で覆われた海底には、銅、ニッケル、マンガンなどの貴重な金属の鉱物が沈着したジャガイモ大の多金属団塊が、何兆個も転がっているのだ。

生態学者であるThielのお目当ては、この海域の「メイオファウナ」。多金属団塊の表面や泥の中に生息する、当時はまだほとんど研究されていなかった微小な動物群だった。しかし、彼が航海を共にしていたのは深海底鉱物資源の商業開発を目指す人々で、海底のお宝を集めることしか頭になく、「何度も喧嘩になりました」とThielは言う。また別の航海で、紅海の深海底の金属に富んだ泥から鉱石を得ようと目論む開発業者に同行した際には、彼らの計画通りに海面から不要な堆積物を投棄すれば海中のプランクトンが窒息してしまうと警告したThielに対し、相手は憤慨。「もう少しで海に沈められるところでした」と彼は振り返る。

その後も業者と衝突を繰り返したThielは、ある時、「深海底鉱物資源の開発が環境に及ぼす影響をどのように検証するつもりなのか」と問いただした。すると、「君がやれば?」と突き放されたことから、彼は1989年に独自で検証を行うことにしたという。

それから30年、Thielらがこの時考案した「深海底生態系攪乱・再生実験(DISturbance and reCOLonization experiment;DISCOL)」は今なお、深海底鉱物資源の商業開発が環境に及ぼす影響を探る実験としては最大のものであり続けている。DISCOLは、畑を耕起・砕土するのに使う農機具を模して特別に設計された幅8mの「プラウ・ハロー」という装置で海底を引っかき、採掘活動による海底の攪乱をシミュレートしたもので、東太平洋ペルー海盆の約11km2の円形区画で行われた。プラウ・ハローが通った跡では掘り起こされた堆積物によって団塊や動物が埋まり、攪乱で大きく舞い上がった堆積物は周辺海域にまで広がって、そこに生息する動物を生き埋めにした。DISCOLによって、海底鉱物資源開発の影響が誰も想像しなかったほど広範に及ぶことが明らかになったが、この実験では団塊の採取は行われておらず、実際の開発のように団塊が取り除かれていれば、破壊の状況はさらに深刻だったと考えられる。

クラリオン・クリッパートン海域の海底を埋め尽くす無数の多金属団塊。 | 拡大する

ROV KIEL 6000, GEOMAR (CC BY 4.0)

その後、DISCOLの基本的なアプローチを拡張しようと多くの計画が考案されてきたが、主に技術面と資金面の問題から、成功に至ったものは1つもない。最新の例では、ベルギーの海洋エンジニアリング大手DEMEグループの子会社であるグローバル・シー・ミネラル・リソーシズ(Global Sea Mineral Resources;ベルギー・オースデンテ、以下GSR)が、2019年4月にCCZでの団塊集鉱機「Patania II」の機能試験を予定していたが、技術的問題により直前になって中止された。Patania IIは、海底から多金属団塊を吸い上げて集鉱する機能を備えた重さ25tにもなるトラクターで、より現実的な海底鉱物資源開発の影響の理解が得られると期待されていた。

「明らかに重大な挫折といえるでしょう」と語るのは、国際自然保護連合(IUCN)の公海政策顧問Kristina Gjerdeだ。「こうした大型機械と海洋環境との相互作用がどのようなものになるかを垣間見ることのできる、またとない機会だったので残念です」。

こうした迷走は、1970年代に深海底からの有用金属の抽出が技術的に可能であることが示されて以来、半世紀近く続いている。企業や国家はこれまでに何度も、深海底鉱石の採掘をすぐにでも始めると約束してきたが、商業開発はさまざまな理由から頓挫している。巨額の先行投資、深海底鉱物資源の価格低迷、国際的な規制の不在などが、投資家を慎重にさせてきたのだ。

シンガポールの船舶設計会社シーテック(SeaTech)の設立者でディレクターのGovinder Singh Chopraは、「技術はあるのです。業界を躊躇させてきたのは、資金獲得と規制の不確実性でした」と言う。

ところがここに来て、この新興産業がついに本格的に始動しようとしている。電気自動車に動力を供給したり、風力発電や太陽光発電で得たエネルギーを貯蔵したりするための電池の需要が高まった結果、多くの有用金属の価格が高騰し、深海底鉱物資源の開発事業がより魅力的なものになってきたのである。それだけではない。業界が長年待ち望んできた開発規制が、国際海底機構(International Seabed Authority;ISA)によって2020年までに採択される見通しとなったのだ。これによって、国際深海底に割り当てられた「鉱区」で最長30年間にわたり商業開発を独占的に行うための申請・契約が可能になる。探査に限っていえば、すでに29の契約者(コントラクター)がこうした鉱区で活動を進めており、そのうちCCZに探査鉱区を持つコントラクターは16で、それらの鉱区を合わせるとCCZの約20%が対象となる。

この業界への投資も目に見えて増えている。例えば2019年6月には、カナダのスタートアップ企業ディープグリーン(DeepGreen;バンクーバー)が、CCZでの多金属団塊の採集を念頭に置いた技術開発資金として1億5000万ドル(約160億円)を調達したことを発表した。これは複数の会社による段階的投資の結果で、深海底鉱物資源開発の未来に対する信用の高まりを示している。

これに対し科学者や自然保護活動家たちは、環境に深刻な影響を及ぼすことなく採掘を行うための情報が十分に得られていないにもかかわらず、規制の発効によって商業開発が始まってしまうことを危惧している。現時点で存在するわずかなデータからは、深海底鉱物資源の開発が海洋生物に対して破壊的な、ともすると取り返しのつかない影響を及ぼす可能性があることが示唆されているからだ。

DISCOL実験の終了後、科学者たちは状況を確認するために現場を計4回訪れている。直近の調査は2015年だが、その時もまだ回復の様子は見られなかったという。プラウ・ハローの跡は、26年前と同じく一目で分かる状態で、この場所に特徴的だったカイメン、ウミトサカ、イソギンチャクなどの動物はほとんど戻っていなかった。「実験がもたらした攪乱は、我々が想像したよりもはるかに強く、はるかに長く続くものでした」とThielは言う。

静かな場所

深海底に生息するイソギンチャク。 | 拡大する

Humberto Ramirez/Moment/Getty

一般に「水深200m以上の海域」と定義される深海は、まさに極限の世界である。海底付近の水温は多くの場所で0℃付近と低く、光はほとんど届かず暗黒で、圧力は場所によっては1000気圧以上(ちょうど足の親指にゾウを2頭載せたのと同じくらい)に達することもある。だが、そんな世界でも生命は繁栄している。深海には無数の生態系が存在し、その研究は始まったばかりだ。

深海底鉱物資源の開発業者が探査区域として注目してきた環境には、3つの種類がある。1つ目は、CCZのような「深海平原」で、ここには魚の骨やサメの歯、貝殻、岩石の破片などといった小さな物体を核として、数百万年の歳月をかけ、鉱物が沈着して形成された多金属団塊が無数に散らばっている。深海平原は、地球上で最も静かで人間の活動域から最も遠く離れた生態系の1つであり、細粒堆積物が1000年に1cm程度のペースで降り積もるという低エネルギー環境だが、多毛類の蠕虫や甲殻類、カイメン、ナマコ、ヒトデ、クモヒトデ、ウニの他、各種の深海魚、無数の微生物、堆積物中に生息する微小な生物など、実に多様な生物のすみかとなっている。

深海平原CCZの海底で見つかった生物。左上から時計回りにエボシナマコ、ウニ、ナマコ2種。 | 拡大する

DeepCCZ Project

2つ目は、深海平原から数千mの高さにそびえ立つ海山を覆う、金属に富んだ「クラスト」である。これらのクラストには、コバルトや白金、モリブデンなどの価値の高い金属が大量に含まれている。海山環境には、サンゴや、カイメンなどの濾過摂食動物の他、マグロやサメ、イルカ、ウミガメなども生息している。

3つ目の種類として注目されているのは、銅や鉛、亜鉛、金、銀を豊富に含む「多金属硫化物鉱床」で、こうした塊状硫化物は、海盆を走る火山性海嶺に沿って見られる熱水噴出孔の周囲で形成されることから、「海底熱水鉱床」と呼ばれることも多い。熱水噴出孔は、「雪男ガニ(イエティクラブ)」の通称で知られる黄金のふさふさした毛が特徴的な盲目の甲殻類Kiwa hirsutaや、鉄の鱗の「装甲」で覆われた軟体動物ウロコフネタマガイ(Chrysomallon squamiferum)など、独特な生物を数多く育んでいる。ウロコフネタマガイは、深海底鉱物資源開発の脅威によって絶滅の危機にさらされていると宣言された最初の深海動物である(2019年7月に公表されたIUCNの最新版レッドリストで絶滅危惧IB類として掲載された)。

これらの海底鉱床のうち最初に開発されるのはパプアニューギニアの領海内にある海底熱水鉱床だろうと、関係者たちは当初予想していた。ここでは、カナダのノーチラス・ミネラルズ社(Nautilus Minerals;トロント)が鉱区を取得して2007年から探査プロジェクトを進めており、有望視されていたからだ。ところが、資金難と地元の反対にあって計画は頓挫。最終的に同社が解散となったことで、CCZが深海底鉱物資源開発の試験場として最有力候補となった。この海域の多金属団塊には、陸上の既知の鉱床を全て合わせたよりも多くのコバルト、マンガン、ニッケルが含まれていると推定されている(「海底のお宝」参照)。

海底のお宝
海の底には、極めて有用な金属を含む鉱石の鉱床がある。その埋蔵量は膨大で、開発業者は深海底の3つの種類の鉱床について採掘の可能性を探っている。それらは、深海平原を埋め尽くす多金属団塊、海山を覆う金属に富んだクラスト、そして、中央海嶺沿いの熱水噴出孔の近くに形成する多金属硫化物鉱床(海底熱水鉱床ともいう)である。商業開発の観点から注目を集めているのは太平洋のクラリオン・クリッパートン海域(CCZ)の多金属団塊で、一部の金属については、CCZの埋蔵量は陸上の全ての鉱床の埋蔵量の合算より多いと見積もられている。 | 拡大する

SOURCES: MAP, M. HANNIGTON ET AL. NATURE GEOSCI. 10, 158–159 (2017); DATA, J. R. HEIN ET AL. ORE GEOL. REV. 51, 1–14 (2013)

1972年にThielが最初にCCZを訪れた時と比べると、この海域についての理解ははるかに深まっている。ハワイ大学マノア校(米国ホノルル)の深海生物学者Craig Smithは、CCZの生物群集を30年にわたって調べ、ナマコやウニ、ウミトサカ、ヒトデ、イソギンチャク、蠕虫など多くの深海生物を採集してきた。彼の研究グループがこれまでに採集した動物種の約90%が未記載種で、それらには、深海の他の場所では見つかっていない希少種も複数含まれるという。Smithは、これまでに調べられた区域は、CCZの全海域のわずか0.01%にすぎないと考えている。

英国に割り当てられた5万5000km2の鉱区で深海生物を採集した際は、実に1000種以上もの動物種が得られて驚いた、とSmithは語る。それでも、この数はこの鉱区に生息する全ての動物の半分にも満たないはずだという。「微生物はこの数に入っていませんが、10万種以上はいます」とSmith。「CCZには数千種の固有種が生息していると思われます。私は数十年にわたってこの海域の生物多様性を調べていますが、まだあまり分かっていないのが現状です」。こうした生物の中には分布域が狭い種もいる可能性があり、CCZから姿を消せば地球上から絶滅したことになってしまう。

データのギャップ

深海底鉱物資源の開発は、一部の深海生物種を脅かすものである一方、海底環境の生物多様性に対する人々の意識を高める役割も果たしてきた。国際法によって、コントラクターは割り当てられた鉱区にどのような生物が生息しているか評価を行うよう定められており、開発業者がこうしたベースライン(開発前の状態)を確立できるよう、Smithをはじめ多くの深海生物学者たちが生態学的調査を行っている。ベースラインデータを得て初めて、業者は各自の装置が周囲の環境にどのような影響を及ぼすか、さらなる試験を行うことができる。

これらの調査の目的は、コントラクターやISAが、開発が環境に及ぼし得るいかなる影響も軽減し、環境管理計画を策定できるようにすることにある。しかし実際のところ、ベースラインデータの要件が不十分なためにこの制度はうまくいっていないと、研究者たちは口をそろえる。

データはこれまで非公開だったが、2019年7月にISAでデータリポジトリの運用が開始され、一般に公開されるようになった。英国立海洋学センター(サウサンプトン)の深海生態学者Daniel Jonesは、「これで実態が明らかになるでしょう。コントラクターのデータの質と量について初めて手掛かりが得られるのです。想像するに、それらのデータのほとんどは、我々から見て『徹底したベースライン評価』といえるものではないと思います」と語る。

研究者たちの懸念はもう1つある。商業開発が実際に始まるまでは、巨大な採掘装置の環境への影響を試験する必要がないとされていることだ。多金属団塊の探査に関しては、1970年から現在まで小規模な試験が12回行われただけで、そのほとんどが海底の攪乱に幅2.5mほどの小さな装置を使っていた。そんな中、Thielらが行ったDISCOLは、装置の幅が8mと大きく、広範な区画で行われ、長期にわたる時系列データが得られている点で、最も高度な試験だと評価されている。「どの研究にも欠点があり、DISCOLも完璧ではありません。それでも、これまでに実施されたものの中では最も優れています」とJonesは言う。

科学者や自然保護活動家の多くは、これらの問題の一部の根源はISAが二重の責務を負っていることにある、と指摘する。ISAは、1994年に国連海洋条約に基づいて設立された際、国際深海底を深刻な害から守ることと、その資源を開発して人類に恩恵をもたらすことという2つの使命を負うことになった(領海では各国が海底鉱物資源の開発について独自の規制を定めることができるが、それらは少なくとも2020年にISAで採択される開発規制と同程度に厳しいものでなければならない)。英国のピュー慈善信託(ロンドン)の海事弁護士Hannah Lilyは、あくまでも個人の意見であるとした上で、「ISAはいわば密猟者であり、猟場の番人でもあるのです」と語る。

ISAもこれらの懸念を認識しており、「ISAは、規制の対象となる活動において、適切な環境アセスメントと環境保全が行われるよう保証することを極めて重要な義務としています」とコメントしている。

さらには、「ISAの決定は168の構成国の総意によるものであり、全ての構成国が1票ずつ投票権を持っています」ともある。だが、今のところ、構成国によって承認されたのは探査活動のみである。

これに対し、ベルギーのコントラクターであるGSR社は、コントラクターとISAは大いに前進していると反論する。同社によると、ISAは環境への影響が特に懸念されている9つの海域を開発対象から除外するなど、積極的に環境管理計画を策定しており、これによってCCZの約30%に相当する海域で生物多様性が守られることになるという。

堆積物に埋もれる

CCZで商業開発が行われることになったとしても、それはまだ10年近く先のことだ。GSR社は、2027年までに商業的な深海底採掘場を開くことを目指している。では、実際に採掘が始まったら、そこで繰り広げられる光景はどのようなものだろう。コンバインほどもある大型の機械が海底を這い回り、多金属団塊と、周囲の軟らかな堆積物を表面から約10cmにわたって次々と吸い上げていく。多金属団塊の成長速度は非常に遅いため、ひとたび採集されれば、事実上その海底からは団塊が永遠に失われることになると科学者たちは言う。

団塊は、CCZの多くの生物にとって、かけがえのない生息地である。オランダ王立海洋研究所(テセル)の海洋システム科学者Henko de Stigterは、「採掘エリアにいる動物のほとんどが死滅するでしょう。一帯にいる大型の動物の大半と、団塊に付着している全ての生物が死ぬことになります。それは確かでしょうね」と言う。多くの科学者が、彼のこうした見方を共有している。

しかし、CCZでの採掘の影響は、多金属団塊周辺の生態系を破壊するだけにとどまらない。団塊集鉱機が海底を走り回ると、軟らかな堆積物がもうもうと巻き上げられ、この泥煙は場合によっては何万kmも離れた所まで広がり、そこで再び堆積する。泥煙の密度が高い所では、海底の動物を生き埋めにして窒息させてしまうこともある。だが、泥煙となった堆積物が実際にどこまで広がるかは、まだ誰も知らない。「舞い上がった堆積物がどこまで到達するか、その広さがようやく分かってきたところで、具体的な影響までは全く分かっていません」とde Stigterは言う。彼はそうした影響の手掛かりを得るべく、2019年8月に地中海の浅海域で多金属団塊集鉱装置の試作機が及ぼす影響の調査を行っている。

科学者たちは、海底での調査や試験だけでなく、研究室での模擬実験やコンピューターシミュレーションでも、攪乱を受けた堆積物の影響を調べている。2019年1月に発表されたコンピューターモデリング研究(B. Gillard et al. Elem. Sci. Anth. 7, 5; 2019)では、舞い上がった堆積物が沈降するのに要する時間は、条件によっては現在の推定より10倍も長くなる場合があることが示された。堆積物が浮遊している時間が長ければ、それだけ遠くまで広がることになるだろう。また、一部の研究者は、採掘操作によって舞い上がる堆積物が微量であっても、それは遠くの海底生物を窒息死させるのに十分な量である可能性があると考えている。

CCZでは、集鉱機によって海底で集められた多金属団塊が長さ数kmに及ぶ揚鉱管で洋上の大型支援船に運ばれ、そこで1日に数百万個の多金属団塊が選別されるとともに、不要な堆積物は海へと戻されることになる。つまり、ここでも堆積物の泥煙が生じる。しかし現段階では、不要な堆積物をどの深さで放出するかははっきりしない。深海底に戻すにはコストがかさみ、技術的にも困難であるためだ。提案されている1つの方法に、水深1000mの海中に堆積物を放出するというものがあるが、この深さでも海底まではまだ数千mある。科学者たちは、ちょうど30年前にThielが懸念したように、こうした堆積物の放出が中深層の生物に害を及ぼしたり、それらの命を奪ったりするのではないかと危惧している。

問題は、こうした深海環境に関する情報がまだまだ不足していて、研究者たちは、どのようにリスクを定義すればよいかさえ分からないことだ。「深刻な害とは一体何でしょう。明らかに越えてはならない一線というものはいくつかありますが、この問いに対する確実な答えはまだありません」と指摘するのは、ISAの法律・技術委員会(LTC)で委員を務める3人の生態学者の1人Gordon Patersonだ。LTCは、ISAの科学諮問委員会ともいえる機関である。Patersonは、「我々は、地球規模の絶滅が深刻な害であることは理解しています。また、炭素隔離への干渉も深刻な害だと分かります。科学者たちは、深海底鉱物資源の開発がCCZで局所絶滅を引き起こすことになると知っていますが、それはCCZ全域での話でしょうか、それとも採掘が行われる限られた海域だけの話なのでしょうか。実に複雑な問題です」と問い掛ける。

開発を始めるに当たって

データ不足が明らかであるにもかかわらず、ISAは2020年の開発規制採択を目指して準備を進めている。2019年7月には、事務局が置かれているジャマイカのキングストンで年次総会および理事会が開かれ、商業開発の進め方についてのあらゆる側面(環境、管理、財政など)を網羅した開発規制の草案が議論された。ISAは、科学者の声に耳を傾け、規制の策定に当たってその助言を取り入れている、との立場を示している。ISAの事務局長Michael Lodgeは、「産業活動のためにここまで入念な準備が行われた例は過去にありません」と言う。彼は、開発規制は一般的な指針を与えるもので、時代とともにより先進的な基準を定める余地があると考えている。

この点は、多くの科学者が同意している。GEOMARヘルムホルツ海洋研究センター・キール(ドイツ・キール)の生物地球化学者Matthias Haeckelは、「石油や天然ガスの生産、森林伐採、核廃棄物の処理などについて人類が過去にやってきたことに比べれば、はるかに良い対応です」と語る。

一方で、ISAが助言を求めている専門家はLTCの3人の生態学者だけだ、と批判する研究者たちもいる。しかしデューク大学(米国ノースカロライナ州ダラム)の深海生物学者Cindy Van Doverは、多くの科学者がISAに対して自発的に支援を申し出ていて、自分もその1人だという。「ISAは、表舞台には出ないたくさんの科学によって支えられているのです」。

ISAに向けられるもう1つの非難は、決定を下す過程に透明性が欠けていることだ。GjerdeとJonesはその例として、LTCの会合が非公開である上、報告書には詳細が不足していることを挙げる。特に、探査の許可に当たって科学者への相談が少なかったことに、多くの科学者は不満を抱いている。例えば、2018年にポーランドが大西洋中央海嶺で1万km2の探査鉱区を割り当てられたのだが、この鉱区は、国際連合教育科学文化機関(UNESCO)が新たな枠組みとして模索している「公海の世界遺産」の候補である、「ロストシティー(Lost City)」と呼ばれる独特な熱水噴出域に隣接しており、科学者と自然保護活動家の両方から異議が唱えられている。2000年にロストシティーを発見したチームの一員であるチューリヒ工科大学(スイス)の生物学者Gretchen Früh-Greenもその1人だ。

また、多くの人々が業界に対して、商業開発が本格的に始まる前に、深海底鉱物資源の開発が引き起こし得る悪影響を判断するためのより良い方法を見つけてほしいと願っている。「DISCOLの発明者として、より優れた実験の必要性を訴えたいですね」とThielは言う。けれどもコントラクターは、本格的な試掘には費用がかかり過ぎて非現実的だと言う。

ISAは前進こそが利益になると考えている。「開発が始まれば監視も始まります。そうすれば基準を設定でき、実際の活動の監視に基づくフィードバックループが完成したら、今度はそうした基準を徐々に厳しくしていくことができます」とLodgeは説明する。

だが、成り行き任せのこうしたアプローチが成功すると誰もが信じているわけではない。「業界が開発にこぎ着けて、投資もしていれば、確実に採掘したいと考えるのは当然です。とすれば、試掘の監視は状況を大きく変えるものにはならないでしょう」とThielは言う。これに対し、Jonesも「ひとたび発効した規制を改正するのは極めて困難です。多数の構成国が少ない会合で合意に至る必要があるからです」と同意する。

当面の課題として、ISAは開発規制の草案について168カ国の合意を取り付けるという大変な作業を進めなければならない。科学者や自然保護活動家たちは、この規制によって業界に責任ある行動が義務付けられることを願うばかりだ。この草案が採択され発効した後は、開発業者がこの投機的事業のために資金を調達し、必要な装置や機器を製作して試験を行うのにさらに数年はかかるだろう。そう考えると、科学者たちが海底からの鉱物採集に伴うリスクを正確に評価する方法を改善できる機会は、まだあるはずだ。「我々の頭まで海底の堆積物に埋もれさせてはいけません。今こそ行動すべきなのです」とVan Doverは言う。

(翻訳:三枝小夜子)

Olive Heffernanは、アイルランド・ダブリン在住の科学ジャーナリスト。

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Nature ダイジェスト Online edition: ISSN 2424-0702 Print edition: ISSN 2189-7778

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