科学機器

産 学 官との 連 携

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科学の峰々

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国立研究開発法人 海洋研究開発機構（JAMSTEC）生物地球化学研究分野 分野長

大河内 直彦 先生 に聞く

海洋・地球・生命の姿 下
聞き手：南鈴木藏満岡田

取材日：2016年8月8日
東京科学機器協会会議室

明則 日本科学機器協会 広報副委員長
同
広報委員
裕之
同専務理事
邦弘
同事務局長
康弘

（取材・撮影・編集協力：クリエイティブ・レイ㈱安井久雄）

大河内 直彦 先生のプロフィール〈経歴〉
1966年 京都市生まれ
1990年 東京大学理学系研究科地学科卒業
1995年 東京大学理学系大学院地質学専攻卒業（博士）
1995年 京都大学生態学研究センター 研究員
1996年 北海道大学低温科学研究所 助手
1999年 米国ウッズホール海洋研究所 博士研究員
2002年 海洋研究開発機構 地球内部変動研究センター入所
2014年 海洋研究開発機構 生物地球化学研究分野 分野長〈主な研究テーマ〉
堆積物中の有機化合物を用いた古環境の復元に関する研究
湖沼や海洋における有機化合物の同位体比を規定する要因に関する研究
堆積物中の有機物を分析する新しい手法の開発とその応用に関する研究
堆積物中に生息する微生物プロセスに関する研究〈賞〉
1998年 日本地球化学会奨励賞
2004年 IFREE Award
2009年 講談社科学出版賞
2013年 海洋化学学術賞

著書左から「地球のからくり」に挑む／新潮新書「チェンジング・ブルー」
気候変動の謎に迫る／岩波書店「地球の履歴書」／新潮選書

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地球に氷河期と間氷期が周期的に訪れる理由─ これまで大河内先生のご経半球は陸地が多いため、暖まりやが鍵になるようです。その日射量すく冷めやすいからです。他方、の違いによって、氷期になったり、南半球は海洋が多いため、暖まり間期になったりしていて、地球はにくく、冷めにくく気候のバッファー氷期と間氷期の2つがあって、安となります。

定しているのです。

歴やJAMSTECの概要などにつまた、地球の自転軸の傾きは現

ちなみに、地球の軌道の変化といてお話を伺ってきましたが、在23.4度ですが、この傾きは固定氷期、間氷期を初めて関連づけ

ここで先生のご専門である海底されているわけではなく、約4 万年たのは、ミランコビッチというセルビの堆積物を調べることによって周期で、２度程度変化します。こアの研究者で、1920年代のことで分かってきた、地球の気候や海のため太陽の入射エネルギーが変した。

洋の変遷についてお聞きしたい

わり、地球の気候に影響を与えると思います。のです。

それともう一つ、地球の気候システムにとって大きな働きをしている

さらに、地球が太陽の周りを回ものに海洋の大循環があります。

海底から掘り出した堆積る公転軌道も影響します。公転軌

太陽からのエネルギーは低緯度の物を調べるときに着目する点は、道は楕円を描いていて、これにより地域で多く、高緯度の地域では堆積物の中に入っている有孔虫と太陽と地球の距離は日々変わりま少ないので、そのままだと赤道付いうプランクトンの化石です。このす。公転軌道の楕円も、木星の近はどんどん暑くなってしまいます。

化石は炭酸カルシウムでできてい重力の影響を受け、少しずつ変わしかし、そうはなりません。て、その中にある酸素の安定同位ります。これらによって太陽と地球

理由は低緯度域から高緯度域体比を測定します。そうすることで、の距離が変わり、太陽から受けるへ大気や海洋によって熱が輸送さ過去の水温や氷床量を推定するこエネルギー量もわずかですが、変れているためです。海洋は熱輸送とができるのです。

化します。のおよそ3割を担っており、その半大河内

そこから分かるのは、地球は数こうした変化を加味すると、氷期分が海底の深層水循環の働きによ

万年というスケールで、周期的にと間氷期についてうまく説明できるります。低緯度からスタートした暖氷河期になったり間氷期になったりのです。

流は、極域で冷やされ海底へ沈しているということです。氷期と間これまでの研究によると、北緯氷期の気温変動の幅は平均で7℃60度あたりで、夏に当たる日射量み込み、エネルギーを再分配しているのです。

ぐらいだと考えられています。
─ 周期的に氷期になる理由は分かっているのでしょうか。
大河内 太陽が与えるエネルギーが地球の唯一のエネルギー源ですが、その太陽エネルギーが地球の北半球高緯度に、夏季、どれだけ当たるかが重要な鍵になります。地球に届く太陽エネルギーの総量は変わらないのですが、北21No.

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江戸時代は気温が低く明治になり気温が上昇

氷河期だった2万年前に比べ海面は130メートル上昇

海峡から黒海に流れ込み、黒海沿岸に大洪水が起こったのです。
─ 近年の海面上昇は、どのくらい─ 地球の気温はどのように変化し─ 海水面については、どのようてきたと考えられているのでしょうか。に変動してきたのでしょうか。のペースで進んでいるのでしょうか。
大河内

大河内

過去1300年間の北半球

大河内

氷床はもともとは海水で、明治維新の頃は、海面は今より25センチほど低かったことの気温変動を見てみると、例えば、それが蒸発し雨や雪となってできたが分かっています。1900年代は平奈良時代の終わりごろは、今よりもものです。氷河期には氷床の分だ均して年間2ミリのペースで上昇す

少々寒く、平安時代の中ごろは現

け海水量が減り、海面が下がりまるようになり、2000年代に入ると年代に近い気温でした。鎌倉時代す。約2万年前の氷河期には、間3ミリのペースになりました。去年から室町時代は現在よりも気温は海面は現在より130メートルほど低は1年で3.4ミリ海面が上昇しており、少し低く、江戸時代はさらに寒くないところにありました。その後、氷過去数千年の中でもっとも海面がりますが、明治時代になり気温が期から間氷期にかけての気温の上昇した年になりました。

上がり始めます。

上昇とともに、何度かの急激な海1900年から第2次世界大戦あた面上昇が起こっています。

海面上昇の理由は、山岳氷河が溶けたことや、海の表面の水温りまでは少しずつ温暖化していき、例えば、旧約聖書にあるノアのその後やや涼しくなりますが、1970方舟の話は、黒海で起こった洪水年代半ば以降から現在まで気温ではないか考えられています。現在、はずっと上昇し続けており、温暖黒海はトルコにあるボスポラス海峡

─ 年間3ミリのペースで海面が化の傾向が見られます。

で地中海とつながっています。ボス

上昇すると、単純に計算すればポラス海峡を跨いで広がっている

100年後には30cm上昇することにのがイスタンブールの街です。

なりますね。

東京の平均気温を見ると、この130年の間に3.5℃ほど上昇していが上がって海水が少し膨張したことなどが挙げられます。

ます。東京の場合は地球温暖化とボスポラス海峡の水深は30〜40ともに、都市化の影響もあります。

メートルほどですが、氷期にはここ大河内

都市化していないハワイを見てみるは陸地で、黒海は湖でした。とこがあり、それはグリーンランドや西と、過去100年の間に1度ほど上昇ろが、ある時期、海面が急に上昇

南極の氷床が崩壊することです。

しています。

したことにより、海水がボスポラス

これらの場所では大きな氷床が陸今、心配されていること地から海へ伸びて、例えるとオンザロックのように氷床が海水に浸かっている状態になっています。
これらの氷床は少しずつ溶けているのですが、海水温が上昇してどんどん溶けていくと、あるところで崩壊することが懸念されています。
これが今、研究のターゲットになっていて、もしそうなると海面は一気に3〜4メートルほど上昇すると考えられています。

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─ もし地球上の氷床が溶けて海面上昇によって人々が住めなくなしまうと、どういうことが起こるのります。そうなれば隣国へ人々がまた、1950年代にアメリカの研でしょうか。

移動したり、それによって戦争が起究所が、ハワイや南極で大気中こる恐れもあります。の二酸化炭素濃度のモニタリング

大河内

化炭素濃度が復元されました。

南極とグリーンランドの氷

また、地球温暖化によって、雨床が溶けてしまうと、海面は60メーの降る場所が変わっていきます。そそれらの研究結果を見ても、産トルほど上昇します。

うすると穀物生産にも変化が起き、業革命以降、大気中の二酸化炭

地球温暖化の悪いシナリオとい世界的な食料不足や食料問題を素の濃度が大きく上昇していること

うことで言うと、今、気候の研究引き起こすかもしれません。このまが分かります。

者の間で懸念されているのが、超まだと、地球温暖化は深刻な政治間氷期があるかもしれないというこ経済の問題になっていくでしょう。とです。地球温暖化があるポイントを超えてしまうと、温暖化が一気に加速していくというものです。
それに関してモデルシミュレーショ

南極の氷の分析から過 去の二 酸 化 炭 素 濃 度が分かるを始め、現在に至っています。

─ COP（国連気候変動枠組条約締約国会議）に関する報道などを見ても、温暖化の対策で世界がまとまるのは難しいようですね。
大河内ンが行われていますが、いつ起こる国際会議を開き、いくら─ 地球温暖化の要因となって枠組を作っても、各国は総論賛成、いる大気中の二酸化炭素の濃度各論反対で、対策はあまり進んで─ 海抜の低い土地や国にとっが、過去から現在までどのようにいないというのが実情でしょう。科ては深刻な問題ですね。

変遷してきたかというのは、どの学者たちがどんなに温暖化の危険ように調べるのでしょうか。

性を指摘しても、政治や経済の状かは現時点では分かっていません。

大河内

地球温暖化は気温の上況によって多くの政策は決まるので、昇や海面の上昇だけでなく、別の大河内問題も引き起こします。それは国氷床には、太古の氷が堆積してい地球温暖化問題はこの数年での安全保障の問題にもなっていくます。その氷の中には気泡が閉じ潮目が変わったように感じます。以かもしれません。

こめられています。そこから過去前は、温室効果ガスの排出を削減数十万年にも及ぶ大気中の二酸し、温暖化を食い止めようというス

現在も海面すれすれの国では、南極やグリーンランドのなかなか対策は進みません。

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産 学 官との 連 携タンスでした。しかし、最近は大ていて、京都府代表にもなったの

─ このところ世界の大学ランキ

幅な排出削減は無理なので、温ですが、成績は中ぐらいでした。

ングがメディアなどでも報道される

暖化にどう対処するかという視点通っていたのが進学校だったこようになり、東京大学をはじめ日に変わってきているように思えます。ともあり、頑張ればなんとかなるとい本の大学の順位が、以前と比べその1つは地球工学、ジオエンうところがありました。その辺りは進て落ちていると言われますが…。

ジニアリングといい、排出した二酸学校のメリットかもしれません。
大河内化炭素を液化して固定し、地中に大学のランキングを算出埋めて、回収しようというものです。

─ 先生の息子さんは現在、高するとき、論文や外国人教授や留技術的には可能ですが、コスト校に通っていますが、今の高校学生の数など、多くのポイントがあり、が高く、また、埋める場所の問題や、について感じることはありますか。

ランキングを作っている機関がそれ埋めた二酸化炭素が漏出した際に係数をかけて順位を出していまの対応など、まだ越えねばならな

大河内

私立の高校へ行っていす。ランキングを作るところが、自い多くのハードルがあります。残念るのですが、私たちの頃とは全然分の国の大学が有利になるようなながら、この技術はまだ試験運用違い、英会話やディベートの授業、係数を勝手にかけることもできるわの段階と言えるでしょう。

IT関係の特別なセミナーがあったけですから、そういうランキングをり、学校が海外留学やホームステ気にする必要はないでしょう。

科学者に大切なのは論理的思考や集中力─ 話題は変わりますが、先生イの面倒をみてくれたり、自分たちランキングが好きな人や気にするの頃にあったらよかったのにと思うよ

人はけっこういますが、日本の大うなものがいろいろあって、驚かさ学は相変わらず高いレベルにあるれます。と思います。ただ国際化という点が学問に興味を覚え、地質学のでは、日本の大学は確かに遅れて道に進むことになったきっかけを─ 大河内先生は科学者としていると思います。日本には日本語とお話しいただけますか。また、日の道を歩んでこられたわけですが、いう特殊な言語体系があり、あら本の理科教育について思うことを、科学者に必要なことはどのようなゆる分野の教科書が日本語で書お聞かせいただけますか。

ことだと思われますか。

かれています。その点、他のアジアの大学、例えば、フィリピン、イ

学問に興味を持ったの

大河内 日本ではペーパーテスト

ンドネシア、マレーシアなどでも、は、父が言語学の研究者だったこで何点取ったかによって、自分は授業を英語で行っています。そのとも影響したように思います。地質

理科が苦手なので理系には行かあたりが、日本の大学の国際化が学に進んだのは、なんとなく昔からないとか、数学ができないから文遅れている要因のひとつです。

地学と馬が合ったためです。

系に行くとか、決めてしまうところが大河内

科学機器は自分の手で徹底的に改造

高校になると理系と文系に分けあります。高校などの進路指導もられますが、実はそれ以前はずっそんな感じで進んでしまうのでしょう。と文系でした。理系だと理科はだ

しかし、科学者にとってもっと重いたい物理や化学を取りますが、要なのは、科学的思考、論理的─ 地質学や気候の研究では科地学は暗記科目のようなところがあ思考ができるかどうかということで学機器は欠かせない道具だと思りましたね。

す。それと集中して何かを何時間いますが、主にどのような科学機

ただ、高校時代は1年生から3でもやっていられる人なら誰でも、器を使われているのでしょうか。

年生まで、ハンドボールばかりやっ研究者に向いていると思います。

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大河内

私がよく使っているのはNo.

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ガスクロや高速液体クロマト、質量分析計などです。基本的に機2016・10器は自分たちでチューンナップします。そこまで改造するのかと言われるくらい、手を加えていて、中には改造に失敗したものもあります。
機器は高額ですが、科学の世界でよい仕事をした人には、そうやって自分たちで機器に手を加えてきた人が多いのではないでしょうか。
分野にもよりけりでしょうが、売られている機器をそのまま使っていて私から科学機器のメーカーに望重要なことです。しかし、こういっも、トップには立てません。それを目むことは、私たち研究者と一緒にたことに過度に捉われて、自由な的に合わせて改造し、他の研究者なって、目的に合わせた機器の最発想やチャレンジ精神といった科が出せないデータを出したい。それ適化や改良を一緒になって考えて学を進歩させる原動力が削がれるが研究者としてのメンタリティーです。

くれるコンシェルジュ的な人がいてことも同時に問題です。この10年そのようにして得た研究成果やほしいということです。私たち研究ぐらいの間、私は窮屈さがずいぶ機器がやがて評価され、どこかの者のリクエストは、配管を少し曲げんと増した気がします。何事も長所企業がその機器を作る。誰かがてほしいとか、比較的細かいものと短所がありますが、両者の間でそれをまた改造して新しい研究成が多いのも事実です。

バランスをとるという大局観を失って果を出し、さらに新しい機器が生まそういう要求にきちんと応えてくれしまっては、元も子もありません。

れる。科学の世界はそれを繰り返るところは、どうしても小規模な会

常に変わりゆく世の中と、変わってしてきたわけです。

社ばかりになりがちです。これが大はいけない科学のマインドとのバラきな会社になると、機器を長く使っンスについて、今こそじっくりと見つていると、そろそろ機器を買い替えめ直す時期ではないかと感じていませんかと言われ、ビジネスに組みます。

大局観を持って進むべき道を探る込まれている気がして戸惑うことも─ 最後に、研究サポート産業あります。

科学機器メーカーも、短期的な収益という視点だけでなく、並走である科学機器業界に身を置くメ

それともう一つ、最近、感じるのする科学者と長い目で共存共栄すーカーやディーラーに対して、ごは、社会全体が新たに作られたさるという視点を是非忘れないでい意見やご要望などがあれば、おまざまな細かいルールや、収益などただきたいと思います。そためにも、聞かせいただけますか。

目に見える数字に縛られすぎてい10年、50年、100年という長いタイるのではないかということです。さムレンジの大局観を持っていただけきほどの大学ランキングもその一例れば思います。

大河内

私たちの研究分野にはいろいろな観測調査があり、実験かもしれません。

屋からすると分析機器がないと何科学界においては、データの捏もできないと言えるくらい重要な存造などしばしば問題が起こり、ルー在です。

ルを守ることは間違いなくきわめて

次号「科学の峰々」では、理化学研究所
放射光科学総合研究センター
石川哲也先生にをお話いただきます。

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