メタンハイドレートフォーラム 2015

メタンハイドレート開発における環境

メタンハイドレート資源開発研究コンソーシアム（MH21）
環境チーム 中塚

善博 (JOGMEC)

2015年10月1日
東京大学 伊藤国際学術研究センター

伊藤謝恩ホールメタンハイドレート開発における環境影響
メタンハイドレート開発における環境影響研究の目的
将来的な商業生産に向け、・MH開発に伴い生じる可能性のある環境影響を抽出し、影響を把握する
・環境影響を及ぼす要因について環境影響の予測手法を提案する・予測される環境影響に対し、必要と考えられるモニタリング手法を提案する
・環境影響評価手法を提案する
上記の達成が目標ではあるが現実は？
・海域における事例は第1回海洋産出試験(生産期間：6日間)のみ。
・より⻑期的な生産では発生する環境影響、規模、程度など未知の部分が多い
まずは、第1回海洋産出試験で得られた結果をもとに課題を把握する。
より⻑期的な生産作業の場合にどのような検討が必要かを検討する。
例えば、・生産がより⻑期となった際の環境影響範囲の広がり
・環境影響の大きさの変化
商業生産時の環境影響を評価する為には、より⻑期的な生産を⾏った場合にどのような事象が生じるのかを⾒極める必要がある。

これまでに実施している検討
事前状況の把握(ベースラインの把握)

開発の実施(掘削、生産、廃坑等)※商業化を想定すると輸送、陸上処理、施設等も検討する必要があるが、試験段階であり不明なため検討していない

事後状況の把握(影響の把握)事後検討

調査による状況の把握

採泥、採⽔、ネットによる生物採取、ROVによる海底面環境の調査を実施

シミュレーションによる予測

メタン漏洩等による影響などに関する予測手法などの検討調査による確認

開発に伴う影響などROVによる監視作業中の調査等の実施調査による状況の把握

採泥、採⽔、ネットによる生物採取、ROVによる海底面環境の調査を実施

評価の実施
開発実施に伴う環境影響について、把握した事前状況、シミュレーションによる予測、石油天然ガス開発における環境影響評価事例などを参考とし、メタンハイドレート開発における環境影響の評価を試験的に実施⇒評価手法の検討

モニタリングの実施
メタンハイドレート開発のうち、海底面の変形、メタン漏洩についてのモニタリングを実施。開発に伴い影響が生じる可能性を検討。
（現在、第1回試験の際の課題を抽出し、新たに計測システム等の⾒直し、検討を実施している。)

評価、モニタリング結果の⾒直し評価手法の検討に当たっては、実施した評価結果、実際の作業実績をもとに項目等の検討を実施
モニタリングにおいては、結果をもとに実際に生じた影響の程度等を把握するとともに手法を検討

第1回試験では上記流れで実施したが、次回試験以降についても同様の検討を進め、知⾒を蓄積していく必要がある。特に、⻑期的な影響については今後の課題といえる。

第一回海洋産出試験における各作業段階と影響要因
第一回海洋産出試験で実施する各作業段階の影響要因として、以下のものを主要な要因として抽出し、検討を実施した。
検討を実施

掘削による影響要因

掘削音の拡散カッティングの拡散生産に伴う影響要因

ガス漏洩(海⽔中)と拡散
地層変形
生産⽔の拡散廃坑後の影響要因

検討を未実施掘削時のガスの漏洩※ メタンハイドレートの安定領域を考慮し、掘削時のガスの漏洩はないものと考えているが、確認は実施していない。ただし、掘削時のROV監視においては今のところガスの存在は確認されていない。

ガス漏洩(大気中)※ 海⽔中に放出されたガスは大気に到達以前に溶解する為検討は不要と考えるが、船上設備の損傷による漏洩については、大気に直接放出されるため、検討をすべきか？

生産時の音※ 調査の際の船舶に関係する音のほうが大きいため検討していないものの、周波数特性が異なる音に対する検討は不要か?

ガス漏洩(海⽔中)と拡散
地層変形

掘削音、カッティングスなどは在来型の石油天然ガス開発でも発生する事象であり、メタンハイドレート開発特有の影響要因ではないものの、海外での環境影響評価において検討を⾏っていることや、海域別に環境条件が違うこと、から検討を実施した。

掘削時の影響要因①【カッテイングスの拡散・堆積－No.1】①拡散範囲の予測
流況調査、掘削時期等の実績をもとにシミュレーションを実施
生産井周辺では、最大1.7㎝程度の堆積厚さとなった堆積厚さが比較的厚い部分の広がりは生産井から約200m以内

200m
100m

生産井1坑井の掘削計算に⽤いた流況観測データ
200m

各坑井掘削時の掘削体積
坑井

坑径(inch)MCP

MT1深度(m)

100m

日時終了

掘削体積(m3)

開始

終了

開始

8-1/2

1026

1307

2/15 12:00

2/17

6:00

10.29

12-1/41026

1404

2/20 12:30

2/20 23:30

18.45

26

1026

1067

2/21

3:00

2/21

5:15

10.93

36

1027

1109

2/29

8:30

3/1

7:00

53.85

17-1/2

1109

1247

3/1

10:00

3/1

18:00

21.41

12-1/4

1025

1354

3/7

23:15

3/8

15:15

25.02

201025

1035

3/8

22:15

3/8

22:45

1.27

生産井+モニタリング井の合計3坑井の掘削

掘削時の影響要因①【カッテイングスの拡散・堆積－No.2】②生物相への影響予測(文献情報の収集)
海外研究機関（National Oceanography Center（UK）等）では北海等における在来型資源開発の現場におけるカッティングス堆積箇所の⻑期観測を実施
流況や生物相にもよるが、⻑期的にはカッテイングスが洗い流され、回復する傾向が⽰されている。
※NOCでは、Statoil、Chevron、BP、Total E&P UKなどの大手石油会社協⼒のもと、リグ等に備え付けられたROVを利⽤した海底面観察による⻑期観測を実施している。

【参考文献】 Daniel O.B. Jones, Andrew R. Gates, Berthold Lausen (2012),Recovery of deep-water megafaunal assemblages fromhydrocarbon drilling disturbance in the Faroe-Shetland Channel, Marine Ecology Progress Series Vol.461, P71-82
Andrew R. Gates, Daniel O.B. Jones (2012),Recovery of Bentic Megafauna from Anthropogenic Disturbance at Hydrocarbon
Drilling Well (380m Depth in Norwegian Sea), PLOS ONE Vol.7, Issue 10

掘削時の影響要因①【カッテイングスの拡散・堆積－No.3】③モニタリング結果（海域環境調査）

カッティングス、掘削流体の拡散範囲は概ね坑井近傍（半径300m以内）であった
ROV調査により、掘削流体中の含有成分と思われる⽩⾊堆積物が帯状に堆積している事を確認★カッテイングスの堆積範囲についてはシミュレーション結果と調査結果が概ね合致した。
★堆積箇所では底生生物の数が減少する傾向が確認されているが、どの程度の期間その傾向が継続するかは不明
掘削方法等が大きく変わることはないので、1坑井を掘削することによる影響範囲は数百ｍ程度にとどまると推測される。

掘削時の影響要因①【カッテイングスの拡散・堆積－No.4】
0m20m

30m

160m

120m

90m

230m

310m

掘削時の影響要因②【掘削音】①モニタリング結果（海域環境調査）
掘削時に生じる音については、実測を主体とした検討を実施
低周波帯で調査船の発電機の音圧レベルを若⼲超えるレベルの音圧が確認された（文献値同様のレベル）。
★ 実際のデータが無かったため、掘削音の実測を試みたが、掘削に伴い確認された⽔中音は極めて低いレベルであった。

⽔中音調査におけるちきゅうと調査船の位置関係
Ⅰ 背景雑音：2月13日 6：15〜6：17 距離約10km
Ⅱ 掘削前の作業準備中に発生する騒音（以後，掘削前騒音と略す）①：2月13日8：33〜8：38 距離 約500m〜1km②：2月13日9：01〜9：02 距離1000m， 9：36〜9：37 距離500m，11：55〜12：10 距離317m〜410m
Ⅲ 掘削作業中に発生する騒音（以後，掘削中騒音と略す）：2月15日12：10〜13：00 距離343m〜993m

右：掘削前と掘削中の周波数分析結果

ガス生産時の影響要因①【地層変形－No.1】①変形の予測事前予測では、10日、20日、30日の時点での変形予測を実施しており、30日で約2㎝程度の変形が生じる予測を得ている。
事後検討では、地層、生産に伴うパラメータの⾒直しをもとに再検討を実施し、変形量としては、生産試験時の計測結果に近い1.5㎝程度の変形が生じる結果を得ている。

-1240.

-100.-90. -80. -70. -60. -50. -40. -30. -20. -10. 0. 10. 20. 30. 40. 50. 60. 70. 80. 90. 100.
X

0-1250.

モデル⾒直し前

1モデル⾒直し後-1260.

-1-1270.
-1280.

0-1290.

-2-1300.
-1310.
-1320.

-3Y

沈下量(cm)-1-4-5-6-8-9

事前検討で想定した分解範囲(30日後)
事後検討で想定した分解範囲(6日後)-2-3-7
傾斜モデル10日後
傾斜モデル20日後
傾斜モデル30日後-10-500 -400 -300 -200 -100
0100 200
坑井中心との水平距離(m)

-4300

400

減圧区間38m(既往モデル)

減圧区間38m(拡大モデル)-5-500 -400 -300 -200 -1000
100 200
300 400
500
坑井中心との水平距離(m)500※ モデル⾒直し前と後の結果との比較から、30日で2㎝程度の変形が生じる可能性を⽰唆

0.2

相対変位量(cm)-1340.

沈下量(cm)-1330.

0.0

坑井から6ｍ地点-0.2

坑井から14m地点-0.4

坑井から26m地点-0.6

坑井から43m地点

-0.8
-1.0
-1.2
-1.4
-1.6
3/12 3/14 3/16 3/18 3/20 3/22 3/24 3/26 3/28 3/30 4/1 4/3 4/5 4/7 4/9 4/11

※事後検討では圧⼒コアや検層、試験の結果などから得られたパラメータをもとに検討を実施。
坑底からDMS5号機までの距離とほぼ同じ6mの地点で1.5㎝程度の変形が生じる結果となった。

ガス生産時の影響要因①【地層変形－No.2】③モニタリング結果(モニタリングシステム)
海底面の変形については、生産と出砂を合わせ3㎝程度の変化が生じている。ただし、変化は生産井近傍に限られている。
計測された変化は、一気に陥没するような変化ではなく徐々に沈下量が増えるような変化であった。
あくまでも6日間の試験に伴う変化であり、⻑期生産に伴う変化量の増加、範囲の拡大については現時点では不明。

生産に伴うと思われる変形
出砂に伴うと思われる変形

上：3月の計測結果
右上：傾斜
右下：全期間の計測結果

変形か?

傾斜については、0.1°以下の小さい変形

ガス生産時の影響要因①【地層変形－No.3】④観測結果(ROV)ROVによる海底面の観察では、生産井近傍においては、沈下による変化よりも、生産試験後に実施したLWD検層に伴うカッティングスの堆積による海底面の変化の方が大きくなっていることがROVの映像などで確認された。

※坑口直近においては、カッティン
グスマウンドが形成され、数10㎝〜1，2m程度実際の海底面より高くなっている。(左上)※メタン漏洩に関するモニタリン
グシステムの足の部分が埋没しているため70㎝程度堆積している。

★ 生産に伴う変形としては、数値計算の結果ともよく一致した結果が得られている。
★変形が生じた範囲が生産井近傍に限られるため、変形の広がりについては、明確ではなく、また、より生産期間の⻑い将来の商業生産に伴う最大変形量等を議論するには、今後の検討が必要。
★海底面の変形については、急激な陥没などにより海底面近傍の流れが大きく変化しない限り、生態系に直接的な影響はないと推察する。

ガス生産時の影響要因②【メタン漏洩－No.1】①拡散範囲の予測
事故レベルの大規模漏洩を想定したシミュレーション結果（72ｍ3を2時間で放出）からは、BGLを超える溶存メタン濃度を⽰した範囲は放出地点から⽔平方向に1km程度、鉛直方向に400m程度の範囲であった。この場合でも溶存酸素濃度はほとんど減少しない。
2時間後

2時間後

※⽔平方向の拡散は3時間後に1.5km程度まで拡散する

1km

400m

34.20Salinity
34.4
34.6

1km500m

1km

溶存メタン濃度400m34.800-200-200南北方向

Depth (m)Depth (m)-200-400-600-800

Depth (m)東西方向

-400-600
水温-800-400

溶存酸素濃度-600-800

塩分-1000-1000-40-20020Velocity (cm/sec)

40-1000

051015Temperature (℃ )200246810DO (mg/L)★ 事故時に想定される量の10倍程度のガスを放出した
場合でも、ガスは大気までは到達しないこと、またその拡散範囲は限定的であること、が明らかとなった。
→最大流速や生産ガス量を考慮したシミュレーションを実施する。

ガス生産時の影響要因②【メタン漏洩－No.2】②生物相への影響予測
溶存メタンを対象に、プランクトン(動植物)、底生生物、魚類（稚魚、卵）などについての生態毒性試験を実施してきたが、大気圧下で酸素を残した状態で溶存可能なメタン濃度でも生物に影響を与えるような実験結果は得られていない。

植物プランクトン(⼀例)

底生生物
生態毒性試験
恒温室／槽内で一定期間の培養／飼育を⾏い、成⻑／遊泳阻害率を確認

平成26年度までに計19種について実施

・植物プランクトン:7種・動物プランクトン:7種
・魚類(稚魚・受精卵):各1種
・底生生物:3種

試験結果の例

シロギス受精卵動物プランクトン(⼀例)魚類★ 溶存メタンによる海洋生物への影響は確認されておらず、メタンの生物への影響は極めて小さいものと推測される（供試生物としては現場出現種や毒性試験の推奨種から選定している）。

ガス生産時の影響要因②【メタン漏洩－No.3】③モニタリング結果（モニタリングシステム）

メタンセンサーによる溶存メタンの計測では、準備期間および生産期間中に、若⼲の溶存メタン濃度の上昇が確認されている。
ガス生産試験後には、1台のシステムで溶存メタン濃度が顕著に上昇。上昇期間中に実施したROVでの海底面の確認から、生物の蝟集による影響が想定された。他の3台では連動するような変化は確認されていないことから、生物の蝟集に起因した局所的な事象もしくは故障と判断。
3台のシステムでは、一部のセンサーでガス生産試験の2か月後から溶存メタン濃度が急激に上昇。ただし、15cm程度離して設置したもう片方のセンサーでは連動するような変化が確認されていないことから、極めて局所的な事象もしくは故障と判断。
流向流速が計測できていないこと、殆どのシステムで異常が確認されたこと、から詳細な検討については断念。
1000L3MLMS3 METS1 D-CH4 25hr ave

800
6002000

1000

L14002000MLMS1 METS2 D-CH4 25hr ave

溶存メタン濃度（nmol/kg）

溶存メタン濃度（nmol/kg）

0MLMS1 METS1 D-CH4 25hr ave

600

MLMS4 METS2 D-CH4 25hr ave

400200800

MLMS4 METS1 D-CH4 25hr ave

800
6004001000

L4

溶存メタン濃度（nmol/kg）

溶存メタン濃度（nmol/kg）

1000

800

L5MLMS5 METS1 D-CH4 25hr ave
MLMS5 METS2 D-CH4 25hr ave

600
4002000★メタンセンサーやシステムに不具合が生じたため、正確な現象把握には至っていないが、モニタリングデータに基付く推定から、ガス生産開始からガス生産終了後数か月間の間で、大規模な漏洩は無かったものと推測している。

ガス生産時の影響要因②【メタン漏洩－No.4】④モニタリング結果（海域環境調査）

調査データからは、生産井から500m程度離れた地点では、ガス生産試験前後でのメタン濃度の上昇は確認されていない
ため、広範囲かつ⻑期的な変化は生じていないと推定される。
堆積物中（間隙⽔）のメタン濃度は、生産井直近地点（AT4）のみ、ガス生産試験半年後に高い濃度が観測された。
ROVによる海底観察において、過去のメタン湧⽔の跡と思われる、シロウリガイの殻などが確認されており、メタン濃度の変化に対し寛容な環境であると考えられる。
500mエリア

3000

3000

2500

2500

AT-1040AT-112002000
1500
AT-41000

2000

AT-51000
50000

⽔柱中のメタン濃度の変化

CH4(nmol/kg(w))

3000

2500

2500

2000
AT-2
AT-6
1000
500
0

AT-10
AT-11

2kmエリア

1kmエリア
3000

1500

AT-3

1500

500

AT-9
AT-12CH4(nmol/kg(w))

AT-5CH4(nmol/kg(w))

AT-360メタン (nmol/kg)

AT-4

底上20m
CH4(nmol/kg(w))

80

2000
1500

AT-1
AT-7

1000
500

AT-8
AT-130

底質中のメタン濃度の変化★ 調査結果から、広域的な漏洩は無かったものと推測される。堆積物のメタン濃度上昇については、生産作業前後のデータが欠落しているため、正確な要因把握は困難。
→

信頼性の高いセンサーによる測定、定期的なサンプリングによる確認、BGLの⾒直しが必要。

ガス生産時の影響要因③【生産⽔－No.1】①拡散範囲の予測
第1回海洋産出試験時の生産⽔排出を想定したシミュレーションを実施。アンモニア態窒素を対象とし計算した結果、0.01mg/Lを超える濃度となる範囲は排出点から100m程度の範囲となった。（BGLは0.01mg/L未満）

実施したシミュレーションでは、排⽔基準の濃度のアンモニア態窒素（100mg/L）を含む生産⽔をムーンプールから排出した際の拡散予測を実施。拡散範囲は⽔平距離にして100m程度、濃度は0.01~0.05mg/L程度となる結果を得た。
アンモニア態窒素を対象とした理由としては、地層から採取した間隙⽔中に多く存在していたことがあげられる。
★ 試験規模の排出では、拡散範囲は局所的なレベルであることが判明。

排出した⽔の拡散範囲

ガス生産時の影響要因③【生産⽔－No.3】③モニタリング結果（採水）
生産⽔の成分分析により、排⽔基準は超過しないもののアンモニア態窒素濃度やCOD（主として溶存態有機炭素）が高いことが判明した。
生産⽔排出時の採⽔調査では、排出地点から数m離れた地点において、アンモニア態窒素の若⼲の増加が確認されたが、その他の項目では顕著な濃度変化は確認できなかった（アンモニア態窒素は数ⅿ離れた地点で1/1000倍程度の濃度に減少） 。

0.50.30.232
10.1

00.0
①
定期調査（1月）

排出直前②排出中（ムーンプール）①排出後①②排出中（舷側）

0.05

排出後

定期調査（1月）

定期調査（4月）

0.020.01①排出後②排出中（舷側）

排出後

定期調査
（4月）

舷側
ムーンプール

0.8
POC（mg/l）

0.03②

排出直前 排出中（ムーンプール）

1.0

舷側
ムーンプール

0.04

PO4-P（mg/l）

舷側
ムーンプール

4Chl.a（μg/l）

0.4NH4-N（mg/l）

5

舷側
ムーンプール

0.6
0.4
0.2

00.0
①
定期調査（1月）②

排出直前 排出中（ムーンプール）

①
排出後

②

排出中（舷側）①
排出後定期調査（4月）

定期調査（1月）

排出直前②排出中（ムーンプール）①排出後②排出中（舷側）排出後定期調査（4月）★ 実データとして、アンモニア態窒素など周辺海⽔と比較し生産⽔中に多く含まれる他の成分が、周辺海⽔でどの程度増加するかを確認。大きな変化は確認されなかった。

ガス生産時の影響要因③【生産⽔－No.3】③モニタリング結果（海域環境調査）
海域環境調査の結果では、作業前後にかけて植物プランクトンの現存量およびChl.a濃度が上昇した。ただし、生産⽔によるものとは想定しにくい。
仮に生産⽔の排出に起因するものとした場合でも、排出直前のデータよりもChl.a濃度が低いこと、周辺海域で別途観測されているChl.a濃度と傾向的に大きな違いはないこと、から、量的な変化としては小さいことが推測される。

3珪藻

201021

渦鞭毛藻類

Chl.a (μg/l)

植物プランクトン炭素現存量
0-200m層積算平均値（mgC/m3）

30

ハプト藻類
微小鞭毛藻
糸状藍藻類
ピコ藍藻
ｸﾛﾛﾌｨﾙa00★生産⽔排出に起因する植物プランクトンの増加は、生じたとしても小さいレベルと推測。

生態系への影響

TSダイアグラム30①検討の進め方

⿊潮系⽔1. データ取得20

H25 10月
H25 1月水温（℃）

・定期の海域環境調査
・1年間の流況調査（流向流速・沈降粒⼦束）

沿岸系⽔H24 3月
H24 7月
H24 1月H23 9月

10H23 3月

北太平洋中層⽔H23 1月

2. データ解析
・⽔質、底質の季節的傾向の把握
・生物現存量の季節的傾向の確認
・生物データの炭素現存量換算
・パラメータ間の関係性についての解析

太平洋深層⽔03333.534
塩分34.535

試験海域の⽔塊構造は、概ね4つの⽔塊に区分される。
→ 沿岸系⽔（低塩分・高温）、⿊潮系⽔（高塩分・高温）、北太平洋中層⽔（塩分極小・低温）、太平洋深層⽔（高塩分・低温）

3. 生態系モデルの構築
・炭素現存量データを⽤いた現況再現
・モデルの感度解析（応答機能の確認）
・流れ場の組込み

階層別の生物現存量の季節変化(0-200m層の積算平均)

4. 生態系モデルによる場の理解と予測・現存量やフラックスから⾒た「場の理解」
・⻑期的な生産を想定した予測

肉食ZP

小型雑食ZP

0.0 20.0
ピコ藍藻

大型雑食ZP

小型植物P(ハプト藻・ANF)

バクテリア

大型植物P（珪藻・渦鞭毛藻）

微小鞭毛虫(HNF)
0.0 20.0

生態系への影響③生態系モデルの構築
光合成生態系モデルの構成要素

解析エリア

生態系モデルの構築を実施し、シミュレーションによる検討を⾏った。
一部、文献等を参考とし構成要素やパラメータの⾒直しを⾏った。
【植物プランクトン】【動物プランクトン】

珪藻

肉食者

分泌

植食

摂食

渦鞭毛藻

大型雑食者

分泌

沈降

枯死

死亡
植食

ハプト藻

摂食

小型雑食者
微小鞭毛藻

摂食

植食

分泌

従属栄養性微小鞭毛虫類

ピコプランクトン

植食

摂食

分泌

デトリタス
摂取

枯死

生物起因懸濁態珪素

枯死
溶解

摂食

沈降 摂取

分解

バクテリア

CaCO3
溶存態有機物摂取【栄養塩】

SiO2-Si

無機態炭素

Ca

PO4-P摂取NO3-N

排泄

呼吸

摂取

硝化

NO2-N

硝化

NH4-N

鉛直層の区分摂食

溶解

中心：第1回海洋産出試験の生産井
範囲：東⻄約15km×南北約15km
⽔平格⼦：120メッシュ×120メッシュ(1メッシュ約125m)

呼吸
排泄

層番号
12
34
5678910111213
14
15

0
510
15
20
30
40
50
60
80
100
120
140
170
200

水深(m)
～
～～～～～～～
～
～～～～～
～

51015
20
30
40
50
60
80
100
120
140
170
200
250

厚さ(m)
5
5
5
5
10
10
10
10
20
20
20
20
30
30
50

層番号
16
17
18
1920
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30

250
300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800
850
900
950

水深(m)
～～～～～～～～～～～～～～～

300
350
400
450
500
550
600
650
700
750
800
850
950
950
1000

厚さ(m)
50
5050505050
5050
50
50
50
50
50
50
5021

生態系への影響③生態系モデルの構築

再現計算の結果（冬季の例：水質項目）02

溶存酸素（mg/L）
4
68

00.02

リン酸態リン（ｍｇ/L）
0.04
0.06
0.08

0.1

硝酸態窒素（mg/L）
0.2
0.4
0.6

00

00

100

100

100

00.8

1

珪酸態珪素（mg/L）
23400

デトリタス （mgC/m3）
50
100

150

0
100

50

200

200

200

300

300

300

200
300
100

600

600

500

水深（m）

500

400
水深（m）

500

400
水深（m）

400
水深（m）

水深（m）

400

150

600

500
600

200

700

700

800
900

AT-3AT-5AT-10AT-111000

700
計算結果

計算結果
800

AT-3800

AT-11900

AT-5900250

AT-10AT-111000

計算結果

計算結果

AT-3AT-5AT-101000

700

計算結果

300

AT-3AT-5AT-10
AT-11800

AT-3AT-5900

AT-10
AT-111000

感度解析結果（⽇平均変化量）

排出率：31,360m3/d(1坑井当り640m3/d×49坑井、第1回海洋産出試験時の約50倍のレート)
アンモニア態窒素濃度：114mg/l、流速：35cm/s

アンモニア態窒素濃度

ピコプランクトンの増加量

珪藻の増加量珪藻のセルクォーター窒素の増加量22生態系への影響③生態系モデルの構築

流れ場の特徴（流況調査結果）
1年間実施した流況調査の結果をもとに、流れ場の特徴を把握するための解析を実施。
表層から中層(⽔深800m程度)にかけては、⿊潮反流と考えられる⻄から南南⻄向きの流れが卓越する。
表層から中層にかけては、半日周期（日周期）にピークが⾒られるが、潮汐の寄与率は底層と比較すると小さい。
最深層の1層上では、等深線に沿った流れが卓越するが、最深層では北流成分が多くなる。
表層と比較し、底層では日周期が卓越する。潮流の寄与率も表層と比べて大きい。
表層の流向流速の頻度分布
流向(AC1)

平均流速(AC1)

スペクトル解析(AC1 u)
⽇周期

半⽇周期

底層の流向流速の頻度分布
流向(AC3)

平均流速(AC3)スペクトル解析(AC1 v)
⽇周期

半⽇周期23

生態系への影響③生態系モデルの構築
流れ場の特徴（流況調査結果）
海丘頂上側の調査点(AC-3)では、最深層において50cm/s程度の北⻄流が観測された。
1年間の観測期間中に9回の強い北⻄流が観測されており、潮汐周期と思われる頻度で発生するケースも生じた。
下流側の調査点(AC-1)では、同様の流れが観測される場合もあったが、時期によって傾向は異なっていた。
調和解析結果から、半日周潮や日周潮に明瞭な北⻄成分は確認されていない。
流向別の最⼤流速

底層での強い流れ（6月）

進⾏ベクトル図（6月〜9月）

AC-3AC-1潮流楕円（6月〜9月）★ 海丘頂上側では強い北⻄流がある程度の頻度で発生していたが、その発生メカニズムと下流側への伝達については不明確

K1O1S2M2→ 現象把握のための解析は継続して実施
24生態系への影響③生態系モデルの構築

流れ場の特徴（恒流成分）
恒流成分のEOF解析により、表層から中層(⽔深800m程度)にかけては、第1モードは南⻄流、第2モードは北⻄流となった。
最下層では、第1モードは北⻄〜北東の流れ、第2モードは⻄流となった。最下層より1層上では、北〜北東の流れが第1モードとなり、異なる傾向を⽰した。
【50m】

【1層上】

【200m】【最下層】【500m】【第2モード】【第1モード】モード【800m】【第1モード】【第2モード】

寄与率（%）
表層〜中層

1層上

最下層

158.6

50.4

44.8

235.5

28.028.7

合計

92.3

78.473.525

生態系への影響③生態系モデルの構築
流れ場（恒流成分）の再現
3次元海洋モデルPOM (Princeton Ocean Model)をベースにEOF結果を再現。概ね第1モード、第2モードの特徴を反映することができた。
EOF解析結果の再現例（底層の第1モード）
σ方向の36層の南北成分

σ方向の36層の東⻄成分

EOF解析結果の再現例（底層の第2モード）
σ方向の36層の南北成分

σ方向の36層の東⻄成分★ 生態系モデルの構築として、調査データに基付いた現存量の把握、各季節の再現計算を実施。
生態系モデルに組込む流動場として、恒流成分についての流況再現を実施。
→ 生態系モデルのパラメータ等の検証のため、植物プランクトンの成⻑速度や動物プランクトンの捕⾷速度等のデータ取得を検討する。流動場については、生態系モデルのグリッドに合わせた組み込みを進めるとともに、北⻄流の詳細検討も進める。
また、環境モニタリング等に合わせて流れのデータを取得していく。

26⻑期的な生産となった場合、何が変わるのか（今後の検討）
第1回海洋産出試験と次回試験以降の相違点
1．生産期間の⻑期化
2．生産に伴う分解範囲の拡大（⽔平、鉛直方向とも）
3．⻑期生産に伴う生産手法の変化
生産手法については、生産量や規模などによる変化
現時点では生産手法そのものによる影響を検討する事は難しい
1と2については、次回試験以降の試験を実施することで変化を確認できるはず想定される変化
1．生産期間の⻑期化

環境に影響を与える事象が⻑期的に継続する可能性
上記の影響の⻑期継続に伴う影響の広域化
海面、海底面の⻑期的な占有による環境の変化の可能性

2．生産に伴う分解範囲の拡大

分解範囲が⽔平方向に拡大した場合、沈下の発生する範囲の拡大の可能性
分解範囲が鉛直方向に拡大した場合、沈下量がより大きくなる可能性
メタン漏洩発生リスクの広域化

現在の6日間の生産に伴う知⾒では、どう変化するのかを把握できていないが、今後実施される生産試験等を通じ、現象を理解していく必要がある。

環境影響と広がり(一例)
第1回海洋産出試験までの環境影響研究では(赤枠)• これまでの研究では、生産井近傍における環境影響に焦点を当て検討を実施• 拡散等の検討においても狭域的な現象として検討を実施
現在⾏っている環境影響研究では(緑枠)• 現在は流れの影響を考慮し、より広範囲における拡散等の検討を実施• 開発により生じた影響が周辺海域に与える影響を検討
開発
⽔の拡散
流れガスの拡散

影響は？

堀屑、その他影響の拡散

広域的な影響の検討
広域的な視点では、試験実施海域と人間活動に密接な関係がある沿岸域との関係性、を検討するためのデータを取得することが重要。
これまでの調査では、主として試験実施海域近傍における調査を主とした検討を進めてきた。
一方で、実際の人間活動に密接な関係がある沿岸域とは離れた海域での試験であり、重要なのは、・試験海域で発生した現象が沿岸域に与える影響
・試験海域と沿岸域の生物の関係性の有無等

試験海域、沿岸域への広域的な検討を進める必要がある。