深海が深くなるにつれて水温が上昇する理由とは?

深海が深くなるにつれて水温が上昇する理由とは?
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人間にとって最も未知な世界、深海。

深海とは

水深200m以深の海のこと。人の目ではほとんど真っ暗闇。さらに水深約1000mを超えると太陽光は一切届かなくなる。海洋全体の約95%が深海であるとされている。

深海と、私たち人間が住む陸を比べるとたくさんの大きな違いがあります。その一つが温度です。

それではここで問題。深海の水温は、深くなるにつれてどう変化するでしょう。

深くなると……どんどん冷たくなっていく気がする!

たしかに海の水温は、ある深さまでは下がっていきます。しかし、それ以深では不思議なことに水温が上昇するのです

今回は深海に関する、水深と水温の関係を勉強していきましょう。

あくと2
あくと2

海の表面の温度から深海の温度まで、順に追っていきます。初めは水温が低下していきますが……。
一緒に科学の知識で考えていきましょう!

深海が深くなるにつれて水温が高くなる理由

表層(0〜200m)

水深0〜200m、すなわち深海よりも浅い部分は表層と呼ばれます。表層は太陽光がある程度 届く範囲であるため、太陽光がどれだけ当たりやすい地域なのか(太陽がどれだけ近いか)によって水温が大きく変動します。

実際の水温は、高緯度地域で約2℃、低緯度地域で約30℃です。

高緯度地域と低緯度地域で温度差が出る理由について知りたい方は、こちらのブログ(https://www.google.co.jp/amp/s/hamaism.com/weather2%3famp=1)を参考にしてみてください。

中深層(200〜1000m)&漸深層(1000〜3000m)

水深200〜1000mは中深層、水深1000〜3000mは漸深層と呼ばれます。冒頭でも述べた通り、水深200mからはほとんど太陽光が届かなくなり、水深1000mに到達すると全く太陽光が届きません。すなわち、太陽からの熱もほとんど届かなくなります。

中深層、漸深層においても、高緯度地域の水温は変わらず約2℃です。しかし、低緯度地域の水温は急激に低下し、水深約2000m地点で高緯度地域と同じ約2℃になります。これには大きく二つの理由があります。

  • 太陽光が届かないため、太陽からの距離という影響が限りなく小さくなるから。
  • 高緯度地域の冷たい海水が低緯度地域の海水の下に流れ込んでいくから。

1点目について。例えば、熱いヒーターから1cm離れたところと10m離れたところでは、熱の感じ方が全然違いますよね。前者は火傷してしまいそうですが、後者はほとんど熱を感じません。しかし、そこから両方とも10mずつ離れて、10m1cm離れたところと20m離れたところでは、どちらも同じような感覚になります。これは、どちらの場合もヒーターの熱がほとんど届かない場所だからです。このようなイメージで考えていただければ、理解しやすいかもしれません。

2点目について。気体や液体は、基本的に冷たいものが下に、熱いものが上に移動しようとします。こちらに関しては、キッズネットのページ(https://kids.gakken.co.jp/kagaku/kagaku110/science0560/)が分かりやすいのでご紹介しておきます。

深海層(3000〜6000m)&超深海層(6000m〜)

水深3000〜6000mは深海層、水深6000m〜は超深海層と呼ばれます。ここからがこの記事の本題になります

実は多くの文献が、「これ以深はほとんど水温が変わらない」という趣旨の表記をしています。

高緯度の海域では(省略)2000メートルに達するあたりでは約2℃になる。そして、さらに深いところでもそのまま変わらず、緯度にも関係なく水温は一定となる。

「深海がまるごとわかる本」地球科学研究倶楽部 編、2014年 学研パブリッシング 発行

深海の温度(水温)は水深約1,000mで2~4℃となり、それより深い海でもほぼ一定です。

「国際海洋環境情報センター」 http://www.godac.jp/deepsea.html

これらの表記は間違ってはいません。しかし、厳密には深海層以深でも水温が変化していきます。しかも、水温は低下するのではなく上昇するのです。

過去に東京大学海洋研究所の白鳳丸という潜水艇が、深海の水温などの調査を行ないました。水深5000mにおいては水温約1.5℃とかなり低い値を示しましたが、その後 水温は上昇。結果的に、水深約10900mでは2.6℃になったとのことです。わずかではありますが、確かに水温が上昇していますね。

このように深くなるにつれて水温が上昇したのは、水を圧縮すると温度が上昇する現象によります。

でもさ、学校の実験でこんなのをしたことがあるよ!先を閉じた注射器に空気を入れて強く押すと空気が縮んで少し暖かく感じたけど、水を入れて強く押しても水は縮まなくて暖かくならなかったの。

確かに液体は気体と比較すると圧縮されにくく、温度も変化しづらいです。しかし、全く変化しないわけではありません。何千メートルという高さの水がのしかかっている深海は、とてつもない圧力で押しつぶされているため、温度が上昇しているというわけです。

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まとめ

今回は深海の水温についてまとめました。高緯度地域と低緯度地域の水温の違いや、約5000m以深の深海で水温が上昇する現象など、科学的に興味深いテーマでしたね。

今回参考にした本も以下に紹介しているので、気になった方は読んでみてくださいね!

参考文献

 

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