地震が日本海溝のハダル盆地に汚染物質を送り込む

海で最も深い場所の揺れ

日本沖の海面下深くには、富士山の高さよりも深い連なった海溝群が横たわっています。長年、科学者たちはこれらの場所を、死んだプランクトンの破片や散在する汚染物質がゆっくりと降り積もり、そこにとどまる静かな埋葬の場だと考えてきました。本研究はその図を覆し、強力な地震や津波が沿岸や浅海底から人為起源の汚染物質を突然大量にこれら超深海の盆地へ流し込むことを示し、陸上の産業活動が海の最も遠隔な場所と直接つながっていることを明らかにします。

海溝の隠れた世界

深さ6キロメートルを超える海溝、いわゆるハダル帯は地球上で最も未踏査の環境の一つです。太平洋プレートが日本の下に沈み込む日本海溝は、水面下7キロメートルを超える深さに達します。その急峻な斜面と狭いV字形の盆地は、大陸や大陸棚から流れ込む物質を集める溝のように機能します。日本の沿岸は人口が密集し工業化も進んでいるため、科学者たちはこれらの深い盆地が汚染の蓄積庫になっている可能性を疑っていましたが、技術的な難しさと高コストが、実際に何が蓄積しどのように輸送されるかについての大きな空白を残してきました。

深淵のサンプリング

調査のために、研究者たちは国際掘削遠征で深海コア採取システムを用い、日本海溝の軸に沿う7つの異なる盆地から、いずれも7.4キロメートルより深い堆積物を採取しました。これらコアの上部数十センチメートルを、2011年東北沖地震を含む最近の大地震の前後に堆積した層を表すように分割しました。実験室では、油性の炭化水素、農薬の分解生成物、工業用添加剤などの有機汚染物質と、幅広い重金属・微量金属類を測定しました。また、全有機炭素量や、堆積物が陸上植物、海洋プランクトン、あるいは石油由来かを示す分子の“指紋”も追跡しました。

泥に刻まれた汚染の指紋

堆積物は幅広い人為起源の汚染物質で縞模様のように汚染されていることが判明しました。化石燃料や燃焼、石油製品に結びつく油性化合物は広く分布し、特定の盆地ではこれらが蓄積するホットスポットになっていました。毒性が問題となり長年使用禁止とされたDDT由来の古い農薬分解生成物も海溝全体で検出され、場合によっては驚くほど高い濃度を示しました。現代の難燃剤添加剤も、他の汚染物質が最も濃縮している場所で見つかり、工業や海運からの継続的な流入を示唆します。亜鉛、クロム、鉛といった潜在的に有害な金属は、特に大量の堆積物が流入する盆地で、より新しい堆積層に濃縮していました。これらのパターンは、最深部の海底が無垢ではなく、数十年にわたる沿岸および沖合の汚染を細かな泥として保存していることを示しています。

汚染を運ぶ地震というベルトコンベア

多くの汚染はゆっくりと降り積もるのではなく、突然かつ激しい爆発的な流入で到着しているように見えます。汚染物質の濃度、有機炭素含有量、盆地形状、海底を横切る堆積物流動の計算を比較したところ、地震で誘発されるプロセスが供給を支配していると結論づけられました。強い揺れは大陸棚や斜面の有機物に富む薄い表層を剥ぎ取り、密度の高い水中雪崩のような堆積物の流れを海溝へ突進させます。津波の引き戻しは壊滅した沿岸から破片や汚染土壌を海へ引きずり出すこともあります。これらの重力駆動流は海溝軸に沿って移動し、最深部の盆地に堆積して、既知の地震や津波の出来事と一致する汚染物質に富む泥の積み重なりを残します。

動的で脆弱な深海

この研究は、日本海溝が人為化学物質のフィルターであり長期保管場所でもあることを明らかにします。粘着性が高く粒子に結びつきやすい汚染物質―油性化合物、過去の農薬、特定の金属など―は大規模な地震時に選択的に捕捉・埋没される一方、より可溶性または反応性の高い物質は堆積物中で変換されたり再移動したりする可能性があります。同様の地震・津波プロセスは世界の多くの沈み込み帯で働いているため、巨大地震が周期的に沿岸の汚染を最深部へと揺り動かし再分配することが示唆されます。一般読者へのメッセージは明快です：私たちの陸上での活動は海岸で止まらない。地震や津波という激しい脈動を通じて、それらはハダルの暗闇の奥深くにまで届き、最近までほとんど知られていなかった環境を変えているのです。

引用: Trotta, S., Schwarzbauer, J., Michetti, A.M. et al. Seismic events drive pollution in Japan Trench hadal basins. Commun Earth Environ 7, 346 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03401-6

キーワード: 深海汚染, 日本海溝, 地震による堆積物流, ハダル帯, 海洋汚染物質