深くて遠い？「海底熱水鉱床」資源化への道【知られざる海底資源を掘り起こす 第2回】

Chematelsの連載「知られざる海底資源を掘り起こす」をお届けしています。今回から、海底資源の種別ごとに、「どんなものか」「どうやって採掘するのか」といった具体的な解説をしていきます。最初は、海底ににょきにょきと生える不思議な「金属タワー」の話です。

新潟・佐渡島の金山跡に行ったことがありますか。訪れた多くの人が驚くのは、山の中央部が、まるで鉈で割ったかのように鋭くえぐれていることです。つまり、金や銀を多く含んだ石があったのはその薄い層だけであり、掘り尽くした結果、鋭くえぐれた姿になりました。

資源として利用できる鉱物などの物質が濃縮されている場所を「鉱床」と呼びます。金鉱石や銀鉱石などが集まっているところですね。金属の場合、もともとは地中に広く存在しているケースが多くあります。その辺で拾ってきた石にも微量ながらさまざまな金属成分が含まれています。

ところが、そこに、ある条件を備えた地下水が流れ込んでくると、おもしろい現象が起きるのです。

火山の源になるマグマは、噴火などがなければ地下5〜10kmに留まり、「マグマ溜まり」をつくります。すると、その周囲の地下水や、マグマから放出された水分が高温・高圧の状態になり、岩の割れ目などに侵入していくのです。圧力がかかり沸騰できない水は、400℃くらいになると超臨界流体というスーパーエキセントリックな物質になってしまいます。説明するのが難しいのですが「気体と液体の区別がつかない状態」だそうで、うーん、まったく想像できません。とにかく、この状態になると、ふだん穏やかな水も凶暴になり、あらゆる金属を溶かしてしまうのです。

そのとき、金を割と多く含む場所を通り、マグマ溜まりから離れた岩の隙間に入り込むと、そこで冷やされて金鉱床のできあがりとなります。つまり、佐渡金山の掘り跡は、超臨界流体が行き着いた先だったのです。このようにして、さまざまな金属の鉱床^*1がつくられるため、掘り出すときは「元の隙間」の薄い層に沿って掘削していきます。

佐渡島の場合は金の鉱床が形成されたあとに土地が隆起して地上に現れたため、発見・採掘につながったのですが、これはかなりのレアケースです。ほとんどの鉱床は地下深く沈んだままで、見つけるのは容易ではありません。このため、「日本列島には、まだまだ多くの金鉱が眠っている」と断言する専門家もいるくらいです。

ところが、そんな難しい金属鉱床の探査を勝手にやってくれる頼もしいやつがいます。それが海底から噴き出してくる熱水で、火山帯の上にある日本列島の周囲ではめずらしくありません。しかも、金属成分が多く含まれる場合には海水と反応して黒い煙のようになるため「ブラックスモーカー」と呼ばれ、ひと目で有望だとわかるのです。

ブラックスモーカーとなって海中に噴出した熱水は、冷やされた瞬間に固形物となり、にょきにょきと生えるように「チムニー」と呼ばれる数十cmから数mもの煙突状の構造物をつくります。しかも、含まれる金属成分はかなり濃い、高品位な鉱床です。従って、それらをポキリと折って持ち帰れば、地下深く掘らなければならない地上の鉱山より、かなり楽に資源が手に入るのです。めでたしめでたし。

……とは、いきません。海の中では水深70mを超えると届く光は地上の約0.1％以下になり、何も見えないからです。探査艇を潜らせても照明が届く範囲しか調べられません。もちろん、水圧が高くなれば移動にも制限が加わりますし、海の底はさまざまな沈殿物で覆われた「色もコントラストもない世界」なので、よほど近くにチムニーが出現しない限り、発見は難しいでしょう。また、現状では、海底熱水鉱床が多くあるとされる水深500〜3000mの海底から大量の物質を安全かつ安価に採取してくる技術は確立されていません。

そういうわけで、いますぐとはいかないものの、日本の周囲の海底下にはマグマ溜まりが多くあり、金・銀・銅・亜鉛・レアメタルなどを豊富に含んだ海底熱水鉱床が大量にあることは確実です。今後、探査・採掘の技術が進歩すれば、海底火山の多い伊豆諸島や小笠原諸島、南西諸島などの周囲は「宝の海」になるかもしれません。

次回は第3回「深海に転がる謎の球群『マンガン団塊』は宝の塊」の予定です。