I look at the chemistry of the ocean today.

現在の海洋の化学を調査し

I look at the chemistry of the ocean in the past.

過去の海洋の化学を考察します

The way I look back in the past

過去の考察には

is by using the fossilized remains of deepwater corals.

深海にある サンゴの化石を使います

You can see an image of one of these corals behind me.

これはサンゴの写真です

It was collected from close to Antarctica, thousands of meters below the sea,

南極付近の水深数千メートルの 深海で採取されたもので

so, very different than the kinds of corals

南国に行ったことがあれば

you may have been lucky enough to see if you've had a tropical holiday.

運良く見ることもある サンゴとはかなり違います

So I'm hoping that this talk will give you

この話で海洋の４次元的な見方を 示したいと思います

a four-dimensional view of the ocean.

例えばこの美しい 海面水温の平面画像は

Two dimensions, such as this beautiful two-dimensional image

２次元になります

of the sea surface temperature.

これは驚異的な空間解像度を備えた 人工衛星で撮影されました

This was taken using satellite, so it's got tremendous spatial resolution.

全体的な特徴は 実にわかりやすいものです

The overall features are extremely easy to understand.

赤道地域は 日射量が多いため温暖で

The equatorial regions are warm because there's more sunlight.

極地は日射量が少ないため 寒冷です

The polar regions are cold because there's less sunlight.

これにより南極大陸と北極圏で

And that allows big icecaps to build up on Antarctica

氷冠が発達します

and up in the Northern Hemisphere.

もし皆さんが海に深く飛び込むか つま先を入れるだけでも

If you plunge deep into the sea, or even put your toes in the sea,

深くなるにつれて 冷たくなるのが分かります

you know it gets colder as you go down,

その主な理由は 深海に広がる底層水は

and that's mostly because the deep waters that fill the abyss of the ocean

極地の冷たい高密度水が 循環したものだからです

come from the cold polar regions where the waters are dense.

２万年前にさかのぼると

If we travel back in time 20,000 years ago,

地球は今と随分違って見えます

the earth looked very much different.

大昔に時間を巻き戻すと 目にするであろう

And I've just given you a cartoon version of one of the major differences

主な違いの一つをご覧に入れます

you would have seen if you went back that long.

氷冠はずっと広大でした

The icecaps were much bigger.

氷の塊が多くの大陸を覆い 海上まで広がっていました

They covered lots of the continent, and they extended out over the ocean.

海面は今より120メートル低く

Sea level was 120 meters lower.

二酸化炭素の量は 今よりずっと低レベルでした

Carbon dioxide [levels] were very much lower than they are today.

故に当時の地球の気温は 全体的に３～５度低く

So the earth was probably about three to five degrees colder overall,

極地の気温は 更にずっと低かったと考えられます

and much, much colder in the polar regions.

私と同僚たちが

What I'm trying to understand,

理解に努めているのは

and what other colleagues of mine are trying to understand,

どのようにして 昔の寒冷な気候から

is how we moved from that cold climate condition

現在の温暖な気候へと 移り変わったのかです

to the warm climate condition that we enjoy today.

氷床コアの研究から

We know from ice core research

寒冷期から温暖期への移行は 太陽放射量の緩やかな増加をもとに

that the transition from these cold conditions to warm conditions

皆さんが予想するほど 安定的ではなかったことが分かります

wasn't smooth, as you might predict from the slow increase in solar radiation.

氷床コアからこれらが分かるのは 氷を下に掘り進めて行くと

And we know this from ice cores, because if you drill down into ice,

年毎の層が見られるからです 氷山にもあります

you find annual bands of ice, and you can see this in the iceberg.

このような青と白の層です

You can see those blue-white layers.

氷床コアにはガスが閉じ込められており 二酸化炭素濃度の測定が可能で

Gases are trapped in the ice cores, so we can measure CO2 --

昔は二酸化炭素濃度が 低かったと知ることができます

that's why we know CO2 was lower in the past --

また 氷の化学的性質から 極地の気温の情報も得られます

and the chemistry of the ice also tells us about temperature

皆さんがもしも ２万年前から現代に来れば

in the polar regions.

気温の上昇に気付きます

And if you move in time from 20,000 years ago to the modern day,

気温の上昇は不安定でした

you see that temperature increased.

急激に上昇することもあれば

It didn't increase smoothly.

停滞期に入ったり

Sometimes it increased very rapidly,

また急上昇したりしました

then there was a plateau,

これは南北の極地で異なり

then it increased rapidly.

二酸化炭素濃度も急上昇しました

It was different in the two polar regions,

私たちは海との大きな関連を 確信しています

and CO2 also increased in jumps.

海は大量の炭素を貯えていて

So we're pretty sure the ocean has a lot to do with this.

その量は大気中の約60倍です

The ocean stores huge amounts of carbon,

それは同じく赤道を越えて 熱を運ぶように作用し

about 60 times more than is in the atmosphere.

海は栄養豊富で これが基礎生産力を左右します

It also acts to transport heat across the equator,

深海で何が起きているかを 知るには

and the ocean is full of nutrients and it controls primary productivity.

実際に深海に潜り

So if we want to find out what's going on down in the deep sea,

何があるかを見て

we really need to get down there,

調査することが不可欠です

see what's there

この見事な映像は 陸地から遠く離れた

and start to explore.

大西洋赤道域の国際水域にある

This is some spectacular footage coming from a seamount

水深約１キロの海山で撮影しました

about a kilometer deep in international waters

我々研究チームを含めて このような海底の映像を見たことある人は

in the equatorial Atlantic, far from land.

ほとんどいません

You're amongst the first people to see this bit of the seafloor,

皆さんはおそらく私たちも知らない 新種の生物を見ています

along with my research team.

サンプルを収集し 一心不乱に分類するだけです

You're probably seeing new species.

バブルガムサンゴがいます

We don't know.

サンゴに潜んで成長する クモヒトデもいます

You'd have to collect the samples and do some very intense taxonomy.

サンゴから伸びている 触手のようなものです

You can see beautiful bubblegum corals.

様々な形態の 炭酸カルシウムから成るサンゴが

There are brittle stars growing on these corals.

巨大な海山の玄武岩の上に 成長しています

Those are things that look like tentacles coming out of corals.

この黒っぽい物体は 化石化したサンゴです

There are corals made of different forms of calcium carbonate

後で昔の話をするので これについてもう少し説明します

growing off the basalt of this massive undersea mountain,

後で昔の話をするので これについてもう少し説明します

and the dark sort of stuff, those are fossilized corals,

まず私たちは調査用ボートを借ります

and we're going to talk a little more about those

テネリフェ島に停泊する海洋調査船 ジェームズ・クック号です

as we travel back in time.

美しいですね

To do that, we need to charter a research boat.

船乗りでなくても分かります

This is the James Cook, an ocean-class research vessel

このようにしていることもあります

moored up in Tenerife.

貴重なサンプルを失くしていないか 確認している場面です

Looks beautiful, right?

皆が忙しく動き回ったり 私はひどい船酔いをしたりと

Great, if you're not a great mariner.

楽しいことばかりではありませんが 大抵は楽しいです

Sometimes it looks a little more like this.

私たちは腕利きの 地図製作者になる必要がありました

This is us trying to make sure that we don't lose precious samples.

このように見事なサンゴの分布は なかなかありません

Everyone's scurrying around, and I get terribly seasick,

世界中の深海にありますが

so it's not always a lot of fun, but overall it is.

私たちは本当に適当な 場所を見つける必要があります

So we've got to become a really good mapper to do this.

今見たのが世界の海底地図 その上に重ねたのが

You don't see that kind of spectacular coral abundance everywhere.

昨年の航路です

It is global and it is deep,

７週間の航海でした

but we need to really find the right places.

約７万５千平方キロに及ぶ―

We just saw a global map, and overlaid was our cruise passage

海底の地図をたった７週間で 独自に作成しましたが

from last year.

これは海底のほんの一部分です

This was a seven-week cruise,

西から東へ移動します

and this is us, having made our own maps

大きな縮尺の地図では 海底は何の特徴もなく見えますが

of about 75,000 square kilometers of the seafloor in seven weeks,

これらの山のいくつかは エベレスト級の大きさです

but that's only a tiny fraction of the seafloor.

私たちが船上で作成する地図では

We're traveling from west to east,

約100メートルの解像度が得られ

over part of the ocean that would look featureless on a big-scale map,

これは機材の配置場所を選ぶには 十分ですが観察には不十分です

but actually some of these mountains are as big as Everest.

このため遠隔操作の無人探査機を 海底から約５メートルで

So with the maps that we make on board,

泳がせる必要があります

we get about 100-meter resolution,

すると水深数千メートル地点で １メートルの解像度の地図が得られます

enough to pick out areas to deploy our equipment,

すると水深数千メートル地点で １メートルの解像度の地図が得られます

but not enough to see very much.

この遠隔操作無人探査機は

To do that, we need to fly remotely-operated vehicles

研究用のレベルです

about five meters off the seafloor.

上部にずらりと並んだ 大きなライトが見えます

And if we do that, we can get maps that are one-meter resolution

高解像度カメラや マニピュレーターアーム

down thousands of meters.

サンプルを収めるための 多数の小箱などがあります

Here is a remotely-operated vehicle,

さあ 今回の航海で初の潜水です

a research-grade vehicle.

海に潜っています

You can see an array of big lights on the top.

無人探査機が他の船の影響を 受けないように

There are high-definition cameras, manipulator arms,

かなりの高速で潜らせます

and lots of little boxes and things to put your samples.

さらに深く潜ると

Here we are on our first dive of this particular cruise,

このような物が見えます

plunging down into the ocean.

体長１メートルほどの 海綿動物がいます

We go pretty fast to make sure the remotely operated vehicles

これは泳ぐ棘皮動物 つまり小さなナマコです

are not affected by any other ships.

これはスローモーションです

And we go down,

映像の大部分は 実際は長時間かかるので

and these are the kinds of things you see.

早送りしています

These are deep sea sponges, meter scale.

これもまた 美しいナマコです

This is a swimming holothurian -- it's a small sea slug, basically.

これからお見せする動物に 皆さん驚くでしょう

This is slowed down.

私も見たことがなかったので 一同が驚いたものです

Most of the footage I'm showing you is speeded up,

約15時間の作業の後で 私たちが少しイライラしてきた頃

because all of this takes a lot of time.

突如この巨大な海の怪物が くねりながら通ったのです

This is a beautiful holothurian as well.

これはパイロソーマもしくは 群体ホヤと呼ばれています

And this animal you're going to see coming up was a big surprise.

私たちが探していた物では ありませんでした

I've never seen anything like this and it took us all a bit surprised.

私たちが探していたのは 深海のサンゴです

This was after about 15 hours of work and we were all a bit trigger-happy,

ある映像をお見せします

and suddenly this giant sea monster started rolling past.

小形で体長は５センチ程です

It's called a pyrosome or colonial tunicate, if you like.

炭酸カルシウムでできているので 触手が見えます

This wasn't what we were looking for.

海流を受けて動いています

We were looking for corals, deep sea corals.

このような生物は 恐らく100年は生きています

You're going to see a picture of one in a moment.

そして成長しながら 海から化学物質を取り込みます

It's small, about five centimeters high.

その化学物質の種類や量は

It's made of calcium carbonate, so you can see its tentacles there,

水温、pH値や栄養素によって 異なります

moving in the ocean currents.

どのように化学物質が 骨格に取り込まれるかが分かれば

An organism like this probably lives for about a hundred years.

戻って化石標本を収集し

And as it grows, it takes in chemicals from the ocean.

昔の海がどういうありさまだったのか 再現できます

And the chemicals, or the amount of chemicals,

これは私たちが 真空装置でサンゴを収集し

depends on the temperature; it depends on the pH,

サンプル容器に入れている様子です

it depends on the nutrients.

これはとても慎重な作業だと 言っておきます

And if we can understand how these chemicals get into the skeleton,

中にはさらに長命な生物もいます

we can then go back, collect fossil specimens,

これはクロサンゴ類のレイオパテスで 同僚のブレンダン・ロアークが

and reconstruct what the ocean used to look like in the past.

ハワイの海面下約500メートルで 撮影しました

And here you can see us collecting that coral with a vacuum system,

4000年は経過しています

and we put it into a sampling container.

この枝を１本採って磨いてみると

We can do this very carefully, I should add.

画面のさしわたしが数百ミクロンです

Some of these organisms live even longer.

ブレンダンは これをいくつかの分析にかけ

This is a black coral called Leiopathes, an image taken by my colleague,

跡が見えますね

Brendan Roark, about 500 meters below Hawaii.

実際の成長輪の可視化に 成功しました

Four thousand years is a long time.

つまり 水深500メートルのサンゴも

If you take a branch from one of these corals and polish it up,

季節による変化を記録できるのです

this is about 100 microns across.

これには目を見張ります

And Brendan took some analyses across this coral --

しかし4000年では最終氷期の 最盛期には届きません

you can see the marks --

ではどうするか？

and he's been able to show that these are actual annual bands,

これらの化石標本を調査します

so even at 500 meters deep in the ocean,

このため 私は研究班で 実に不人気です

corals can record seasonal changes,

海底へ進んでいくと

which is pretty spectacular.

あちこちに大きなサメや

But 4,000 years is not enough to get us back to our last glacial maximum.

ホヤそして泳ぐナマコ

So what do we do?

大きな海綿動物がいます

We go in for these fossil specimens.

しかし私は研究員を 化石のある場所へ連れて行き

This is what makes me really unpopular with my research team.

ショベルで海底をすくうことに たっぷり時間をかけさせるのです

So going along,

そしてこれらのサンゴを全て収集して 持ち帰り 分類します

there's giant sharks everywhere,

それぞれ年齢が異なり

there are pyrosomes, there are swimming holothurians,

もしも年齢が分かれば

there's giant sponges,

化学信号の測定が可能で

but I make everyone go down to these dead fossil areas

過去に海で何が起きていたのかを 調査するのに役立ちます

and spend ages kind of shoveling around on the seafloor.

左側の写真は

And we pick up all these corals, bring them back, we sort them out.

サンゴの一部を採取し 注意深く磨いて

But each one of these is a different age,

光学像を撮影したものです

and if we can find out how old they are

右側の写真は

and then we can measure those chemical signals,

同じサンゴのかけらを原子炉に入れ

this helps us to find out

核分裂を誘発した画像です

what's been going on in the ocean in the past.

核分裂のたびにその痕跡が

So on the left-hand image here,

サンゴに残されていくので

I've taken a slice through a coral, polished it very carefully

ウランの分布がわかります

and taken an optical image.

この分析は何のためか？

On the right-hand side,

ウランはぜんぜん 評判の良くない元素ですが

we've taken that same piece of coral, put it in a nuclear reactor,

私は好きです

induced fission,

崩壊によりその比率や 事象が起きた年代を測定できます

and every time there's some decay,

最初を思い出すと

you can see that marked out in the coral,

これこそ気候の調査で 突き止めたかったことです

so we can see the uranium distribution.

サンゴが含有するウランと 娘核種のトリウムを

Why are we doing this?

レーザーで分析すると

Uranium is a very poorly regarded element,

化石がちょうど何歳か 分かります

but I love it.

この南極海の美しい動画を使って

The decay helps us find out about the rates and dates

私たちがサンゴから 古代海洋の情報を―

of what's going on in the ocean.

どのように得るのか 説明していきましょう

And if you remember from the beginning,

ライアン・アバナシーによる この動画で

that's what we want to get at when we're thinking about climate.

海面の海水の密度が分かります

So we use a laser to analyze uranium

たった１年分のデータですが

and one of its daughter products, thorium, in these corals,

南極海がどれほど活発なのかが わかります

and that tells us exactly how old the fossils are.

ボックスが示す海水の密度が 集中的に混合している海域―

This beautiful animation of the Southern Ocean

特にドレーク海峡は

I'm just going to use illustrate how we're using these corals

世界で最も潮の流れが 荒い海域の一つで

to get at some of the ancient ocean feedbacks.

潮は西から東へ通っていきます

You can see the density of the surface water

海中の大きな山の上を流れるので 激しく混合し

in this animation by Ryan Abernathey.

海中の大きな山の上を流れるので 激しく混合し

It's just one year of data,

これが海中と大気中の 二酸化炭素と熱を交換可能にします

but you can see how dynamic the Southern Ocean is.

基本的に海は 南極海を介して呼吸しています

The intense mixing, particularly the Drake Passage,

私たちは南極海の海峡を行来して サンゴを収集し

which is shown by the box,

ウラン年代測定により 驚くべき発見をしました

is really one of the strongest currents in the world

実は氷河期から間氷期へ 移行している間に

coming through here, flowing from west to east.

サンゴは南から北へ 移動していたのです

It's very turbulently mixed,

理由は分かりませんが

because it's moving over those great big undersea mountains,

食料や水中の酸素と 関連していると考えられます

and this allows CO2 and heat to exchange with the atmosphere in and out.

食料や水中の酸素と 関連していると考えられます

And essentially, the oceans are breathing through the Southern Ocean.

さて ここからです

We've collected corals from back and forth across this Antarctic passage,

南極海のサンゴから得た 気候についての見解を説明します

and we've found quite a surprising thing from my uranium dating:

私たちは海山を上って下り サンゴの化石を集めました

the corals migrated from south to north

これが私の説明です

during this transition from the glacial to the interglacial.

私たちは独自のサンゴの分析により

We don't really know why,

氷河期を研究した結果

but we think it's something to do with the food source

南極海の深部は炭素が豊富で

and maybe the oxygen in the water.

上部は低密度の海水の層であったと 知りました

So here we are.

これが海から二酸化炭素を 放出しないようにします

I'm going to illustrate what I think we've found about climate

その後見つけた 中間年齢のサンゴにより

from those corals in the Southern Ocean.

気候の遷移の中で 海水が混合したことが分かりました

We went up and down sea mountains. We collected little fossil corals.

これにより炭素は深海から 放出されるようになります

This is my illustration of that.