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海洋掘削で地球の神秘を探る

スウェージロック海洋掘削チキュウ

地球深部探査船が海洋掘削技術を駆使して地球の神秘を解明する

海底の最深部には、地球の最大の謎の答えが隠れています。日本の地球深部探査船(D/V)「ちきゅう」の研究者が地球の「記憶」と呼ぶこともあるこの謎を解き明かす手がかりを与えてくれるのが、地殻変動やプレート・テクトニクス理論です。

海洋研究開発機構(JAMSTEC)は、海洋掘削技術の科学的な力を活用した「ちきゅう」をはじめとする船舶を投入し、地震活動や気候変動といった自然現象の調査を行っています。

海洋掘削のイメージが強いJAMSTECと「ちきゅう」ですが、科学的研究を目的としたライザー掘削システムを取り入れた先駆者でもあります。地殻に穴を開けてサンプルを採取し、「ちきゅう」船上でリアルタイムに分析することで、地球の奥深くのエネルギーが現代の生活にどのような影響を与えているかを調べています。JAMSTECの研究航海マネージメントグループ の五十嵐智秋氏は、「ちきゅう」が採取するサンプルには、今まで誰も見たことがない未知のものも多くあります」と述べています。

この重要な研究を行うにあたって、JAMSTECはスウェージロックから チューブ や チューブ継手 など、深海で求められる信頼性を有する流体システム部品の提供を受けています。

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「水深7,500メートルを超える「ちきゅう」の最大掘削能力を発揮するには、過酷な条件下でも高い信頼性が変わらない製品が不可欠です」とJAMSTECのプロジェクト・マネジャーの前田玲奈氏は述べています。「スウェージロック製品は、乗船するプロの技術者からの信頼度も非常に高く、また研究者からのニーズにもしっかりと応えています。私たちにとって、配管はスウェージロック以外の選択肢はありません」

画期的な研究を支える信頼性

「南海トラフ巨大地震は、今後30年以内に70~80%の確率で発生すると言われています」と前田氏は述べています。「ちきゅう」は、南海トラフ巨大地震を引き起こす可能性のある自然現象の調査に長年にわたって取り組んできました。今のところ地震発生のメカニズムの解明には至っていません。とはいえ、現在までの研究航海によって、プレート境界断層の地質の特性や構造、挙動は明らかになってきています」

前田氏は、信頼性の高いシステムなくしてこのような科学的進歩はありえなかったと語ります。「ちきゅう」が行っているのは、掘削、サンプル収集、分析を同時に行う連続プロセスであり、わずかでも漏れがあれば安全上の問題や大規模なダウンタイムが発生するおそれがあります。加えて、「ちきゅう」は長期間にわたって海上に留まることが多く、メンテナンスのために陸に戻ることになれば、大きな混乱を招くことになりかねません」

「一航海の期間は決まっていませんが、ヘリデッキを有する「ちきゅう」は乗船員のヘリコプター輸送が可能なため、対象海域に長期間とどまって調査を行うことが可能です。滞在期間は、研究者は2か月が最長となりますが、乗組員は28日ごとに交替しながら船を維持します。」と前田氏は語ります。

分析を可能にするために

「ちきゅう」の研究者は、主にガス・クロマトグラフを用いて海底から採取したサンプルの分析を行っています。効率的に分析を行うには、プロセス・ガスの確実な供給が欠かせません。そのため「ちきゅう」の船内実験室にスウェージロックの ガス供給システム を採用したところ、長い航海の間、継続的に研究を行うことが可能になりました。

信頼性に加え、利便性が高いガス・パネルを使用することで、無駄を省き、ガスの純度を維持しながら安全性を高めることができます。また、システムの設置面積を削減できたことから、船内の貴重な床面積を確保し、既存の設備を有効に活用することができました。

信頼関係の構築

「ちきゅう」の就航前から、JAMSTECとスウェージロックは30年に及ぶ関係を構築してきました。スウェージロックは、高品質な部品に加えて、「ちきゅう」に搭載されているさまざまなアプリケーションについて包括的なコンサルティングを行うと共に、 フィールド・エンジニアリング・サービス や トレーニングも提供しています。

五十嵐氏は「スウェージロックのフィールド・エンジニアの方は現場をよく理解しているので、細かい説明をせずとも、お話できることがありがたいです」と語ります。「ちきゅう」に特化して、私たちのニーズに合った提案も行ってくれるので、今後もスウェージロックにサポートいただきたいと思っています」

2021年8月に「ちきゅう」は、表層科学掘削プログラム(SCORE)航海を開始する予定です。このプログラムでは、黒潮(太平洋の熱帯域から亜寒帯域に熱と水蒸気を供給し、日本列島を含む東アジアの気候条件に影響を与える強力な西岸境界流)の研究を行います。また10月には、日本沿岸で発生した過去の海底地震の記録を回収する予定です。

「ちきゅう」に残された大きな課題はひとつ。「マントルを目指す」ことです」と五十嵐氏は続けます。「ちきゅう」はマントル掘削のために作られた船ですが、そのミッションを達成できていません。海底のサンプル入手は難しく未知の領域です。まだ誰も地球の内部を見たことがなく、サンプルを手にしたことがありません。私たちだけでなく、「ちきゅう」のクルー全員も、そのミッションを達成できるようこれからも挑み続けます」

「ちきゅう」の科学的研究については、 JAMSTECのウェブサイト にアクセスするか、 「ちきゅう」チームのツイッター・アカウント をフォローしてください。スウェージロックのフィールド・エンジニアをはじめとする流体システムの専門スタッフが、どのようにユニークで画期的なアプリケーションをサポートすることが可能か興味がございますか?スウェージロックによるサポートの詳細につきましては、以下からお問い合わせください。

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