海の中では毎日「雪」が降っている！？【深海世界を支える白い粒の秘密】

深海では、今日も雪が降っています。

しかし、それは氷でできた雪ではありません。

暗い海の中を静かに落ちていく白い粒には、海の世界を知るためのさまざまな手がかりが隠されています。

第83回雑学調査レポートでは、そんな「海」に関する雑学をご紹介していきます。

深海に降る白い粒「マリンスノー」

潜水艇や無人探査機で深い海を観察すると、暗い水の中を白い粒がゆっくりと落ちていく様子が見られます。地上で雪が降っているように見えることから、この粒は「マリンスノー」と呼ばれています。

ただし、マリンスノーは氷の結晶ではありません。主に、海の表面付近で生まれた生物の死骸やふん、食べ残し、微生物、粘液、砂、鉱物などが集まったものです。

『NOAA』は、マリンスノーを、海の上層から深海へと降り続ける有機物の流れとして説明しています。降る量は海域や季節によって異なりますが、世界の海では継続的に発生しています。

そのため、「海のどこでも毎日同じ量の雪が降っている」という意味ではありません。しかし、広い海のどこかでは、常にマリンスノーが深海へ沈んでいると考えられます。

マリンスノーは何でできているのか

マリンスノーをつくる材料は一つではありません。植物プランクトンや動物プランクトンの死骸、動物プランクトンのふん、魚などの生物から離れた組織、微生物、砂、細かな泥、陸から海へ流れ込んだ物質などが含まれています。

微生物やプランクトンが出す粘り気のある物質も、重要な役割を果たします。小さな粒同士が海水中でぶつかったとき、粘液が接着剤のように働き、複数の粒をまとめるためです。

最初は目に見えないほど小さかった粒も、ほかの粒を取り込みながら次第に大きくなります。一般的なマリンスノーは数ミリメートルほどですが、大きなものでは直径が数センチメートルに達する場合もあります。

見た目は一つの固い粒のようでも、実際には多くの小さな物質がゆるく集まった、壊れやすいかたまりです。

マリンスノーは海面近くで生まれる

マリンスノーの多くは、太陽の光が届く海の表面付近で生まれます。海面近くには、植物プランクトンと呼ばれる小さな生物が生息しており、陸上の植物と同じように光合成を行っています。

植物プランクトンは太陽光をエネルギーとして使い、海水に溶けている二酸化炭素を取り込みます。そして、その炭素を自分の体をつくる有機物へ変えます。

植物プランクトンは動物プランクトンに食べられ、動物プランクトンは魚などに食べられます。植物プランクトンが取り込んだ炭素は、このように海の食物網の中を移動していきます。

やがて生物が死んだり、ふんや食べ残しが生じたりすると、その一部が粒となって沈み始めます。小さな粒は、ほかの粒や粘液とくっつきながら、より大きなマリンスノーへ成長します。

ただし、海面近くで生まれた有機物が、そのままの形で深海まで落ちるわけではありません。生物に食べられ、排出され、微生物に分解され、ほかの粒と集まることを繰り返しながら、形を変えて深い場所へ向かいます。

深海まで届くには数週間かかることがある

マリンスノーが沈む速さは、粒によって異なります。大きさ、密度、形、含まれている鉱物、水分量などによって、沈降速度が大きく変わるためです。一般的には、大きくて密度の高い粒ほど速く沈みます。

海洋研究開発機構（JAMSTEC）によると、大きなマリンスノーの中には、1日に100～200メートルほど沈むものがあります。一方、小さくて軽い粒や、崩れやすい粒は、さらにゆっくり沈みます。

海の平均的な深さは約3,500メートルです。そのため、比較的速く沈むマリンスノーでも、海底へ届くまでに数週間かかる場合があります。

しかも、海面から海底まで同じ形を保ったまま落ち続けるわけではありません。沈んでいる途中で動物プランクトンに食べられたり、微生物に分解されたり、海流に運ばれたり、細かく崩れたりします。そのため、海面近くでつくられた有機物のうち、深海底まで到達できるのは一部だけです。

植物プランクトンが大量に増える「ブルーム」が海面で起きた後、その影響が数週間遅れて深海底に現れることもあります。遠く離れているように見える海面と海底は、マリンスノーによって物質的につながっています。

太陽光のない深海を支える食料

海の表面では、植物プランクトンが光合成によって新しい有機物をつくれます。しかし、太陽光は海水に吸収されるため、水深が深くなるほど弱くなります。

一般に、水深200メートルより深くなると光は非常に少なくなり、植物プランクトンが十分に光合成できない環境になります。そのため、広い深海では、海面近くから沈んでくるマリンスノーが重要な食料になります。

深海には、海水中を落ちてくる粒を触手や粘液で捕まえる生物がいます。海底に積もった有機物を拾って食べるナマコ、甲殻類、多毛類なども生息しています。

マリンスノーの表面や内部には、バクテリアなどの微生物も集まります。微生物は有機物を分解し、その過程で、ほかの生物が利用できる物質を生み出します。

マリンスノーは、単なる海中のごみではありません。暗い深海へ炭素や窒素などを運ぶ「食料の輸送便」として機能しています。

深海のすべてがマリンスノーだけに頼っているわけではない

深海の生態系には、マリンスノー以外のエネルギー源を利用しているものもあります。代表的なのが、熱水噴出孔や冷湧水域に見られる「化学合成」の生態系です。

熱水噴出孔では、海底から硫化水素などを含む高温の水が噴き出しています。一部の微生物は、太陽光ではなく、こうした化学物質を利用してエネルギーを得ています。

化学合成を行う微生物は、そのエネルギーを使って有機物をつくり、ほかの生物はその有機物を利用します。そのため、熱水噴出孔の周囲では、太陽光に頼らない独自の食物網が成り立っています。

ただし、熱水噴出孔や冷湧水域は、深海の限られた場所に存在します。それらから離れた広い深海では、海面から運ばれてくるマリンスノーへの依存度が高くなります。

食料が少ない深海で生きるための工夫

マリンスノーは継続的に沈んでいますが、どこにでも同じ量が届くわけではありません。海面付近の植物プランクトンの量、季節、海流、水温、途中で粒が食べられる量、微生物による分解の速さなどによって、深海へ届く量が変わります。

普段は少量ずつしか届かない場所でも、ある時期に大量の有機物が短期間で海底へ到達する場合があります。このような現象は、海中の「吹雪」に例えられることもあります。

食料が限られる深海では、少ないエネルギーで生活することが重要です。深海生物の中には、代謝を低く抑えるもの、ゆっくり移動するもの、長期間食事をしなくても耐えられるものがいます。

一方、大量のマリンスノーが届くと、海底の生物や微生物の活動が急に活発になることがあります。食料が増えた時期に、成長や繁殖を進める生物もいます。

深海では、食料を毎日安定して受け取れるとは限りません。少ない食料で耐える能力と、食料が増えたときに素早く利用する能力の両方が、生存に深く関係しています。

深海に届く食料は酸素の量にも影響する

米国のモントレー湾水族館研究所（MBARI）は、カリフォルニア沖にある「ステーションM」で、深海底の環境を長期間観測しています。

ステーションMは、カリフォルニア州中央部から約225キロメートル離れた沖合にあり、水深は約4,000メートルです。

観測には、自律型の海底探査機「Benthic Rover II」が使われています。この探査機は海底を移動しながら、海底へ届いた植物プランクトン由来の物質、海水中の酸素濃度、生物や微生物による酸素消費などを調べます。

2015年11月から2020年11月までの観測では、植物プランクトンの死骸などを多く含む有機物が海底へ届く量が増加しました。それと同時に、海底直上の海水に含まれる溶存酸素の濃度が低下しました。

海底の動物や微生物は、有機物を食べたり分解したりするときに酸素を消費します。この観測結果は、海底へ届く食料の量が、深海生態系だけでなく、周囲の海水の化学的な環境にも関係していることを示しています。

マリンスノーが炭素を深海へ運ぶ

マリンスノーには、生物の体やふんに含まれていた炭素が含まれています。その多くは、もともと植物プランクトンが光合成によって海水中から取り込んだものです。

植物プランクトンは、海水に溶けている二酸化炭素を利用して有機物をつくります。その植物プランクトンが動物プランクトンに食べられると、炭素は動物プランクトンの体へ移ります。さらに魚などに食べられることで、炭素は食物網の中を移動していきます。

生物の死骸、ふん、食べ残しなどがマリンスノーとなって沈むと、そこに含まれる炭素の一部も、海面付近から深海へ運ばれます。

このように、海の生物活動によって炭素を表層から深い海へ移す仕組みは、「生物ポンプ」または「生物学的炭素ポンプ」と呼ばれています。

実際に、ポンプのような機械が海中にあるわけではありません。植物プランクトンによる光合成、海の食物網、生物の排出物、死骸の沈降、微生物による分解など、一連の働きをまとめて表した言葉です。

深海へ運ばれた炭素は長期間戻らないことがある

マリンスノーとして沈み始めた炭素の多くは、深海底へ届く前に分解されます。特に、水深約200～1,000メートルの「トワイライトゾーン」では、多くの粒が動物に食べられたり、微生物に分解されたりします。

有機物が分解されると、炭素の一部は再び二酸化炭素などの無機炭素に戻ります。その炭素が海流によって海面近くまで運ばれれば、再び大気と交換される可能性があります。

一方、炭素は、より深い場所へ運ばれるほど海面へ戻るまでに長い時間がかかります。水深500メートルより深い場所へ運ばれた炭素は、到達した深さや海洋循環の状態によって、数百年から数千年にわたって大気から離れた状態になる場合があります。

海底の泥や堆積物の中に埋もれた炭素の一部は、さらに長期間保存される可能性があります。

一粒のマリンスノーが運ぶ炭素はわずかです。しかし、この働きが広い海で続くことで、地球全体の炭素循環や気候に大きな影響を与えています。

マリンスノーが多ければ温暖化を防げるとは限らない

植物プランクトンが増えると、マリンスノーの材料となる有機物も増える可能性があります。しかし、植物プランクトンが増えたからといって、それと同じ割合で炭素が深海へ運ばれるわけではありません。

有機物が海面近くで生物に食べられたり、微生物に分解されたりすれば、炭素は深海へ届きません。粒が小さく、ゆっくり沈む場合も、途中で分解されやすくなります。

反対に、密度が高く、壊れにくく、速く沈む粒であれば、炭素をより深い場所まで運べる可能性があります。

重要なのは、海面でどれほど多くの有機物がつくられたかだけではありません。つくられた有機物のうち、どれほどの量が、どの深さまで、どのくらいの速さで運ばれたのかを調べる必要があります。

2026年の研究で分かった海域と季節の違い

2026年4月、名古屋大学と海洋研究開発機構は、北太平洋で行ったマリンスノーに関する研究結果を発表しました。

研究グループは、北太平洋の亜寒帯海域と亜熱帯海域で、約4年間にわたってセジメントトラップによる観測を行いました。集めた沈降粒子を分析し、海面付近でつくられた有機炭素のうち、どれほどの割合が水深500メートルまで運ばれたのかを調べました。

その結果、亜寒帯海域では、炭素を深海へ運ぶ効率が比較的安定していました。一方、亜熱帯海域では、季節によって効率が大きく変化していました。

さらに、粒に含まれる炭酸カルシウムや生物起源オパールなどの鉱物成分が、マリンスノーの沈む速さや壊れにくさに関係している可能性が示されました。

粒の中に重い鉱物成分が含まれていれば、より速く沈むことがあります。また、粒同士の結び付きが強ければ、沈む途中で崩れにくくなります。

海が将来どの程度の二酸化炭素を吸収し、深海へ隔離できるのかを予測するには、マリンスノーの量だけでなく、成分、沈降速度、強度、分解される深さまで詳しく調べる必要があります。

マリンスノーを集めるセジメントトラップ

マリンスノーは非常にもろいため、普通の網ですくうと形が崩れてしまうことがあります。深海から船まで運ぶ途中で壊れたり、微生物による分解が進んだりする可能性もあり、海中にある状態を正確に調べることは簡単ではありません。

代表的な観測装置が「セジメントトラップ」です。日本語では「沈降粒子捕集装置」などと呼ばれています。

セジメントトラップは、海中の決められた深さに設置し、上から沈んでくる粒を容器に集める装置です。漏斗の下に複数の採集容器が取り付けられ、設定した日数が過ぎると、次の容器へ自動的に切り替わるタイプもあります。

長期間設置することで、春、夏、秋、冬で沈む粒の量がどのように変わるのか、植物プランクトンの増加後にどのような物質が届くのかを調べられます。

回収した粒を分析すれば、有機炭素、窒素、炭酸カルシウム、オパール、陸から流れ込んだ鉱物などの量を測定できます。

ただし、セジメントトラップで得られる値が、実際の沈降量と完全に一致するとは限りません。海流によって粒が装置の横を通り過ぎたり、生きた動物プランクトンが容器の中に入ったりすることがあるためです。

水中カメラで壊さずに観察する

マリンスノーを、海中にある状態のまま撮影する方法もあります。海洋研究開発機構では、「ビジュアル・プランクトン・レコーダー」と呼ばれる装置が使われています。

この装置は、水中顕微鏡とデジタルカメラを組み合わせたものです。小型のプランクトンや小さなマリンスノーを、海中に浮かんでいる状態で撮影できます。

網で採集する方法とは異なり、壊れやすい粒や生物を、その形を保ったまま観察できることが利点です。

セジメントトラップによる採集と水中カメラによる撮影を組み合わせれば、マリンスノーの量や成分だけでなく、大きさ、形、構造、沈み方なども詳しく調べられます。

マリンスノーはマイクロプラスチックも運ぶ

マリンスノーが運ぶものは、自然由来の物質だけではありません。海中を漂うマイクロプラスチックが、粘り気のあるマリンスノーに取り込まれることがあります。

マイクロプラスチックとは、一般に大きさが5ミリメートル以下のプラスチック粒子です。大きなプラスチックごみが、紫外線、熱、波などの影響で細かく砕かれて生じるものがあります。また、製造された時点から小さいものも存在します。

ポリエチレンやポリプロピレンなど、水より軽いプラスチックは、単独では海面付近を長く漂うことがあります。しかし、表面に微生物や泥が付着したり、マリンスノーに取り込まれたりすると、かたまり全体が重くなり、深海へ沈みやすくなる可能性があります。

海洋研究開発機構は、房総半島沖の水深約4,900メートルにセジメントトラップを設置し、約2年間にわたって、海中を沈むマイクロプラスチックを調べました。

調査では、マイクロプラスチックの沈降量に季節変化が確認され、その変化はマリンスノーの沈降量とほぼ同じ動きを示しました。

この結果から、調査海域では、マイクロプラスチックがマリンスノーに取り込まれることが、深海へ運ばれる主要な経路の一つであると推測されました。

深海へ沈めばプラスチック問題が解決するわけではない

マイクロプラスチックが海面から見えなくなっても、問題がなくなったわけではありません。深海へ沈んだマイクロプラスチックは、マリンスノーを食べる生物の体内に入る可能性があります。

海底の泥にたまった場合、それを回収することは非常に困難です。さらに、深海は水温が低く、太陽光も届きません。そのような環境でプラスチックがどのように変化し、どの程度の期間残り続けるのかについては、まだ分かっていないことが多くあります。

また、房総半島沖で得られた結果が、世界中のすべての海にそのまま当てはまるわけではありません。

マイクロプラスチックが沈む量や経路は、海流、海水温、生物の種類、マリンスノーの量などによって変わる可能性があります。ほかの海域でも、継続的な観測が必要です。

マリンスノーが示す海面と深海のつながり

海面と、そこから数千メートル下にある海底は、まったく別の世界のように見えます。しかし、海面で植物プランクトンが増えると、その一部は死骸やふんなどになり、マリンスノーとして沈み始めます。そして数週間後、深海底へ食料として届く場合があります。

海面の水温や栄養塩が変われば、植物プランクトンの種類や量も変化します。それに伴い、マリンスノーの量、大きさ、成分、沈む速さも変わります。

深海に届く食料の量が変われば、海底の動物や微生物の活動にも影響します。有機物の分解が増えると、酸素の消費量や二酸化炭素の発生量が変化する可能性もあります。

そのため、深海の生態系を理解するには、深海だけを観察しても十分ではありません。海面の植物プランクトン、栄養塩、水温、海流、季節変化、途中のトワイライトゾーン、深海底の生物を、一つのつながった仕組みとして調べる必要があります。

深海で静かに降り続けるマリンスノーは、食料や炭素だけでなく、人間が海へ流出させたプラスチックまで運びます。

この小さな白い粒は、海面の生物活動、深海の生態系、地球の炭素循環、気候、海洋汚染が、互いに切り離せない関係にあることを示しています。

まとめ

深海では、今日も雪が降っています。

その一粒一粒は小さくても、海面で起きた生物活動を深海へ伝え、食料や炭素、さらには人間が海へ流出させたプラスチックまで運んでいます。

静かに沈み続けるマリンスノーを知ることは、遠く離れて見える海面と深海が、実際には一つの大きな仕組みで結ばれていると知ることでもあります。