海底ケーブルが海洋生物に与える影響

Apr 29, 2023

何万マイルにもわたるケーブルが深海を横断し、大陸間でデータを伝達し、再生可能電力を海洋エネルギープラットフォームから陸地に運びます。 これらの蛇行する人工構造物は、イソギンチャク、海綿動物、サンゴ、ヒトデ、ウニ、ミミズ、二枚貝、カニ、その他の無脊椎動物が海中またはその近くに生息していることが判明しています。ケーブル。

しかし、海洋科学者らは、海底電力ケーブルによって生成される電磁場（EMF）がこれらの繊細な生物の一部にどのような影響を与える可能性があるかについて、より深い理解が必要であると考えています。これらの生物の多くは、自らの体内の磁北感覚に依存して航行したり、電界を利用して助けを求めています。ハント。 海洋再生可能エネルギー部門が成長するにつれて海底ケーブルの数は増える一方であることを考えると、人類がほとんど触れていない地球上の最後の場所の1つである水中の生物に、海底ケーブルはどのような脅威をもたらすのでしょうか?

海底ケーブルは、通信ケーブルと高圧電力ケーブルの 2 つのカテゴリに大きく分類できます。 通信ケーブルは深海を横断する海底の表面に敷設されますが、電力ケーブルは海岸近くで見つかる傾向があり、通常は保護のために堆積物の下に埋められます。 現在、世界中で約 380 本の水中通信ケーブルが運用されており、その長さは 120 万キロメートル (745,000 マイル) を超えています。 このマップには、現在使用されているすべての海底光ファイバー通信ケーブルが示されています。その多くには、アプリコット、コンチェルト、トパーズ、ポーラー エクスプレス、メルティングポットなどの風変わりな名前が付いています。

電気通信ケーブルは、国際データの 95% 以上に情報経路を提供します。 また、洋上風力発電所や水力発電所も海底ケーブルに依存しています。 過去数十年にわたり、再生可能エネルギープロジェクトが急増するにつれ、研究者たちはその環境への影響を研究し始めました。

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通信ケーブルは、海底に沿って移動するほとんどの期間、庭のホースと同じくらいの幅があり、デジタル データを伝送するフィラメントの直径は人間の髪の毛よりも大きくありません。 電源ケーブルは通常、サイズが大きく (7 ～ 30 cm/2.75 ～ 12 インチ)、保護を強化するために数層の金属で覆われています。 海底ケーブルは、地震や水中地滑りなど、ケーブルに損傷を与える可能性のある危険を避けるために慎重に配線されます。 浅瀬で発生する可能性のある偶発的な損傷（たとえば、漁業、海洋トロール漁、停泊などの人間の活動によって引き起こされる損傷）を最小限に抑えるために、ケーブルを海底の下に埋める必要があります。

水深が浅い場合、ボートがケーブルに近づくことが禁止される場合があり、その結果、より健全な魚資源が得られる可能性があります (クレジット: Ingunn B Haslekaas/Getty Images)

「海底設置の際、企業は（電力）ケーブルを保護するために堆積物の下に埋めようとするだろう」とベルゲンのノルウェー海洋研究所の研究員バスティアン・タオルミーナ氏は言う。 「これは周囲の生息地にさらに大きな影響を与えます。」 タオルミーナは、Journal of Environmental Management に掲載された、海洋生態系に対する人工構造物の影響に関するよく引用される研究の主著者です。 彼と彼のチームは 5 年間にわたり、潮力エネルギー試験の海底電力ケーブルを研究し、ケーブルと関連構造物に定着した種の写真を撮りました。

ケーブルの敷設は周囲の海底を乱します。 やや逆説的ですが、それは初期の生物多様性の向上につながる可能性がある、とタオルミーナ氏は言います。 「日和見的な種は生き残るでしょうが、それが良い生態系であることを意味するわけではありません。なぜなら、これらの種は多様ではあるものの、生き残ることはできないからです。」 この現象は生態学的遷移として知られています。成熟したサンゴ礁などの「最高群集」に達するまで、または火災（この場合は帯電したもの）のような混乱が起こるまで、群集が徐々に入れ替わるプロセスです。海底ケーブル）が発生します。

世界中のインターネットや銀行取引のほぼすべてが海底ケーブルを介して行われているため、その脆弱性に対する懸念が高まっています。

2022年1月、フンガ・トンガ・フンガ・ハアパイ火山の爆発で海底インターネットケーブルが切断され、トンガは世界から切り離された。 完全な接続は、フィジーと接続するケーブルが修復される 2 月まで回復しませんでした。

他にも脅威はあります。 研究者らは最近、海底に沿って流れる水中の「川」を発見した。 ニューファンドランド島から南に走るケーブルカーは、米国とヨーロッパを結ぶ多くのケーブルを横切っています。 1929 年、土砂が轟音を立てて川の水路を流れ落ち、23 本の水中電信ケーブルが切断されました。 (詳しくはこちらをお読みください。)

現在、海底ケーブルはライバル国の経済を妨害したい国家によって標的にされる可能性があり、ロシアとの緊張の高まりで脅威が高まっている。

海底電力ケーブルによって考えられるもう 1 つの影響は、電磁場 (EMF) の発生です。 EMF の強度は、ケーブルを通過する電流、ケーブルが埋設されている深さ、およびケーブル間の距離 (たとえば、複数のケーブルが近接して走っている場合) の直接的な関数です。 EMF は、特に海洋生物がケーブルの近くで 10 メートル泳いだり漂ったりした場合に、海洋生物が移動するために依存している自然の地磁気を歪ませる可能性があります。

「電磁波の影響を受けやすい種をさらに研究する必要がある」と国立海洋センターの海洋地球システムのリーダー、マイケル・クレア氏は言う。 「これらの海洋生物にとって電磁波が問題となる閾値はどれくらいですか?」 ほとんどの機関や科学者（クレア氏を含む）は、海底ケーブルと海洋生物の行動との間に何らかの因果関係があると考えることに躊躇しています。

「ガンギエイやロブスターなどの生物の行動がEMFの影響を受ける可能性があることが示唆されていますが、それらが電力ケーブルによって生成されるEMF強度の影響を受けるかどうかは依然として不明であり、進行中の研究の課題です」とクレア氏は付け加えた。

いくつかの影響研究を完了した後、米国内務省は「海底ケーブル付近で短期間の残留活動が観察されているが、現時点ではデータは魚類の全体的な航行能力が損なわれているという発見を裏付けるものではない」と述べた。 これまでに実施された入手可能な査読済みのフィールド調査の多くもこの声明を裏付けています。

電気通信ケーブルは、国際データの 95% 以上に情報経路を提供します (クレジット: Boris Horvat/Getty Images)

水族館で行われた実験研究では、磁場に敏感な海洋生物は、電力ケーブルから放射される暴露レベルよりもはるかに大きな暴露レベルではあるものの、EMFに対して行動的な反応を示すことが示されています。 しかし、例えば、サメ、エイ、キメラは、電場に非常に敏感な器官、ロレンツィーニ膨大部を進化させたことが知られています。 これらの電気受容体は、軟骨魚の皮膚に粘液で満たされた孔のネットワークを形成します。これは、獲物を検出するために最適化された高度に特殊化された器官であり、1 マイクロボルト未満の閾値感度を持っています。

「今後の現地調査、特に海洋研究者とケーブル事業者および所有者の間の協力を表すものは、私たちの理解をさらに深めるのに役立つでしょう」とクレア氏は言う。 タオルミーナの研究は、大陸棚に沿って移動する動物がケーブルの電磁場の影響を受け、通常の経路から離れて沿岸または沖合に移動する可能性があることを示唆していますが、彼はまた、EMFに関するさらなる研究が必要であることに同意しています。

深海の研究は費用と時間がかかり、多くの資源を消費しますが、情報のギャップを埋めるのに役立ちます。 ほぼ 20 年前、モントレー湾国立海洋保護区の研究者は、米国海洋大気庁 (NOAA) と協力して、カリフォルニア中央沖の深海底にある海山の温度測定ケーブルの調査を実施しました。これはユニークな調査と考えられています。海底ケーブルの生物学的影響を調査する時期でした。 遠隔操作車両 (ROV) は電子ケーブル追跡システムをハーフムーン湾の深海に運び、研究者が堆積物の下に埋もれていたケーブルの一部を発見できるようにしました (ケーブルは最初に 1995 年に実験の一環として敷設されました)深海の音波の速度を監視することで海水温の変化を検出します）。 ROV がケーブルの長さ約 95 キロメートル (59 マイル) をスキャンしながら、科学者たちは堆積物サンプル、ケーブル上またはケーブル近くに生息する動物のビデオと静止画像を収集しました。

シルト質の地域では、ケーブルの最も明白な生物学的影響は、研究者がケーブル自体で成長しているのを発見したイソギンチャクの整然とした列でした。 多くの場合、これらのイソギンチャクは、泥やシルトの下に埋もれていたケーブルの部分に直接付着していました。 研究者らは、イソギンチャクがしっかりとした足場を提供する海底ケーブルがなければ、このような柔らかい底の地域に定着できなかった可能性が高いと結論付けた。 したがって、そのようなケーブルの撤去は、そのケーブルを住処とする海洋生物の小さな生態系に影響を与えることになる。

サメやエイなどの特定の海洋生物は、一部のケーブルから送信される電気信号により敏感であるようです (クレジット: Sean Scott/Getty Images)

局所的な生息地の損傷や損失を超えて、海底電力ケーブルや通信ケーブルは、熱、濁り（ケーブル埋設時）、絡まる危険性、人工基材の導入などを通じて、海洋環境に一時的または永続的に影響を与える可能性があります。 それでも、ケーブルが通過するエリアは保護地域として指定されることが多く、錨や底引き網漁、さらには漁業さえも制限される可能性があります。 たとえば、ニュージーランドのクック海峡ケーブル保護区 (CPZ) では、ケーブル付近での漁業を制限し、効果的に保護区を作り、魚の資源を改善しています。

また、海底ケーブルは汚染されません。安定した不活性構造であり、耐用年数 (平均約 20 ～ 40 年) が経過した後でも回収してリサイクルすることができます。 「二酸化炭素排出量は、インターネットのほとんどのインフラストラクチャに比べて、実際には比較的低いです」とニューヨーク大学のニコール・スタロシエルスキー准教授は言う。 彼女の著書『The Undersea Network』では、大洋横断ケーブル システムの文化的および環境的側面が検討されており、この議論に重要な社会科学の視点が加えられています。 「私たちは実際、化石燃料の消費を最小限に抑えるために、再生可能電力網にある大規模な陸上データセンターを接続するケーブルを増やすことを提唱してきました。」

実際、発展途上の小さな島国は、これらの精巧なケーブル システムに決定的に結びついており、それがなければ、グリーン エネルギー、電気通信、リモートワーク技術、電子医療、その他のデジタル サービスを入手するのに苦労するでしょう。 海洋生物、そしてしばしば複雑な人間活動との相互作用は未知の部分に満ちています。 環境保護を懸念する生態学者にとって、これらの海底ケーブルは依然として蛇行的な疑問符です。

しかし、クレア氏が説明するように、「この研究には価値があり、業界リーダー、政策立案者、ケーブル会社、その他広範なブルーエコノミーの各部門が、海底の開発が可能な限り持続可能であることを保証するために努力するのに役立ちます。」

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