第1編:海底熱水鉱床の実態とその探査・評価・回収技術
第1章 海底熱水鉱床
1 海底における塊状硫化物の特徴
1.1 はじめに
1.2 世界の海底熱水活動域の分布
1.3 海底熱水活動の時代変遷
1.4 熱源と塊状硫化物の分布
1.4.1 東太平洋の中央海嶺
1.4.2 大西洋中央海嶺
1.4.3 島弧-背弧系
1.5 熱水溶液の特徴
1.6 プルームの存在
1.7 島弧-背弧リフトにおける熱水活動域の出現数
1.8 現世海底熱水活動域のチムニーとマウンド形成機構
1.9 塊状硫化物の化学組成
1.10 塊状硫化物の潜在鉱物資源量
1.11 結び
2 海底熱水活動域の生物群集
2.1 はじめに
2.2 化学合成生物群集
2.3 主要な動物群
2.4 幼生生態
2.5 集団構造
2.6 生物群集の遷移
3 海底熱水活動域の微生物群集
3.1 はじめに
3.2 生物のエネルギー源と炭素源
3.3 熱水孔下地下生物圏
3.4 チムニー、硫化物マウンド
3.5 熱水-海水混合域と熱水プルーム
3.6 鉱床開発と微生物生態系の保全
第2章 海底熱水鉱床の探査法
1 海底熱水活動域(海底熱水鉱床)の地質・鉱物学的探査手法
1.1 はじめに
1.2 地質・鉱物学的探査手法の意義
1.3 現世海底熱水活動域における粒子状物質の特徴
1.3.1 マウンド表層の構成要素
1.4 粒子状物質のスモーカー
1.4.1 明神礁カルデラ
1.4.2 明神海丘カルデラ
1.5 調査海域の選定と海底堆積物試料の採取
1.5.1 地質試料採取のための地形・地質構造の特徴による海域選定
1.5.2 海底堆積物の採取方法
1.5.3 採取試料の重鉱物分析
1.6 海底堆積物から分離・濃集した熱水起源重鉱物
1.6.1 柱状地質試料の地質・鉱物学的意義
1.7 結び
2 化学センサによる探査
2.1 海底熱水鉱床に関する海水の化学
2.2 熱水の活動段階に応じた探査
2.3 熱水プルーム探査のプラットフォーム
2.4 プラットフォームに搭載する化学センサについて
2.5 採水器について
3 音波によるプルームの検出
3.1 はじめに
3.2 海水中のプルームを音響的に観測した最近の事例
3.3 音波によるプルーム観測/検知の最近の展開
4 水銀同位体による探査
4.1 水銀同位体の概要
4.2 水銀同位体を用いた鉱床探査の原理
4.3 黒鉱鉱床での水銀同位体探査技術の検証
第3章 海底熱水鉱床の潜在資源量評価手法
1 移動体搭載型重力計システムの開発と実証試験観測
1.1 海底熱水鉱床探査のための移動体搭載型重力計システム
1.2 海中重力計システム
1.3 重力鉛直偏差計システム
1.4 実証試験観測
2 海底熱水鉱床の内部構造をイメージングする―新しい音波探査システムの開発―
2.1 はじめに
2.2 海底接地型音波探査システムの開発
2.3 接地型高周波発震器
2.3.1 接地型発震器の技術開発
2.3.2 油圧式と動電式の併用について
2.4 実海域テスト
2.5 取得データの処理と解釈
3 電磁気
3.1 はじめに
3.2 電磁探査法の原理
3.3 IP効果
3.4 海底熱水鉱床の電気的性質
3.5 海底での電磁探査の問題点
3.6 海底電磁探査技術の現状
3.6.1 OFG社のシステム
3.6.2 早稲田大学のシステム
3.6.3 京都大学のシステム
3.7 早稲田大学のIP測定システム
3.8 今後の海底電磁探査技術
第4章 海底熱水鉱床の回収技術
1 採掘・揚鉱と脱水・排水
1.1 はじめに
1.2 技術開発の現状
1.2.1 採掘・集鉱システム
1.2.2 揚鉱システム
1.2.3 脱水・排水システム
1.3 実操業で予想される課題
2 選鉱・製錬
2.1 はじめに
2.2 試料の概要
2.2.1 鉱物組成
2.2.2 鉱物粒子サイズと単体分離性
2.3 選鉱試験
2.3.1 試料
2.3.2 試薬
2.3.3 実験方法
2.3.4 結果および考察
2.3.5 処理フロー
2.4 製錬に関する基礎試験
2.4.1 実験方法
2.4.2 実験結果および考察
2.5 まとめ
第2編:マンガン酸化物の実態とその探査・評価・回収技術
第5章 マンガン団塊とマンガンクラストの実態
1 はじめに
2 開発の動機と経緯
3 分布・産状
4 組成と起源
5 鉱床としての評価
6 わが国周辺海域の鉱床
7 開発を巡る法的整備
8 科学研究の必要性
第6章 環境影響調査
1 はじめに
2 環境調査の歴史
2.1 基礎環境調査
2.2 影響要因の絞り込み
2.3 影響実証実験
3 マンガン団塊の分布する海域の環境
3.1 実験海域の概略
3.2 実験の要約
4 制度について
5 おわりに
第3編:海底鉱物資源探査のプラットフォームとその利用―海中ロボット―
まえがき
第7章 海中ロボットの開発
1 海中ロボットに求められる基本的な機能
1.1 耐圧・均圧・浮力
1.2 位置の認識
2 海中ロボットの特徴
2.1 有人潜水艇
2.2 ROV
2.3 AUV
3 AUVと人工知能
4 AUVの開発状況
5 AUVの利用状況
第8章 海中ロボット搭載の3次元合成開口インターフェロメトリソーナー
1 はじめに
2 音響精密測位システムの開発
2.1 ミラートランスポンダ方式LBL測位システム
2.2 DVL/光ジャイロ測位システム
2.3 ミラートランスポンダ式SSBL測位システム
3 3次元合成開口インターフェロメトリーソーナーの開発
4 重複する2次元アレイエコー信号による高精度位置補正
5 海底鉱物資源探査解析ソフトウェアの開発
第9章 海中ロボットによる海底の3次元画像マッピング
1 はじめに
2 背景
3 AUV Tri-Dog 1
4 AUV Tri-TON
第4編:海底鉱物資源の産業利用に向けての課題と展望
第10章 海洋鉱物資源の開発と海洋環境保全
1 はじめに
2 海洋環境の保全にかかわる国際的枠組み
2.1 ロンドン条約
2.2 国際海底機構
2.3 生物多様性条約(CBD)
3 海洋保護区(MPA)
3.1 海洋保護区と生態・生物学的重要海域
3.2 ネットワークに関する考え方
4 深海鉱物資源の開発にあたって
4.1 マンガン団塊の事例
4.2 MPAはだれが設定するのか
4.3 熱水鉱床やコバルトリッチクラストの開発について
5 おわりに
第11章 海底鉱物資源の産業利用に向けて
1 はじめに
2 海底熱水鉱床開発の必要性
3 開発の現状
4 当面の課題とその対応策
第12章 陸上資源と深海底鉱物資源
1 はじめに
2 銅を中心とした資源の発見推移
3 資源の探鉱から生産にいたるコスト
3.1 探鉱コスト
3.2 鉱山開発コスト
3.3 銅の生産コスト
4 資源制約下における今後の動向
第13章 海底鉱物資源ビジネスの動き
1 海外企業の動向
2 海底熱水鉱床の商業開発計画
3 マンガン団塊を巡る最近の動向
4 ノーチラス社の特徴
5 ノーチラスの最近の動向
6 おわりに
第14章 海底鉱物資源政策の現状と改正鉱業法
1 はじめに
2 海底熱水鉱床に関する取組み
2.1 総論
2.2 資源量調査
2.3 採鉱・揚鉱等の資源生産技術
2.4 製錬技術
2.5 環境影響評価および環境保全
3 コバルトリッチクラストおよびマンガン団塊に関する取組み
4 海のレアアース泥に関する取組み
5 改正鉱業法と今後の海底鉱物資源開発について
6 おわりに
第15章 海底鉱物資源開発に関する国際法
1 国際法における海底の区分
2 大陸棚における鉱物資源開発に関する国際法
2.1 大陸棚に対する主権的権利
2.2 大陸棚境界画定
2.3 境界未画定の大陸棚における一方的鉱物資源開発
2.4 大陸棚をめぐる中国、韓国との関係
2.5 大陸棚における海洋科学調査
2.6 大陸棚における鉱物資源開発と鉱業法
3 延伸大陸棚における鉱物資源開発に関する国際法
3.1 大陸棚限界委員会における日本の延伸大陸棚に関する勧告
3.2 延伸大陸棚における鉱物資源開発の果実の拠出
4 深海底における鉱物資源開発に関する国際法
4.1 「人類の共同の財産」としての深海底
4.2 深海底における鉱物資源開発の果実の拠出
4.3 深海底における海洋科学調査
第16章 国連海洋法条約の「大陸棚」
1 大陸棚とは
2 国連海洋法条約の大陸棚
3 我が国の申請
4 CLCSの勧告
5 大陸棚と資源
6 大陸棚延伸に関する諸外国の動向
7 今後の課題…資源大国への道
第17章 海底鉱物資源開発の戦略
1 はじめに
2 日本の海底鉱物資源と現状
3 潜在鉱物資源量の把握
4 海域における探査・評価の手法
5 古い海山域における海底熱水活動の可能性
6 海底熱水活動域の環境モニタリング
7 海底熱水鉱床開発に向けた協同体制
8 結び
