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五章　サンゴ礁生成のなぞ

　1 ダーウィンとサンゴ礁 top

　「進化論」を発表したことで有名なチャールズ・ダーウィンの名前を知らない人はいないでしょう。
　ダーウィンは、軍艦ビーグル号で世界を一周して（一八三一〜一八三六年）、いろいろな新発見をしていますが、もし、彼がこの航海をもとにして、生物は進化するという考えを発表しなかったとしても、おそらく、彼はサンゴ礁の研究ですぐれた科学者として知られたに違いありません。
　ダーウィンは太平洋の多くのサンゴ礁の島に立ち寄り、サンゴ礁には三つのタイプがあることに気がついて、それらのでき方を発表しているのです。
　これまで、おりにふれてお話してきた、サンゴ礁の基本的な区分といわれる、裾礁・堡礁・環礁の命名者が、ダーウィンなのです。
　そして、これら三つのタイプのサンゴ礁の形の違いは、海水面が少し上がったり下がったりすることはあるにしても、基本的には島が沈降する動きによってできるのだと説明したのです。
　その後、この考えに反対する学者や、新しい考えを出す学者もいて、海水面が数百メートルも上がったとか、海底全体が大きく隆起したのだという論争に発展していきました。
　ダーウィンのこの主張が「沈降説」とよばれるのにたいして、「隆起説」をいいだしたのはＪ・ムーレイ（一八八〇年）です。
　ムーレイによると、海底火山にできはじめたサンゴ礁は、できてはこわされ、できてはこわされして、その破片が堆積してしだいに大きくなったのだろうというのです。
　そうすると、沈降説によればサンゴ礁は海底火山の上にどんどんつくられて厚くなり、隆起説によると、海底火山の横の方向にむかってサンゴ礁に由来する堆積物が厚くたまることになり、長い時間には、両者の間に大変大きな違いができることになります。
　環礁の成因についても考えてみましょう。まえにお話しましたように、礁をつくっているサンゴ虫は、光合成を行う褐虫藻と共生生活をしていますから、この単細胞の植物が光合成を十分に行うためには、太陽の光をよく通すきれいな海水がなくてはなりません。
　しかし、きれいな海水はえさが少ないので、次から次へと新しい海水がやってこないと、サンゴ虫のえさは不足してしまって、成長できないことになります。
　したがって、サンゴ虫たちは、食べ物の多い方向を求めて成長しようとしますから、新しい海水に最もよく接することのできる円形に近い形で、サンゴ礁ができることになるでしょう。
　円の半径が倍になるだけで円のまわりはもとの倍になり、面積は四倍にもなるのですから、四方が海にかこまれた環礁になるのが自然といえるでしょう。
　沈降説でも隆起説でも、いまみてきたように、サンゴ礁の大きくなる条件は同じですから、両説でちがうのは、サンゴ虫にとって新しい海水が入れ替わる割合が小さく、生活条件のきびしい、ラグーンの成因だということになります。
　沈降説では、ラグーンはサンゴ虫にとって生活環境の悪いところであって、そこではサンゴ虫の成長は海水面の上昇に追いつけません。
　したがって、サンゴ礁が沈降すると深い凹地になります。隆起説では、沈降しなくてもサンゴが育たなければ結果として凹地になるはずだと説明しています。
　サンゴ礁の成因については、もう一人、忘れてはならない考え方を発表した人がいます。
　それはアメリカのハーバード大学の教授で、岩石学や地球物理学の分野でも非常に有名なＲ・Ａ・デーリーです。
　彼は、サンゴ礁にいくつかのタイプができる理由として、氷期と間氷期における海水面の高さの変化が原因であるという氷河制約説を、一九一五年に発表しています。
　地質学を教えていた彼は、野外での観察の結果を非常に大切にする人でした。
　ほとんどの環礁で、ラグーンの海底地形がかなり平坦であること、そして、その深さが四五〜七五メートルであまり変化がないという彼自身の観察を根拠にして、この新しい考え方をだしました。
　氷期には北極や南極の地域だけでなく、大陸にも氷河が拡がって、現在の陸地の約三分の一が氷でおおわれたといわれています。
　海から蒸発し穴水は雪になり、大陸の氷河としてそこにとどまるため、海にはかえされません。
　そのため、海水の量が少なくなり、海水面は低くなります。
　そうするとサンゴ礁は海面上に出てしまい、風化作用や侵食作用をうけることになります。
　侵食作用が海面近くまで進みますと、全体として平坦な地形をつくります。
　氷期にはハワイ諸島の地域にも氷河ができたといわれ、地球全体としてはずいぶん多くのサンゴ礁が侵食作用でなくなってしまったと考えられます。
　反対に、間氷期には大陸地域にあった氷がとけて海水面は上昇し、堡礁や環礁ができることになります。
　こうして、デーリーの注目したラグーンの特徴は、そのでき方についていちおうの説明がついたように思えます。
　しかし、この考え方にしたがうと、サンゴ礁の厚さは、氷期と間氷期で繰り返される海水面の変化の幅くらいしか大きくならないことになります。
　海水面の変動が氷河と関係があるという考えは、一八四二年にすでにだされていたのですが、デーリーやそのほかの多くの人たちの研究では、その変動の幅は一〇〇メートル前後といわれています。
　もしこの変動の幅が正しいとすると、サンゴ礁がうけた氷期の侵食作用は、どんなに大きく見積っても厚さ一〇〇メートルくらいで、間氷期に再びサンゴ礁が発達しても、やはり一〇〇メートルは越えないことになります。
　沈降説や隆起説によるサンゴ礁の厚さとは大変な違いがあります。

　2 サンゴ礁を掘る top

　デーリーによる氷河制約説が発表されるよりも少し前、一九世紀の終り頃、沈降説と隆起説のどちらが正しいかという「サンゴ礁問題」に決着をつけようとする動きがでてきました。
　サンゴ礁の島を地下深くまで掘って、サンゴ礁石灰岩の厚さと性質を調べれば、おそらく正しい結論が出るだろうというものです。
　当時、すでに石油を掘り出すために、地下に深い穴を掘るボーリングという技術はかなり進んでいました。
　一八九六〜九八年に、まずイギリスの学士院と学術協会とが協力して、南太平洋のフナフチ島で、三三四メートルの深さのボーリングを行いました。
　結果は、地表からこの深さまで、すべてがサンゴ礁であったことを示す石灰岩だけでした。
　隆起説では、こんなに厚いサンゴ礁がつくられることを説明できません。
　しかし、このボーリングの位置はサンゴ礁の中心付近ではなく、その斜面でサンゴ礁石灰岩の破片が厚く堆積した場所を掘ったのかもしれないとなるとどちらの説に軍配（ぐんぱい）をあげたらよいのかわかりません。
　結局、結論はもちこされてしまいました。
　同じ頃、やはり南太平洋のフィジー島でも、約二六メートルの深さのボーリングが行われたのですが、フナフチ島の場合と同じ結論になってしまいました。
　日本の研究者も、「サンゴ礁問題」には大きな関心をよせていて、世界にほこるべき貢献をしています。
　一九〇四年には、杉山敏郎がイギリス王室科学協会誌に、フナフチ環礁での調査結果をくわしく報告しています。
　そして、一九三六年には、世界で三番目のサンゴ礁ボーリングが、沖縄県の北大東島で行われました。
　東北帝国大学の学者が中心になって行ったこのボーリングは、当時としては驚異的な深さの四三一・七メートルで、もちろんこのようなボーリングとしては世界一深いものでした。
　しかし、この深さでも、まだサンゴ礁石灰岩が掘り出されただけで、この隆起サンゴ礁の下に何があるのか、はたして海底火山があったのかどうかもわからなかったのです。
　北大東島のボーリング調査よりも少し前に、沈降説と氷河制約説とを組み合わせたような考えも発表されているのですが、サンゴ礁を掘る話を続けましょう。

　とけてなくなってしまった部分があることから、サンゴ礁石灰岩の形成は、完全には連続しているとはいえないのですが、それにしても、約四〇〇〇万年も同じような堆積環境が続いたのですから、驚くほかありません。
　隆起説では、これはどの厚さのサンゴ礁の形成を説明するのはどうやら無理なようですが、沈降説で説明するにしても、沈降の速度と、氷期と間氷期による海水面の変化との関係など、まだまだたくさんの問題が残されています。
　エニウェトク環礁のボーリング調査によると、新生代の後半、現在をふくめて氷河時代とよばれる第四紀に形成されたサンゴ礁は、地表に近い部分の約一五〇メートルにすぎません。
　第四紀は約二〇〇万年前にはじまっていますから、もし同じ速さで沈降したとすると、サンゴ礁は一〇〇〇年に七・五センチメートルの割合で厚くなったことになります。
　ところが、第四紀には少なくとも四回の氷期があって、海水面はもっと大きな速さで変化しているのです。
　研究者によってかなりちがいはあるのですが、一〇〇〇年に八センチメートルという速さよりも大きいという点では一致していますし、ある氷期には、一〇〇〇年に四メートルも海水面は下がったとする学者もいるくらいです。
　サンゴ礁が大きくなる速さにあたる沈降速度よりも、海水面の下がる速度のほうが大きいのですから、サンゴ礁はできたところから侵食作用をうけることになります。
　反対に、間氷期には同じような速度で海水面が上がるとすると、サンゴ礁は上へ上へと急速に大きくならなくてはなりません。
　一方、間氷期に上へのびたサンゴ礁は、氷期には侵食作用でけずられ、そのかけらがサンゴ礁の横のほうへの成長をたすけただろうと考えることもできます。
　それでは、氷期と間氷期の変化がなかっか第三紀ではどうでしょうか。
　エニウェトク環礁のボーリング調査では、下のほうの約一二五〇メートルが、約三八〇〇万年かかってできたサンゴ礁石灰岩です。沈降する動きだけでこの厚さをみると、その速さは一〇〇〇年に約三三ミリメートルとかなり早く、造礁性生物にとっては、大変環境がよかったのだろうと考えられます。
　熱帯から亜熱帯のすべての地域がそうだったとは考えられませんから、今後はほかの地域の研究結果とも比較しなくてはならないでしょう。
　話を第四紀のサンゴ礁にもどしましょう。
　エニウェトク環礁のボーリング調査でみたように、氷期と間氷期の海水面の変動、それに左右されるサンゴ礁の成長速度と方向を説明するのに有利な氷河制約説と、厚いサンゴ礁の形成を説明するのに有利な沈降説、この二つの考え方を組み合わせたといえる氷河制約沈降説が、一九三三年、Ｈ・キュウネンによって提唱されています。
　彼は、氷期でも熱帯ではサンゴ礁ができているはずだし、サンゴ礁の中心部がラグーンになって深くなる理由の説明ができないなど、いくつかの疑問点をあげ、デーリーの考えの一部をなおしてダーウィンの考えに同調しています。
　同じような考え方は、サンゴ礁の研究では世界に知られている田山利三郎さんも主張しています（一九五二年）。
　田山さんは、基本的には沈降する動きの中でサンゴ礁は形成されるが、その途中では、氷期に海水面が低下したために連続してできない部分があることを認めているのです。
　「サンゴ礁問題」は、このような経過をたどり、いかにも解決したかのようにいう人もいます。
　しかし、現在では、サンゴ礁の形だけでなく、サンゴ礁ができていた位置、あるいはできつつある位置が変っていることがわかり、新しい問題がくわわったために、ますます複雑になっています。
　それは、大陸は移動する、あるいは海洋底は拡がっているという考えと「サンゴ礁問題」とが、きってもきれない関係になってきたからなのです。