超深海（地殻からマントルレベル）の謎①：圧倒的な「超高圧・超高温」による物理的・物質的限界
海底からマントルを目指す科学掘削は、地球内部の物質と過程を直接調べるための重要な研究課題である。海洋地殻が大陸地殻より薄いという利点はあるものの、超高圧・超高温、岩盤の不均質性、孔壁の安定性、掘削資材の耐久性、情報伝達、費用、安全管理など、解決すべき問題は多い。
現状（2026年10月時点）
地球内部の直接探査は、地球科学における最も困難な未解決課題の1つである。人類は人工衛星や宇宙探査機によって地球外の天体を観測する一方、自らが生活する地球については、地殻の下に広がるマントルの岩石を、その場の状態を保ったまま直接採取することに成功していない。
この問題の本質は、単に掘削深度が足りないことではない。地下深部へ進むほど岩盤に作用する圧力と温度が増大し、岩石の強度、変形挙動、流体の性質、掘削装置の性能、孔壁の安定性などが複雑に相互作用するためである。
2026年10月時点で、海底からマントルに到達した科学掘削の実績はない。一方、日本の海洋研究開発機構が運用に関わる地球深部探査船「ちきゅう」は、海底下7,000メートル級の掘削能力を備え、将来のマントル到達を視野に入れた技術基盤を形成している。
2025年には、日本海溝での科学掘削において、総ドリルパイプ長7,906メートルが記録され、海洋科学掘削の世界記録として認定された。ただし、これは海底からの掘削深度が7,906メートルに達したという意味ではなく、海面から海底までの距離を含むドリルパイプの総延長に関する記録である。この区別は、科学掘削の実績を評価するうえで不可欠である。
国際的な海洋掘削研究は、2024年までの国際深海科学掘削計画から、2025年以降の国際海洋科学掘削計画へ移行した。研究目的も、地質試料の採取にとどまらず、地球内部の構造、プレート境界の変形、地震発生過程、海底下の生命圏などを統合的に解明する方向へ拡大している。
しかし、科学掘削の進歩とマントル到達の実現は同義ではない。マントル掘削には、適切な地質条件を備えた地点の選定、長大な掘削孔の維持、深部環境に耐える機器の開発、膨大な費用と国際的な研究体制の確保など、複数の難題を同時に解決する必要がある。
したがって、現状を正確に評価するには、掘削船の能力、海底下への実際の到達深度、回収された岩石の種類、掘削地点の温度と圧力を個別に検証しなければならない。マントル到達は、既に達成された成果ではなく、確立された科学的知見と進展する掘削技術を基礎として追求されている研究目標である。
知っておくべき基礎知識：なぜ「海底」からマントルを目指すのか？
地球内部を直接調べる方法には、地震波の観測、重力や地磁気の測定、火山噴出物の分析、人工的な掘削などがある。これらのうち、掘削は地下の岩石や流体を直接採取し、鉱物組成、化学組成、年代、変形履歴などを実物に基づいて調べられる点で、ほかの方法とは異なる情報を提供する。
地震波の解析によって地球内部の大まかな構造を推定することは可能だが、地震波速度の変化だけから、岩石の組成や鉱物の割合、流体の存在量を一意に決定することは難しい。直接採取した試料を室内実験の結果や地球物理学的な観測と照合することで、地下構造に関する複数の解釈を検証できる。
マントルは、地球の体積の約84％を占める主要な領域であり、主にケイ酸塩鉱物から構成される。地球の内部で長期的に進行する熱輸送、物質循環、プレート運動、火山活動などを理解するには、マントルの化学組成と物理的性質を把握することが重要である。
とりわけ、海洋地殻とその下にあるマントルの境界は、地球内部の物質分化を理解するうえで重要な研究対象となる。海洋地殻がどのように形成され、どの程度の厚さを持ち、マントル由来の岩石とどのように接しているかについては、地震波の観測や限られた岩石試料から推定されてきたが、すべてが確定しているわけではない。
海底からマントルを目指す科学的意義は、未知の深部へ到達すること自体にあるのではない。地殻とマントルの境界を実際に貫通し、境界付近の岩石を連続的に採取することによって、地球内部の構造に関する既存の仮説を直接検証することにある。
また、深部の岩石と流体を調べれば、海水が地殻内部へ浸透して起こす化学反応、岩石から海洋への物質供給、地下環境で生存する微生物の限界なども検討できる。これらの研究は、地球の進化を理解するだけでなく、生命が存在できる環境の条件を考えるうえでも意義を持つ。
地球の階層構造とモホ面
地球の内部は、化学組成や物理的性質の違いに基づいて、地殻、マントル、核に大別される。さらに、温度、圧力、鉱物の相、変形のしやすさなどを基準とすれば、硬く振る舞うリソスフェアや、その下で長期的に塑性変形するアセノスフェアなどの区分が用いられる。。
地殻は地球の最も外側に位置する固体層であり、海洋地殻と大陸地殻に区別される。海洋地殻は一般に玄武岩や斑れい岩などを主体とし、平均的な厚さは約6〜7キロメートルであるのに対し、大陸地殻は地域差が大きく、数十キロメートルに達する場所も多い。
地殻とマントルの境界は、クロアチアの地震学者アンドリア・モホロビチッチの名にちなみ、モホ面と呼ばれる。この境界は地震波速度が変化する面として定義されたものであり、地球内部を調べる際の重要な基準となっている。
ただし、地震波から定義される境界と、岩石の組成が切り替わる地質学的な境界が、あらゆる場所で完全に一致するとは限らない。海洋底では、マントルのかんらん岩が水との反応によって蛇紋岩化し、地震波の速度が変化することがあるため、地震学的なモホ面と岩石学的な地殻・マントル境界の関係には注意が必要である。
通常の海洋地殻の厚さを約6〜7キロメートルとすると、海底からマントルへ到達するには、少なくとも数キロメートルに及ぶ岩盤を掘削する必要がある。しかし、堆積物の厚さ、地殻の形成過程、断層や割れ目の分布、温度条件などは地点ごとに異なり、必要な掘削深度も一律ではない。
さらに、マントルに到達することと、地殻・マントル境界の成り立ちを完全に解明することも別問題である。掘削孔が境界を横切ったとしても、岩石の変質や試料の欠落、採取位置の不確実性があれば、地球内部の形成過程を解釈するための追加調査が必要となる。
なぜ陸ではなく海なのか
マントル掘削の候補地として海洋底が重視される最大の理由は、海洋地殻が一般に大陸地殻より薄いことである。大陸地殻の厚さは平均的に数十キロメートルに達するため、マントルへ到達するには非常に長い掘削孔が必要となるが、通常の海洋地殻では海底下数キロメートルからマントルを目指せる可能性がある。
ただし、海洋であればどこでも有利というわけではない。中央海嶺付近の新しい海洋地殻は高温である場合が多く、掘削孔の維持や機器の耐熱性という点で不利になる一方、古い海洋プレートでは温度が比較的低くても、厚い堆積物や複雑な地質構造が障害となることがある。
候補地の選定では、地殻の厚さだけでなく、海底の水深、地殻の形成履歴、モホ面の深度、熱流量、岩盤の亀裂、海底地形などを総合的に評価する必要がある。特に、深海の水深と海底下の掘削深度は別の変数であり、両者を合計した距離が掘削船の設備に与える負荷も考慮しなければならない。
日本の地球深部探査船「ちきゅう」は、掘削船から海底へ伸ばした管を通じて泥水を循環させるライザー掘削技術を導入している。この方式では、掘削で生じた岩石片を泥水とともに船上へ回収しやすくなるほか、孔内の圧力を管理し、掘削孔の安定性を確保するための制御手段を増やせる。
一方、ライザーやドリルパイプを長くするほど、管自体の重量、潮流や波浪による動揺、接続部への応力、船体の位置保持などの問題が深刻化する。したがって、海洋底の薄い地殻は地質学的な利点をもたらすものの、その利点を実際の掘削成果へ転換するには、高度な海洋工学と地球科学を統合する必要がある。
挑戦の歴史
マントルを直接採取する構想は、20世紀半ばに本格化した。1957年に提案された米国のモホール計画は、海洋地殻を掘り抜いてマントル物質を採取することを目標とし、地球内部の研究を間接的な観測から直接的な試料分析へと発展させようとした初期の代表的な計画である。
モホール計画は、費用の増大、技術的困難、計画運営上の問題などから、マントル到達を実現できずに終了した。しかし、海洋での掘削技術や海底地質調査の発展に影響を与え、その後の国際的な科学掘削計画につながる重要な契機となった。
1960年代後半には、深海掘削計画が本格的に始まり、専用の掘削船によって海底堆積物や海洋地殻の試料を継続的に採取する体制が整備された。その後、海洋掘削計画、統合国際深海掘削計画、国際深海科学掘削計画へと国際協力の枠組みが発展し、地球の歴史、気候変動、プレート運動、地震発生帯などを対象とした研究が進められた。
日本では、地球深部探査船「ちきゅう」が2005年に完成し、ライザー掘削を科学研究に活用するための基盤が整えられた。海底下深部の掘削と観測を組み合わせることにより、地質試料を採取するだけでなく、掘削孔内に観測装置を設置して、地震や地殻変動などを継続的に調べる研究も進展した。
ただし、深海掘削の歴史を、掘削深度が着実に伸びてマントル到達へ直線的に近づいてきた過程として理解するのは適切ではない。科学掘削では、岩盤の硬さ、孔壁の崩壊、温度上昇、掘削機器の故障、試料回収率など、地点ごとに異なる問題が生じるため、到達深度の記録だけでは技術的成熟度を評価できない。
2024年までの国際深海科学掘削計画では、国際的な掘削船と専用設備を用いて、多数の航海、掘削孔の設置、岩石試料の回収が行われた。しかし、その計画期間中に記録された最深の掘削孔も、海底下1,806メートルであり、通常の海洋地殻を貫通してマントルへ到達するという目標には届いていなかった。
2025年以降の新たな国際的研究枠組みでは、海洋科学掘削を継続し、地球内部の動態や生命圏などを調べるための研究基盤が引き継がれている。マントル掘削は、これまでに蓄積された知見を活用しつつ、地点選定、掘削方式、孔内制御、深部試料の回収技術をさらに高度化する必要がある長期的な研究課題である。
圧倒的な「超高圧・超高温」：物理的・物質的限界の正体
海底からマントルを目指す掘削における最大の難関は、深度の増加に伴って圧力と温度が上昇し、岩盤、掘削装置、掘削流体、孔壁のすべてが厳しい物理条件にさらされることである。これらの影響は個別に発生するのではなく、岩石の変形、亀裂の進展、流体の循環、材料の疲労、装置の制御精度などを通じて相互に増幅する。
まず、海底の水深と海底下の深度を区別する必要がある。水深が5,000メートルの地点では、海底に到達した時点で海水による圧力がすでに約50メガパスカルに達する一方、海底下へ掘り進むと、岩盤の重量による圧力と地温の上昇がさらに加わる。
地球内部の圧力を考える際には、周囲から作用する圧力と、岩石や機械部品に生じる応力を区別することが重要である。周囲の圧力が大きくても、物体の内部に生じる応力の状態は、形状、拘束条件、温度、荷重の方向、材料の性質によって異なるため、単一の圧力値だけから破壊の危険性を判断することはできない。
また、地球内部の高温環境では、材料の強度が低下するだけでなく、変形が時間とともに進むクリープ、金属部品の熱膨張、潤滑性能の低下、電子部品の誤作動などが問題となる。したがって、マントル掘削の限界は、単に圧力や温度に耐える材料を開発すれば解決するものではなく、熱・力学・化学・流体・制御の各要素を統合したシステム全体の信頼性によって決まる。
圧力の限界（メカニカル・ストレス）
地球内部では、上に存在する岩石の重量によって圧力が増加する。岩石の密度を約2,700キログラム毎立方メートルと仮定し、密度が深さによらず一定であると単純化すれば、深さ1キロメートル当たりの岩石荷重による圧力増加は約26メガパスカルとなる。
この近似では、海底下5キロメートルの岩盤における鉛直方向の荷重に相当する圧力は約130メガパスカルとなる。ただし、これは岩石の重量から求めた鉛直応力の概算であり、実際の地下流体圧、水平応力、地殻応力の方向や大きさを直接表す値ではない。
岩盤内部では、鉛直方向だけでなく水平方向にも応力が作用する。地殻の変形、プレート運動、断層の存在、地形、岩石の力学的性質などによって応力場は変化し、掘削孔の周囲では応力が再配分されるため、掘削前には安定していた岩盤が掘削後に崩壊する場合もある。
掘削孔の内部では、泥水などの掘削流体によって孔壁を支える圧力を調整する。孔内の圧力が地層の流体圧に対して低すぎれば、地層流体が孔内へ流入したり、孔壁が不安定になったりする可能性がある一方、圧力が高すぎれば、流体が亀裂へ侵入して地層の破砕を引き起こす危険がある。
このため、掘削では、孔壁を安定させながら地層を破壊しない圧力範囲を維持することが重要となる。しかし、深部では地層の性質が不均質であり、断層や亀裂の分布を完全には把握できないため、許容される圧力範囲を正確に予測することは容易ではない。
さらに、深海掘削では、海水の圧力、孔内流体の圧力、岩盤の応力、管内外の圧力差が異なる形で作用する。掘削管や接続部には引張り、圧縮、曲げ、ねじりなどの荷重が複合的に加わるため、周囲の圧力に耐えられる材料であっても、繰り返し荷重や局所的な応力集中によって破損する可能性がある。
特に、長大なドリルパイプでは、自重に加えて船体の上下動、潮流、管の回転、岩盤との接触などが荷重条件を複雑化する。管の一部に損傷が生じれば、掘削の停止、装置の回収、孔内での作業のやり直しが必要となり、計画全体の費用と所要時間が大きく増える。
圧力に関する本質的な課題は、材料の圧縮強度だけではない。掘削孔の安定性を維持しながら、長い管を確実に動かし、流体を循環させ、岩盤の破壊を適切に制御するという、相互に関連した力学的問題を解決することにある。
温度の限界（サーマル・ストレス）
地球内部の温度は、深度だけで一意に決まるものではない。地温勾配は地域の地質構造、プレートの年齢、火成活動、地下水や熱水の循環などによって変化するため、同じ深度でも掘削地点によって温度条件は大きく異なる。
地表付近の平均的な地温勾配を1キロメートル当たり25〜30℃と仮定すれば、海底下5キロメートルでは地表基準の単純計算で125〜150℃の温度上昇が見込まれる。ただし、これは一般的な勾配を仮定した例示にすぎず、海底下の温度を直接予測するためには、海洋地殻の熱構造や海底の温度、地殻内の熱輸送を考慮する必要がある。
特に、中央海嶺や若い海洋地殻では、マグマによる加熱や熱水循環の影響によって高温環境が形成される場合がある。一方、古い海洋プレートでは冷却が進んでいることが多く、地殻の厚さや熱履歴も地点ごとに異なるため、掘削計画では地域ごとの温度構造を事前に評価することが不可欠である。
高温は、掘削装置の金属材料に複数の影響を及ぼす。材料の強度や硬さの低下、熱膨張、長時間の荷重によるクリープ、接合部の劣化などが発生しやすくなり、常温では問題のない部品でも、深部での連続運転によって寸法精度や耐久性を失う可能性がある。
さらに、掘削装置には回転数、荷重、振動、流体の流量などを測定する電子機器やセンサーが組み込まれる。高温によって半導体部品の動作特性が変化し、電池や電源装置の寿命が短くなり、電子回路や絶縁材料が劣化すれば、地下の状態を正確に把握する能力そのものが損なわれる。
温度が高くなると、潤滑剤や掘削泥水の性質も変化する。粘度の変化はポンプの性能や岩石片の運搬能力に影響し、熱による化学変化は泥水の安定性や腐食抑制能力を低下させる可能性があるため、流体の組成と循環条件を深部環境に合わせて設計しなければならない。
もう1つの重要な問題は、掘削によって発生する摩擦熱である。ビットが岩石を破砕する際には熱が発生し、局所的な温度上昇が工具の摩耗や岩石の破壊挙動に影響する。掘削速度を高めることだけを優先すれば、工具の寿命が短くなり、交換や回収のために作業を中断する頻度が増えるおそれがある。
高温への対策には、耐熱合金、耐熱性の高いシールや絶縁材、電子機器の断熱・冷却、熱に強い潤滑剤や掘削流体の開発などが含まれる。ただし、局所的な冷却を強化すればすべての問題が解決するわけではなく、温度差による熱応力や、冷却流体と岩盤の相互作用にも注意が必要となる。
したがって、温度の限界は、材料が溶融する温度だけを意味しない。材料が強度を保てるか、電子機器が正常に動作するか、流体が必要な性能を維持できるか、長時間にわたってシステムを安定運転できるかという、複数の性能限界が重なったものとして評価する必要がある。
物質の相変態と流体の挙動
地球内部の高圧・高温環境では、岩石を構成する鉱物の結晶構造や化学的性質が変化する。これらの変化は相変態と呼ばれ、温度や圧力の条件によって鉱物の安定性、密度、弾性的性質などが変わるため、地震波の伝わり方やマントルの物質循環を理解するうえで重要である。
マントル上部を構成する主要な岩石は、かんらん岩である。かんらん岩には、かんらん石、輝石などの鉱物が含まれ、深度の増加に伴う圧力と温度の変化によって鉱物の結晶構造や鉱物組成が変化する。
ただし、鉱物の相変態が起こる圧力と温度は、単純に深度だけから決められるものではない。岩石の化学組成、水分の有無、温度履歴、反応に必要な時間などによって変化するため、地球内部の鉱物相を理解するには、高圧実験や地震波観測との照合が必要となる。
深部の岩石に水が加わると、鉱物と水の化学反応によって岩石の性質が大きく変化することがある。代表例が蛇紋岩化であり、かんらん石などを含む岩石が水と反応して蛇紋石などの含水鉱物を形成し、密度、強度、変形特性が変化する現象である。
蛇紋岩化は、海洋プレートの水循環や、地殻とマントルの境界付近の地質構造を理解するうえで重要である。また、この反応では条件に応じて水素が生成される場合があり、化学合成によってエネルギーを得る微生物の生存環境とも関係する。
地下深部の流体は、圧力と温度の変化によって密度、粘度、溶解能力などが変化する。高温高圧の水は、地表の水とは異なる物理化学的性質を示し、岩石から元素を溶かし出したり、鉱物を沈殿させたりするため、熱水循環や鉱床形成にも深く関与する。
ただし、海底下のすべての水が超臨界状態にあるわけではない。水の臨界点は約374℃、22.1メガパスカルであり、超臨界状態になるには温度と圧力の両方が臨界点を超える必要がある。海底下の温度がこの条件に達していなければ、圧力が高くても水は超臨界状態にはならない。
また、地球深部では、水が岩石の亀裂を通じて移動する場合もあれば、鉱物の結晶構造に取り込まれた状態で存在する場合もある。流体の移動経路は、岩盤の透水性、亀裂の連結性、圧力勾配、化学反応によって変化するため、深部の物質循環を単純な一方向の流れとして扱うことはできない。
マントル掘削によって回収された試料を分析する際には、採取時の高圧高温環境と、船上や実験室での環境の違いにも注意が必要となる。試料の減圧、冷却、乾燥、酸化などによって鉱物や流体の状態が変化する可能性があり、採取前の状態を正確に復元するためには、試料の保存方法と分析手法を慎重に設計する必要がある。
地球内部の物質を理解するためには、鉱物の相変態、岩石の変形、流体の移動、化学反応を個別に調べるだけでは不十分である。これらを同じ圧力・温度条件の下で統合的に分析することによって、地殻とマントルの境界がどのように形成され、長期的に変化してきたのかを、より厳密に検証できる。
高圧実験と現場掘削の間にある隔たり
高圧・高温環境での岩石の挙動は、実験室における高圧装置を用いて研究されてきた。ダイヤモンドアンビル装置や大型高圧実験装置を用いれば、マントル内部に相当する圧力条件を再現し、鉱物の相変態や密度、弾性的性質、化学反応などを調べられる。
しかし、実験室で圧力や温度を再現できることと、深海の掘削孔で数週間から数か月にわたり安定した作業を続けられることは別の問題である。実験装置では試料の大きさや実験時間が制限される一方、現場掘削では岩盤の不均質性、流体の移動、工具の摩耗、船体の動揺などを同時に管理しなければならない。
また、実験室で測定した鉱物の性質を、地球内部の広大な領域へ適用する際には、試料の組成や実験条件が実際の地下環境をどの程度代表しているかを検討する必要がある。実験、数値計算、地震波観測、直接採取した岩石の分析を相互に照合することが、信頼できる地球内部モデルの構築につながる。
したがって、マントル掘削の実現には、既存の材料技術を単純に強化するだけでなく、岩石と流体の物理化学的挙動を理解し、その知識を掘削システムの設計と運用へ反映させることが求められる。
直面する主な技術的・科学的課題
海底からマントルを目指す掘削では、地質学的な目標を定めるだけでなく、掘削孔を長期間維持し、地下の状態を把握しながら、安全に岩石を破砕・回収する技術が必要となる。掘削深度が増すほど、機械的負荷、温度上昇、流体圧の制御、岩盤の不均質性、通信上の制約が複雑に絡み合い、単一の技術革新だけで解決できない問題が増える。
最も重要な課題の1つは、掘削孔の安定性である。掘削によって岩盤内部の応力状態が変化すると、孔壁が崩れたり、亀裂が広がったり、掘削流体が地層へ漏れたりする可能性があり、こうした現象は掘削機器の停止や埋没、試料回収の失敗につながる。
さらに、深部での掘削では、ビットが岩盤を破砕する速度と、破砕された岩石片を地上へ運び出す速度の均衡が重要となる。岩石片の排出が追いつかなければ孔内に堆積して掘削を妨げ、逆に流体の循環を強めすぎれば、地層への流体侵入や孔壁への負荷を増加させる可能性がある。
これらの課題は、掘削作業の効率だけでなく、研究成果の質にも影響する。掘削孔が不安定になれば連続的な岩石試料の採取が難しくなり、地下の地質構造を復元する際に重要な情報が失われるため、掘削の進行と科学的な試料品質の両方を管理する必要がある。
掘削資材・ビットの耐久性
掘削ビットは、岩盤を直接破砕する部品であり、掘削速度、工具の寿命、掘削孔の形状、最終的な到達深度を左右する重要な要素である。硬い岩盤では刃先の摩耗や破損が生じやすく、亀裂の多い岩盤では衝撃荷重が不規則に加わるため、地質条件に適したビットの選択が不可欠となる。
一般的な掘削では、ローラーコーン型や固定刃型など、岩盤の硬さや破砕特性に応じた複数の方式が用いられる。ダイヤモンドを含む切削部材は高い耐摩耗性を持つが、ダイヤモンドを用いればあらゆる条件で最適になるわけではなく、温度、衝撃、摩擦、岩石の硬さなどに応じた設計が必要となる。
ビットの性能は、材料の硬度だけでなく、刃先の形状、荷重の配分、回転速度、冷却、岩石片の排出条件などによって変化する。硬い材料を使用しても、局所的な応力集中や熱による損傷が発生すれば、刃先の欠損や工具全体の故障につながる可能性がある。
掘削管や接続部にも同様の問題がある。深い掘削孔では、管の自重、回転によるねじり、船体の動揺による曲げ、接続部の繰り返し荷重が重なり、材料の疲労や亀裂の発生を促すことがあるため、材料の選定と製造品質の管理に加え、使用中の負荷を継続的に評価しなければならない。
また、掘削工具は交換が容易な機器ではない。ビットを交換するには、掘削管を段階的に引き上げ、工具を交換した後に再び孔底へ降ろす作業が必要となり、深度が増すほど作業時間と費用が増加する。
掘削中の故障は、単に部品を交換すれば解決するとは限らない。工具や管の一部が孔内で切り離された場合には、残された部品を回収する作業が必要となり、回収できなければ掘削孔の継続使用そのものが困難になる可能性もある。
そのため、マントル掘削に向けた材料開発では、単体部品の耐久試験だけでなく、実際の荷重条件を再現した複合試験、長時間運転試験、故障を想定した回収訓練が重要となる。さらに、故障の兆候を検知する振動計測、トルクの監視、摩耗の推定などを組み合わせ、重大な破損が発生する前に運転条件を変更できる体制を構築する必要がある。
リアルタイム情報の遮断と制御
海底下の掘削では、地下で発生している現象を地上から直接観察することができない。掘削担当者は、圧力、流量、温度、回転数、荷重、振動、掘削速度などの計測値から地下の状態を推定するが、測定できる情報には限界があり、岩盤の破壊や流体の移動を常に完全に把握できるわけではない。
掘削中の情報伝達には、主に掘削流体の圧力変化を利用する方式や、専用の伝送設備を用いる方式などがある。圧力変化を利用する方式では、流体中の信号を地上で読み取れる一方、情報伝送速度や信号の識別精度には制約があり、深部の複雑な状態を高い頻度ですべて送信できるとは限らない。
専用ケーブルなどによる伝送は、より多くの情報を取得する手段となり得るが、ケーブルの耐久性、接続部の信頼性、掘削管の運用との両立など、新たな技術的要件が生じる。したがって、情報伝送の方式は、掘削深度、必要な計測頻度、装置の構造、運用費用などを踏まえて選択する必要がある。
情報伝達の遅延や欠落が問題となるのは、掘削孔の状態が短時間で変化する場合である。たとえば、地層への流体の流入、急激なトルクの増加、ビットの異常振動などが発生した場合、異常を検知して運転条件を変更するまでの時間が長ければ、損傷が拡大する可能性がある。
この問題に対処するには、地上からの監視だけでなく、孔内の計測装置による異常検知と、一定の条件下で運転を自動的に調整する制御機能を組み合わせることが有効である。ただし、自動制御に任せれば安全性が保証されるわけではなく、センサーの故障、計測値の誤差、想定外の地質条件、制御プログラムの限界を考慮しなければならない。
深部掘削に必要なのは、単に多くのデータを地上へ送る技術ではない。限られた情報から地下の状態を推定し、不確実性を定量的に評価しながら、異常を早期に検知して安全な運転状態へ移行できる統合的な制御システムである。
安全管理と環境リスク
深海掘削は、陸上の掘削とは異なる安全上の制約を持つ。作業現場が海面から遠く離れ、緊急時に人員や機材を迅速に搬送することが難しいため、事故の発生を防ぐ事前対策と、異常発生後の被害拡大を抑える仕組みが特に重要となる。
安全管理では、掘削孔の圧力管理、機器の故障防止、船体の位置保持、火災や浸水への備え、作業員の健康管理などを統合的に実施する必要がある。掘削作業の中断が必要になった場合にも、孔内の機器を安全に停止・回収できるよう、異常時の手順を事前に定めておかなければならない。
海底下の圧力管理では、地層流体が掘削孔へ流入する現象や、掘削流体が地層へ流出する現象への備えが欠かせない。ライザー掘削では、掘削流体の循環や孔内圧力の制御に加え、必要に応じて暴噴防止装置などの安全設備を用いるが、設備の設置だけであらゆる異常を防止できるわけではない。
環境面では、掘削泥水や岩石片の排出、海底生態系への物理的影響、地下流体の移動、海水への化学物質の流出などが検討対象となる。特に、掘削地点の生態系や地質環境について事前調査を行い、使用する流体の性質や廃棄物の処理方法を適切に管理することが必要である。
深部掘削では、地質構造を人為的に貫通することによって、自然状態では接触していなかった流体や岩石が相互作用する可能性もある。掘削による流体経路の形成が地層の化学状態や微生物環境に与える影響については、掘削前後の観測と適切な対照データを用いて検証することが望ましい。
また、海底下の生命を研究する場合には、採取試料への地表由来の微生物の混入が重大な問題となる。試料が汚染されれば、検出された微生物が本当に地下深部に生息していたのか判断できなくなるため、採取装置の滅菌、汚染指標の測定、試料の分離管理などが必要となる。
安全性と科学的成果は、必ずしも対立するものではない。適切な環境監視と事故防止策を組み込むことで、掘削活動による影響を抑えるとともに、地下環境に関する信頼性の高いデータを取得できる。
掘削計画の経済性と国際協力
マントル掘削は、高度な技術だけでなく、長期間にわたる資金と国際協力を必要とする研究である。専用船の運用、掘削設備の維持、地質調査、試料分析、研究者の参加、事故への備えなど、掘削そのもの以外にも多くの費用が発生する。
掘削計画では、深度が増すほど費用が一定の割合で増加するとは限らない。工具の故障や孔壁の崩壊などによって作業をやり直す必要が生じれば、掘削に費やした時間と費用が大きく増加するため、計画の成功確率と科学的な成果の見込みを総合的に評価する必要がある。
また、掘削船、材料技術、地球物理学、鉱物学、地球化学、微生物学などの専門分野を結集することが重要となる。1つの研究機関だけですべての課題を解決することは難しく、各国の研究機関や大学、技術企業が役割を分担し、データや試料を共有する体制が求められる。
国際協力の意義は、費用の分担だけではない。異なる研究手法による検証、試料分析の再現性の確保、計測装置の相互比較などを通じて、得られた知見の信頼性を高めることができる。
マントル掘削を長期的に進めるには、到達深度だけを成果指標にするのではなく、試料回収率、計測データの品質、掘削孔の安定性、装置の稼働率、科学的成果などを組み合わせて評価する必要がある。たとえマントル到達に至らなくても、地殻深部の岩石や熱構造について新たな知見が得られれば、その成果が次の計画の成功率を高める可能性がある。
今後の展望と科学的意義
海底からマントルへの掘削は、地球内部の物質を直接調べるという点で、地球科学に大きな進展をもたらす可能性を持つ。しかし、その成果を評価する際には、マントルへ到達するという技術的目標と、地球の形成・進化を理解するという科学的目標を区別しなければならない。
マントル掘削が実現すれば、地殻とマントルの境界を横切る岩石試料を連続的に採取し、鉱物組成、化学的特徴、年代、変形履歴を比較できる可能性がある。これにより、海洋地殻がどのように形成され、海水との反応や物質循環を通じてどのように変化し、最終的にマントルへ戻るのかという問題を、直接的な証拠に基づいて検証できる。
ただし、掘削孔から得られる試料は、地球内部全体を代表するものではない。地殻やマントルの組成は地域ごとに異なり、採取地点の地質条件にも偏りが生じるため、掘削試料を地震波観測、高圧実験、地球化学分析、数値計算と組み合わせることが重要となる。
今後の研究では、掘削深度だけでなく、試料の回収率、採取位置の精度、地下での温度・圧力測定、孔内観測の継続期間なども重要な成果指標となる。マントルに到達できなかった場合でも、海洋地殻深部の構造や物質の変化について信頼性の高いデータが得られれば、地球内部の理解を前進させる科学的成果となり得る。
プレートテクトニクスの駆動エンジン解明
地球表面のプレートは、地質学的な時間尺度で移動し、海洋底の形成、沈み込み帯の形成、火山活動、地震活動などを引き起こす。この運動を理解するためには、プレートそのものの性質だけでなく、その下にあるマントルの流動、地球内部の熱輸送、重力による力の作用を総合的に調べる必要がある。
マントルは固体であるが、地質学的な長い時間尺度では、温度と圧力に応じてゆっくり変形し、対流と呼ばれる物質の移動を起こす。地球内部から運ばれる熱と、冷えて密度が増したプレートが沈み込むことによる重力的な作用などが、プレート運動を駆動する重要な要因となる。
ただし、プレート運動をマントル対流だけで説明するのは不十分である。沈み込むプレートの重力による牽引、海嶺付近の高まりから働く重力的な力、プレート境界の摩擦、リソスフェアの強度などが相互に関係しており、地域やプレートの状態によって各要因の重要性は異なる。
マントルの温度や組成を直接調べることができれば、地震波から推定される内部構造と、実際の岩石の物理的性質を照合できる可能性がある。特に、マントル由来の岩石に含まれる元素や同位体の情報は、地球内部の物質がどのように分化し、どのような過程で再循環してきたのかを推定するうえで重要となる。
一方、マントルの対流は地球内部の広大な領域で起こる現象であり、単一の掘削地点から直接観測できるものではない。掘削試料から得られる物質情報を、地震波、重力、地磁気、火山岩の化学組成、熱流量などのデータと統合することによって、地球内部の熱と物質の移動をより精密に理解できる。
生命の起源と地球外生命体探索へのヒント
海底下の生命圏は、太陽光が届かない環境でも生命が生存できる条件を調べるための重要な研究対象である。海底堆積物や海洋地殻の内部には微生物が存在し、場所によっては岩石と水の化学反応によって生じる物質を利用して生存している。
その代表的な反応の1つが、かんらん岩などの超苦鉄質岩が水と反応する蛇紋岩化である。この反応では、条件に応じて水素などの還元性物質が生成され、微生物が化学反応から得られるエネルギーを利用する環境が形成されることがある。
こうした環境の研究は、生命が生存するために必要なエネルギー源、液体の水、利用可能な元素、温度条件などを理解するうえで意義がある。太陽光に依存しない化学合成生態系の存在は、地球外の天体に生命が存在する可能性を評価する際にも重要な手がかりとなる。
特に、木星の衛星エウロパや土星の衛星エンケラドゥスは、氷の下に液体の水を含む海が存在する可能性が高く、地球の海底熱水環境と比較するうえで注目されている。これらの天体で生命が存在するかどうかは未確定だが、地球の深部生命圏を研究することで、生命を支え得る環境の条件をより具体的に検討できる。
ただし、海底下の微生物が存在することだけで、生命の起源が深海にあったと証明されるわけではない。生命の起源に関する仮説には複数の候補があり、深海の熱水環境が初期生命の成立に適していた可能性は研究対象の1つだが、起源の場所や過程については未解決の問題が多い。
マントル掘削が生命の起源研究に貢献するとすれば、マントルそのものから生命を発見することよりも、岩石と水の反応、化学エネルギーの生成、微生物の生存限界、地下環境の長期的な安定性について直接的なデータを得ることにある。採取試料の汚染を防ぎ、地下由来の生命と地表から混入した生命を厳密に区別することが、信頼性の高い研究を実施するための前提となる。
防災（巨大地震・津波メカニズム）への貢献
マントル掘削そのものと、巨大地震の震源域を掘削する研究は、対象とする深度や目的が異なる。しかし、海底下の岩石の性質、流体圧、断層の摩擦特性、地殻の変形を直接調べるという点で共通しており、深海掘削技術は地震・津波の発生メカニズムを解明するうえでも重要である。
2011年の東北地方太平洋沖地震では、日本海溝付近のプレート境界で非常に大きなすべりが発生し、巨大津波につながった。2012年に実施された日本海溝の地震調査掘削では、海底下約850メートルまで掘削し、震源断層付近の岩石試料を採取するとともに、断層の摩擦熱を調べるための温度観測が行われた。
この研究では、断層帯に含まれる粘土質の物質が弱い摩擦特性を示すことや、地震時の摩擦熱の測定から断層の力学的性質を推定できることが示された。さらに、2024年の日本海溝掘削では、海底下の断層構造をより詳しく調べるための観測が進められ、2025年には関連する研究成果が公表されている。
こうした成果は、巨大地震の際に断層がどの程度すべるのか、浅い部分まで破壊が進展するのはなぜか、どのような地質条件が大きな津波を生みやすいのかを理解するための基礎となる。特に、断層を構成する粘土鉱物、流体圧、岩石の摩擦特性などを直接測定することは、地震発生の物理モデルを検証するうえで重要である。
ただし、掘削調査によって個々の地震の発生時刻や規模を正確に予測できるようになるわけではない。地震は広範囲に及ぶ断層系の応力状態、摩擦特性、流体の移動などが複雑に関係する現象であり、限られた観測点のデータだけで将来の破壊過程を確定することはできない。
掘削による知見を防災に活用するには、地震観測網、海底地殻変動観測、津波計測、地質調査、数値シミュレーションを統合する必要がある。マントル掘削が将来実現した場合にも、その直接的な成果を防災へ結びつけるには、地殻・マントルの構造に関する研究と、実際に地震が発生するプレート境界の研究を適切に組み合わせることが重要となる。
今後の展望
今後のマントル掘削では、最初から極端な深度を目指すのではなく、地質条件の調査、掘削孔の安定性の検証、耐熱・耐圧部品の開発、孔内計測の高度化を段階的に進めることが現実的である。特に、地殻が薄く、熱的条件や岩盤の性質が比較的よく把握された地点を選び、既存の掘削技術を実証しながら必要な性能を高める方法が重要となる。
技術開発では、耐久性の高い掘削ビットや管材に加え、深部の状態を高精度で計測するセンサー、掘削流体の制御技術、異常の早期検知、故障した装置の回収手法を総合的に発展させる必要がある。これらの技術はマントル到達だけでなく、地震発生帯の調査、海底下生命圏の研究、地下資源や地熱に関する研究にも応用できる可能性がある。
また、掘削技術の進歩と並行して、高圧実験、数値計算、地震波解析を統合する研究が重要となる。掘削前に得られた予測と、掘削中に測定された温度・圧力・岩石の性質を比較することで、地下構造の推定精度を高め、次の掘削計画の成功率を改善できる。
将来の大きな課題は、マントル到達の実現可能性を、科学的価値、技術的リスク、経済性、環境への影響という複数の観点から評価することである。到達深度だけを目標とするのではなく、どのような試料を採取し、どの仮説を検証し、どのような観測データを得るのかを事前に明確にすることが、長期計画の合理性を高める。
国際協力も不可欠である。掘削船の運用、深部材料の開発、試料分析、観測データの共有には多くの研究機関と専門分野が関わるため、共通の研究目標と評価基準を設定し、得られた試料やデータを再検証できる体制を整える必要がある。
最終的には、マントル掘削の成果は、マントルに到達したという記録だけでは評価できない。地球内部の物質循環に関する仮説をどの程度検証できたか、地震や火山活動の理解がどこまで進んだか、地下生命圏についてどのような新しい知見が得られたかという、科学的な成果によって評価されるべきである。
まとめ
海底からマントルを目指す科学掘削は、地球内部の物質と過程を直接調べるための重要な研究課題である。海洋地殻が大陸地殻より薄いという利点はあるものの、超高圧・超高温、岩盤の不均質性、孔壁の安定性、掘削資材の耐久性、情報伝達、費用、安全管理など、解決すべき問題は多い。
圧力は岩盤や機械部品に複雑な応力を生じさせ、温度は材料の強度、電子機器、潤滑剤、掘削流体の性能に影響を及ぼす。さらに、鉱物の相変態や岩石と水の反応は、地球内部の構造と物質循環を理解する鍵となる一方、掘削技術の設計にも大きく関係する。
科学的には、マントル掘削はプレート運動の駆動機構、地殻とマントルの境界、深部の物質循環、生命が生存できる環境などを検証する可能性を持つ。また、深海の断層を直接調べる技術は、巨大地震や津波の発生過程を理解するための研究にも貢献している。
しかし、マントル掘削によって地球内部のすべての謎が解明されるわけではない。直接採取できる試料は限られた地点のものであり、広大な地球内部の構造や動態を理解するには、地震波観測、実験、数値計算、地球化学的分析との統合が必要となる。
したがって、マントル掘削は単なる深度記録への挑戦ではなく、地球内部の物質と現象を直接観測し、間接的な推定を検証するための長期的な科学計画として位置づけるべきである。技術開発と科学的検証を段階的に進め、費用や環境への影響を適切に評価しながら国際協力を継続することが、将来の成功に向けた最も重要な条件となる。
参考・引用リスト
海洋科学掘削の実績と計画
1. 海洋研究開発機構「地球深部探査船『ちきゅう』」
掘削能力、ライザー掘削技術、船舶設備、科学掘削の概要。
2. 海洋研究開発機構「『最も深い海洋科学掘削』のギネス世界記録認定」
2025年9月公表。総ドリルパイプ長7,906メートルの記録と、2024年の日本海溝での掘削実績。
3. 国際海洋科学掘削計画「掘削実績統計」
各計画期間の掘削孔数、掘削深度、試料回収量などの統計。
4. 国際海洋科学掘削計画「科学掘削の歴史」
モホール計画から国際的な海洋科学掘削への発展。
地球内部とプレートテクトニクス
5. Korenaga, J.（2013）「地球におけるプレートテクトニクスの開始と進化：理論と観測」
Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 41, 117–151.
6. 米国地質調査所「プレートを動かすものは何か」
マントルの流動、プレート運動を駆動する力、地球内部の動力学に関する解説。
深部生命圏と生命の起源
7. 「海溝、蛇紋岩化、生命の起源」
The Trench Biosphere at the Bottom of the Ocean 所収、2026年刊行。
巨大地震・津波と海底掘削
8. 海洋研究開発機構「東北地方太平洋沖地震調査掘削」
断層試料、摩擦熱の測定、プレート境界の力学的性質に関する研究成果。
9. Kirkpatrick, J. D. et al.（2025）「日本海溝におけるプレート境界の極端な局在化が浅部地震すべりを促進する」
Science, 391(6784), 489–493.
10. 海洋研究開発機構「日本海溝プレート境界浅部すべりの履歴に関する研究航海」
2025年12月公表。日本海溝の堆積物採取と巨大地震・津波の履歴に関する研究。
追記：掘削実績の再検証と科学的解釈の精密化
これまではマントル掘削の現状、地球内部の構造、超高圧・超高温による物理的制約、掘削技術の課題、科学的意義、将来展望を体系的に整理した。追記では、専門機関の公表資料を基に重要な数値と用語を再検証し、実際に達成された技術的成果と、将来の研究目標との区別を明確にする。
この区別が必要なのは、深海掘削では海面から海底までの距離、海底下への掘削深度、掘削管の総延長が、それぞれ異なる意味を持つためである。これらを混同すると、実際の技術的到達点を過大評価したり、マントル到達までに残された課題を誤認したりするおそれがある。
掘削実績の検証：世界記録とマントル到達は別問題
2025年9月、海洋研究開発機構と日本マントル・クエスト株式会社は、地球深部探査船「ちきゅう」が達成した総ドリルパイプ長7,906メートルについて、世界記録の認定を受けた。この記録は、2024年の日本海溝での調査において達成されたものであり、掘削同時検層を行いながら深海底で作業する技術力を示している。
ただし、7,906メートルは海底下の掘削深度ではなく、海面から海底までの距離を含むドリルパイプの総延長である。報道された内訳では、水深約6,897.5メートルの地点から海底下約980メートルまで掘削しており、海底下の掘削深度と総延長を区別しなければならない。
2025年12月には、「ちきゅう」による日本海溝の別の研究航海で、水深7,608.5メートルの地点における掘削作業が実施された。この記録は、科学掘削でドリルパイプを用いて作業した最深の水深に関するものであり、海底下7,608.5メートルまで掘り進んだという意味ではない。
この研究航海では、海底堆積物の試料採取を通じて、過去の巨大地震に伴う堆積物の形成時期や、海底下の流体と生命圏の関係などを調べることが目的とされた。深い海域で作業する能力は高度な海洋工学の成果だが、それ自体が厚い海洋地殻を貫通する能力を証明するわけではない。
一方、2013〜2024年の国際深海科学掘削計画では、最深の掘削孔は海底下1,806メートルに達していた。これは同計画の掘削実績に関する記録であり、すべての海洋掘削計画の全歴史を通じた最深記録と同一視してはならない。
以上から、海洋科学掘削の進展を評価する際には、少なくとも「作業した海域の水深」「海底下の掘削深度」「掘削管の総延長」「実際に回収した岩石試料の深度」を別々に記録する必要がある。マントル到達を評価するための決定的な基準は、地質学的に確認された地殻・マントル境界を掘削孔が横切り、マントル由来の試料を適切な位置情報とともに採取できたかどうかである。
「超深海」と「マントル掘削」を区別する必要性
本稿の題名にある「超深海」は、一般的な海洋学では水深6,000メートルを超える海域を指す用語である。一方、マントル掘削は、海底の水深ではなく、海底下に存在する地殻を掘り進み、その下にあるマントルへ到達することを目指す科学的・技術的課題である。
したがって、水深8,000メートルの海溝で作業することと、水深3,000メートルの海底から海底下数キロメートルを掘削することは、異なる技術的課題を持つ。前者では深い海水による圧力と長い管の取り扱いが重要となり、後者では岩盤の破砕、孔壁の維持、地下温度の管理などが重要となる。
両者を組み合わせる場合には、海水の圧力、掘削孔内の流体圧、岩盤の応力、温度による材料劣化を同時に考慮する必要がある。海洋底の深い場所で作業できることはマントル掘削に役立つ技術的資産だが、海底下の深部岩盤を長距離にわたって掘削する能力とは別に検証しなければならない。
数値を読む際の注意：圧力・温度・深度の関係
前回までに示した圧力や温度の数値は、深部環境を理解するための概算として有用だが、特定の掘削地点における実測値ではない。岩石の密度、地温勾配、地下水の状態、地質構造などは場所によって異なるため、一般的な数値をそのまま個別の掘削計画へ適用することはできない。
たとえば、岩石の密度を約2,700キログラム毎立方メートルと仮定した場合、深さ1キロメートル当たり約26メガパスカルという鉛直荷重の概算が得られる。しかし、この値は岩石の重量による鉛直応力を単純化して計算したものであり、地下流体の圧力や水平応力、掘削孔の周囲に生じる局所的な応力集中を表すものではない。
温度についても同様である。一般的な地温勾配を用いた計算は初期推定に使えるが、海洋地殻の熱構造はプレートの年齢、熱水循環、火成活動などの影響を受けるため、実際の温度を判断するには掘削地点での測定と地質モデルの検証が必要となる。
また、マントル内部では圧力と温度の上昇に伴って鉱物の相変態が起こるが、その境界を深度だけから決定することはできない。岩石の化学組成や含水量などによって相変態の条件が変わるため、鉱物の分析と高圧実験を組み合わせて解釈する必要がある。
科学的な論文では、数値を提示する際に、その値が実測値なのか、理論計算なのか、特定の仮定に基づく概算なのかを明示することが重要である。マントル掘削のように直接観測が限られている分野では、この区別が研究の再現性と結論の信頼性を大きく左右する。
科学的意義を過大評価しないための検証基準
マントル掘削が成功した場合、地殻とマントルの境界付近の岩石を直接採取できる可能性があるが、それだけですべての地球内部モデルが確定するわけではない。試料が得られた地点の地質学的な特徴を明らかにし、地震波、重力、熱流量、高圧実験などの結果と比較して、どこまで一般化できるかを検討する必要がある。
プレートテクトニクスについても、マントル由来の岩石を分析することは重要だが、プレート運動の駆動機構全体を単一の掘削孔で直接観測することはできない。広域の地震波観測や地球物理学的なデータと統合することで、マントルの物質特性がプレート運動にどう関係するかを評価できる。
生命の起源については、深海の熱水環境や岩石と水の反応が生命を支える条件を研究するうえで有用だが、現在の地下生命圏の存在だけで初期生命の発生場所を確定することはできない。生命の起源に関する仮説を検証するには、地球化学、生命進化の研究、実験的な化学反応の再現など、複数の証拠を組み合わせる必要がある。
防災についても、海底掘削で得られる断層の摩擦特性や流体圧のデータは地震発生モデルの改善に役立つが、個々の地震の発生時刻や規模を確実に予測できることを意味しない。科学的な成果を社会へ活用するには、地震観測、海底地殻変動、津波計測、数値シミュレーションなどと統合し、予測の不確実性を明示する必要がある。
以上を踏まえると、マントル掘削は、地球内部を直接調べるための重要な手段である一方、単独で地球科学のすべての問題を解決する手法ではない。得られたデータの適用範囲と不確実性を明確にし、他の観測・実験手法と組み合わせることが、学術的に妥当な結論を導くための条件となる。
最後に
本追記で確認した最も重要な点は、海洋掘削の記録を評価する際に、海水の深さと海底下への掘削深度を混同してはならないということである。2025年に認定された総ドリルパイプ長7,906メートルの記録や、同年に実施された水深7,608.5メートルでの作業は、深海掘削技術の発展を示す一方、マントル到達を意味するものではない。
また、超高圧・超高温の影響は、岩石の強度や鉱物の相変態だけでなく、掘削管、ビット、流体、電子機器、孔内制御など、システム全体の性能に及ぶ。マントル掘削の実現可能性を評価するには、個別部品の耐久性だけでなく、地質条件を含めた総合的な信頼性の検証が不可欠である。
今後は、掘削深度の更新だけでなく、地殻・マントル境界の確認、試料の回収と保存、地下環境の計測、科学的仮説の検証を一体化した評価が求められる。これによって、技術的な挑戦を、地球内部の構造や進化に関する再現性のある科学的成果へと結びつけられる。
参考・引用リスト（追記）
1. 海洋研究開発機構（2025年9月24日）「最も深い海洋科学掘削：世界記録認定について」
2024年の日本海溝調査で達成された総ドリルパイプ長7,906メートルの記録と、その技術的背景。
2. ギネス世界記録「最も深い海洋科学掘削」
記録の達成日、記録対象、認定された総ドリルパイプ長の確認。
3. 海洋研究開発機構（2025年12月12日）「国際海洋科学掘削計画第503次研究航海の終了について」
日本海溝の水深7,608.5メートルで実施された作業、海底堆積物の採取、研究目的の公式記録。
4. 国際海洋科学掘削計画「掘削実績統計」
2013〜2024年の計画における掘削孔数、試料回収量、最深掘削孔などの統計。
5. 海洋研究開発機構「地球深部探査船『ちきゅう』」
ライザー掘削技術、船舶設備、海底下深部の掘削能力に関する公式説明。