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音波を使って瞬時に深い海の中を「見る」

音でしか見えない海の中?

 イルカは見通しの悪い海の中でどのようにして餌を探しているか知っていますか? 実は音波を使っています。音波を発すると海の中を伝わっていき、物に当たればはね返ってきます。イルカは自ら音波を発することができ、はね返ってきた音波(エコー)をとらえ、餌となる生物の有無や餌までの距離を探っています。漁船などで使われる魚群探知機も同じ原理で、音波によって魚や動物プランクトンなど海洋生物の存在やその生息深度を知ることができます。音波を使わなければならないのは、海の中では電波や光があまり深くまで届かないためです。

「ブロードバンド音波」でわかること

 これまでの魚群探知機は、ある特定の周波数だけの音波を使用していました(例えば50kHz)。これをナローバンド音波といいます。これだと解像度が低く、エコーから計測できる情報も限られていました。例えるなら白黒テレビです。しかし、最近は「ブロードバンド音波」というさまざまな周波数を含む音波が使用できるようになりました(例えば50kHz~100kHz)。解像度は劇的に向上し、生物の大きさや種類に関する多くの情報をエコーから計測できるようになりました。例えるなら4Kや8Kといったスーパーハイビジョンテレビです。そして、イルカの音波もまさにブロードバンド音波です。

なぜ音波で海洋生物を調べるの?

 私たちが魚などの海洋生物を利用するためには、採り過ぎによってその資源を枯渇させない必要があります。また、海洋開発を行う場合は、周囲の海洋生物にダメージを与えない必要があります。そのためにはまず、どこに、どのような生物が、どのくらい生息しているか調査する必要があります。音波による海洋生物の調査手法(音響調査手法)はそのためのものです。そのほかには、網で採集する手法、カメラなどで撮影する手法があり、これらも有効です。しかし、深い海の中を瞬時に調査するには音波を使うしかありません。音響調査手法を使わなければ海洋生物の実態には迫れないのです。

参考資料
1:音波で見た海の中
2:魚群探知機の原理
この学問が向いているかも 海洋音響学、水産音響学


海洋資源環境学部 海洋資源エネルギー学科 准教授
甘糟 和男 先生

先生がめざすSDGs
メッセージ

 自分が興味のあること、好きなことを大事にしてください。それが、あなたの進路や人生を決めていくことになるでしょう。私もそうでした。
 イルカは見通しの悪い海の中でどのように餌を探していると思いますか? それは音波を使ってです。私は、音波を使った海洋生物(魚や動物プランクトン)の調査手法について研究しています。深い海の中を、しかも瞬時に調査するには、音波を使うしかありません。私と一緒に、音波でしかわからない海の中を見てみませんか? 海洋生物が好きな人、機械などが好きな人にも楽しい研究だと思います。

先生の学問へのきっかけ

 海に面した静岡県沼津市出身の私は、小学生の頃から釣りが好きで、魚が好きでした。また、中学生の時に、沼津から瀬戸内海の小豆島まで船で往復する青少年向けのイベントに参加したことで、さらに海への憧れをかき立てられました。そうした興味から、東京海洋大学の前身である東京水産大学に入学しました。そして、研究室の指導教官がギター好きの先生だったことが、海洋音響学に携わるきっかけとなりました。私自身もギターが好きで、音に興味があったのです。

先輩たちはどんな仕事に携わっているの?

海洋調査会社エンジニア/造船会社設計/海洋調査船航海士/水中音響機器メーカーエンジニア/大学教員(研究者)

※夢ナビ講義はそれぞれの先生の見解にもとづく講義内容としてご理解ください。

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