ホッケ柱のメカニズム/KAPPA WORLD

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ホッケ柱のメカニズム

２００９年９月５日　ＮＨＫ　ワンダー×ワンダーという番組でホッケ柱とそのメカニズムを解明するという番組が放送された。生物界では今まで全く報告されていなかった報告。魚が作る渦によって水面のプランクトンを海中に引き込み、天敵のカモメにも襲われずに効率よく摂餌するという話は大反響を呼んだ。インターネット上にはホッケ柱なる検索項目が出現し、その数は７万件近いものになった。水中映像はKAPPAが撮影したものです。（自慢です。）

ホッケ柱のメカニズムは番組の中では東京大学海洋研究所の各分野の先生方により、解明されていったが、元の仮説はKAPPAが考えたものです。（自慢です。）

１５年前　テレビ朝日　ニュースステーションで初めてホッケが作る渦を撮影し、８年前に北海道テレビのネイチャー番組　利尻・礼文・サロベツで２回目の撮影を行った。撮影している時は何も考えていなかった。ホッケが作る渦巻きに吸い込まれてゆく水面のプランクトンそれを食べるホッケ　巨大なホッケ柱を目の前に　見えていることをカメラに収めるのが精いっぱいだった。

しかし撮影した映像を見るとふと感じるものがあった。魚が回って渦を作っていると思ったが、ホッケ達はあまりぐるぐるとは回っていない。渦によってまわされている餌を追いかけているホッケ数匹だけがグルグルとまわり、他のホッケ達は普通に泳いでいるだけである。渦が出来るのは他の要因ではないかと思った。

KAPPAが最初にホッケ柱の映像を撮影した年の３月KAPPAは無謀なる挑戦を行った。鳴門のうず潮の水中映像の撮影。しかも一年で最大の渦が見られる春の大潮に出来る渦の撮影。（もっと知りたい人はKAPPAの独り言　大冒険　鳴門のうず潮に潜る　を読んでください。）間違えば命がなくなる大冒険。風呂に入り湯船につかった時、何百回も手で渦を作り、作戦を練った。

鳴門の渦はどうやったら出来るのか？今の鳴門大橋にある展示館では渦潮はカルマン渦であると説明されている。カルマン渦とは潮流の向きと速度の違いによっておこる渦のこと。鳴門大橋の部分は鳴門海峡がもっとも狭くなっている部分なので、海流も最大になり、この付近にカルマン渦が出来る。この渦は鳴門で出来る最大級のもので鳴門の渦の写真になっていたり、観潮船がお客に見せるものだ。ここに小舟が引き込まれれば早い流れと巻き込まれた泡によって浮力がなくなり、沈没の可能性も出てくる。

しかし鳴門の渦は別の要因でも起こる。鳴門大橋付近の海底は周囲に比べ極端に浅くなっている。潮の干満のときには深層にある海水が海面に向かって吸い上げられ、吸い上げられた海水は海面にぶつかる。春の大潮のときには肉眼でもわかるほど海面が盛り上がる。盛り上がった水はその周囲で普通の海水面の高さに戻ろうとし、海中に引きずり込まれます。その境界面にいくつもの渦が出来るのだ。この渦はカルマン渦ではなく、下降流の作る渦である。正確にいえば微細なカルマン渦を下降流が増幅させて作った渦だ。

渦潮に何回も人間と同じ大きさのダミーを投入し安全を確認して渦に飛び込んだKAPPAだったが、実験と本番は違っていた。想像以上の下降流が存在した。命綱と船上にいたベテランダイバーの機転により、KAPPAは海底までは引きずり込まれなかったものの、水深３０mまであっという間に引き込まれてしまった。

次のヒントになったのは日本テレビウッちゃんナンちゃんのウリナリの中で撮影したシンクロの選手がスカーリングの練習のときに出来る渦だ。シンクロの選手が水面から足を上げた時、何もしないと足の重さで体が水中に沈んでしまう。水面に浮き、足を上げるためには手を使って体を水面に平行に押し上げなくてはなりません。手を上手く使って体を上昇させるために海底に向かって下向きのベクトルの流れを作らなければならない。もっとも効率よく下向きの流れを作れるのがスカーリングという手の動きだ。シンクロの選手がスカーリングの練習をするとき、上手く出来ると水面から手に向かって細い渦が形成される。ウリナリの番組でお笑いの方々にシンクロの指導をしていたトリトゥネスの方にお願いして水中撮影をさせてもらった。渦が出来ている時牛乳を垂らしてみるとあっという間に手の甲まで吸い込まれ、その後は乱流になってプールの底近くまで達していた。これがホッケの渦ではないだろうか？渦潮の渦とシンクロの渦の共通点は下降流。あまりの発想に自分で酔いしれた。

この理論を世に出したくて　テレビ局に話を持っていったのですが、こんな話は誰も取り合ってくれない。誰か学者の裏付けが必要になった。何人にもコンタクトして見たが、今回のテーマのような研究をしている学者は見つからなかった。もう一つ専門家に行きあたるためのキーワードがあった。竜巻である。ホッケの渦と形状が似ているので竜巻も同じ原理だと思った。竜巻が発生するとそれは大きな力になり、地表のものを上空に吸い上げようとする。竜巻の研究者というのを調べたが日本では適切な人が見つからなかった。それもそのはず日本では竜巻は稀にしか起こらない。いつどこで発生するのかわからない現象を誰も研究している人はいないだろう。

アメリカで竜巻の権威が見つかった。アメリカでは巨大竜巻が毎年発生し、甚大なる被害を受けている。竜巻の解析も多く行われており、データーも多い。竜巻の有名な研究者は日本人であった。藤田哲也さん。アメリカの竜巻はその強さを示すためにＦ３とかＦ５とかいう数字で表現する。この尺度を作った人が藤田さんだ。彼が作った竜巻の規模を表す数字は近年まで使われ、Ｆ５のＦは彼のイニシャルであろう。藤田スケールと呼ばれている。その藤田さんは残念ながら１９９８年に亡くなられている。

やみくもに電話をしているうちに、、初めてKAPPAのホッケ柱の原理に興味を持ってくれた先生がいた。東大海洋研究所の木村龍治先生である。

東大海洋研と言えば東京大学の付属機関で日本有数の海洋研究者達のいる研究所である。木村先生は海洋気象学者でもあり、流体力学が専門の方であった。ホッケの渦の話をすると｢それは面白い話なので是非みせてほしい。｣という返事をもらい、期待に胸を膨らめて東大海洋研究所の門をくぐった。研究室に集まった木村先生始め諸先生方の前で、過去に撮影したビデオテープを見せKAPPAが考えた説を話すと、｢この渦は魚が作っているものだと思います。｣という有り難いお言葉。ここからKAPPAのチャレンジが始まる。

学者が見方につけばこちらのもの。２００２年にＮＨＫふしぎ大自然で取材することになった。

その頃　利尻でホッケ柱はなかなか見つからなくなっていたものの、シーズンに何回かは漁師達に見つけられていたし、ホッケ柱は撮影出来るであろうと思っていた。しかし張り切って利尻に渡り、毎日海を見ながら１カ月が過ぎてしまった。ホッケ柱は現れずＮＨＫは一年で手を引き、翌年からは自分の金で利尻に通い続けた。

利尻ではホッケ巻き網漁というものがある。これはホッケが餌を食べるため水面に上昇し、ホッケ柱を形成しているところを巻き網で一網打尽にする漁法である。昔はホッケの渦を探し、そこに網をかけたものであるが、近年は魚群探知機を使い、魚が水面に上昇してきたところに網をかけホッケを漁獲している。一番最初にホッケの作る渦の話をしてくれたのが、その船に乗っている船員だった。近年はホッケが減少し、わずか３隻だけが操業を行っている。

利尻ではホッケ柱は岸の近くでは見られない。ホッケが多く生息している沖合の根の周りにだけ出現する。ホッケ柱が出来たかどうかはホッケ巻き網漁船の情報をもらうしかない。毎日港に行き　漁師の報告待ち。どんなに待っても。｢去年まではあったんだけど今年は潮の状況が悪いわ。｣という言葉ばかり。漁師達は最初は親切に教えてくれたが、気の毒だと思ったのか最後にはあまり口を聞いてくれなくなった。

ホッケ柱さえ撮れれば。そうは思いつつもホッケ柱は現れず。１年が２年になり３年になった。毎年のようにあったホッケ柱。ホッケは漁獲されている。待っていればいつか来るに違いない。利尻島民には｢また来たの？｣と言われつつ、７年が過ぎてしまった。

この間にもKAPPAはホッケ柱に一歩一歩ずつ近づいていた。１０月になるとホッケ達は産卵に浅場にやってくる。雄は体を震わせメスを呼ぶ。雄に誘われて雌が産卵場にやってきてから数十分。水温１３℃以下の暗い海底で産卵の瞬間をずっと待っていなければならない。その時気がついたことだが、ホッケはいつも海中に浮いていない。海底にきちんと着底している。横浜港でアイナメのハッチアウトも撮影したが、こちらも海底に着底していた。アイナメ科の魚ははもしかしたら水中重量があるのではないだろうか？１匹ずつでは大した重量にはならないが、それが何万匹も集まれば・・・・・・・・・・・・・・・・期待。

夢はますます膨らんでゆく。巻き網にかかったホッケが海面に落ちるとホッケは沈んでゆく。ホッケの水中重量を測ってみることにした。ホッケ柱のメカニズムを調べるには生きたホッケの水中重量を出さないとならない。決められた内容積の容器の中に水を張り水だけの容器と生きたホッケを入れた容器の重量の差を測ると　ホッケ柱を形成する３００グラムのホッケ１匹に着き、約１５グラム　ホッケ柱を作るホッケより、大きい大人のホッケは５０グラムの水中重量があった。利尻の巻網船は多い時に一網１０トンの漁獲になることがある。昔の漁師に聞くと、そのころでも１網１５トンくらい入ることがあったそうだ。

少なく見て６トンのホッケ柱はホッケが一匹３００グラムだから６０００キロ÷０．３キロで２万匹。２万匹のホッケの一匹の水中重量が１５グラムだとすると３００キロ。ホッケ柱の水中重量は３００キロになる。水中重量３００キロの物体を海中に浮かすためには、それ相当な上向きの力が必要になる。ということは海底に向かって強い下降流が起こるはずである。N}HKワンダー×ワンダーではホッケは必死に達泳ぎをしているというわかりやすい表現をしていた。ホッケにとって水中重量１５グラムの体を浮かせるのは必死になるほどではないだろうが、ホッケ柱を撮影している時に渦の中心には強い流れがあるようで　その場所にいるホッケは流れに逆らって懸命に泳いでいるように見えた。

もう一つ問題がある。魚には浮袋がある。これは魚の体内にあり、血液中から酸素などのガスを気体にし、浮袋に注入したり、反対の時は浮袋のガスを血液中にとかしこみ、浮袋を収縮させるものである。体内に風船を持っているのと同じで、これによって魚は水中重量を自由に変化させることが出来、体を浮かせたり、沈めたりすることが出来るのである。魚が網にかかり、漁師によって水面に引き上げられると浮袋を収縮させる時間がなく、腹が膨れて上がってくる。しかし巻き網で捕獲された魚達の中で、腹が膨れているものはなかった。実際に調べてみると浮袋はないことがわかった。これでホッケが群れで中層を泳げば下降流が出来ることは否定できないものになった

いよいよ運命の年。２００９年４月に一本の電話があった。NHKワンダー×ワンダーのディレクター西島昌子さんからである。彼女は昔利尻島での取材で実際にホッケの渦を目視したことがあるとのこと。KAPPAからの情報で利尻での取材は断念し、奥尻で同じような現象が見られるということをつきとめてくれた。これは神の助けだろうか。『ホッケが渦を作り、その渦を利用して水面の餌を海中に引きずり込んで食べる。』という途方もない現象の世界初発表が出来るかもしれない。ホッケ柱の理論はKAPPAが心の中で密かに抱いたまま　泡と消えてゆくかもしれないと思っていたが、奥尻の撮影成功で花開いた。西島さんありがとう。

ワンダー×ワンダーのロケの時、東大海洋研の先生方がKAPPAの撮影した映像をもとに、黒板の前で　むずかしい計算式を作っていた。これから先はKAPPAの世界ではない。先生方の分析はまとめられ学会で発表されることになっている。中川隆という名前も乗せてくれるらしい。ありがとうございます。

ＮＨＫのワンダー×ワンダーではBOIDSというｺﾝﾋﾟｭｰﾀｰ画像ソフトを紹介し、BOIDSソフトに、もう一つの命令　『餌を食べた水面の魚が柱の下方にいくようなプログラム』を加えると柱状になるという話をしていた。この話はNHK制作側で独自取材した部分でKAPPAが関与したものではない。

BOIDSは
１．ぶつからない
２．群れの中心に向かって泳ぐ
３．リーダーは無い
という３つのルールをもとにして作られているそれに、餌を食べた水面の魚が満腹になり、柱の下方に行くというシンプルなルールを組み合わせると柱状を示すことが再現された。という話。

これは非常に面白い話であるが、これがホッケ柱を解明するすべてではないと考える。その理由としては
１．ホッケ柱は最初から成立する。満腹な魚などいない初期の段階から柱状の群れを形成する。
２．餌を食べた魚が群れの下方に移動するということは今回の撮影の中では確認されていない。番組の中で魚が下の方に行っているのはKAPPAが群れに近づいたために魚が下方に逃げて行っている映像で逆に下から上に泳ぎあがっている魚もある。中心付近で強い下降流により、群れの下方に押し流されているホッケもいるように見える。
３．ｺﾝﾋﾟｭｰﾀｰグラフィックで作られたのは縦長にホッケが展開している形状だけで、ホッケ柱の中の水流。密度などは考慮していない。

KAPPAは違う説を唱える。うずの性質上もっとも多くの餌が流れ落ちてくるのは渦の中心である。そこに腹を減らしたホッケ達が集まればホッケ柱が形成される。ホッケ達は水中重量があるので、流れ落ちないように立ち泳ぎで泳ぐ。ホッケ柱のような縦長の群れは下降流も起こしやすく、強い下降流で餌が落ちてくる自分達も餌を食べやすいから柱状の渦を作るのだと思っている。

ワンダー×ワンダーは非常に素晴らしい番組だった。KAPPAがくどくど説明しなくてはならない現象をｺﾝﾋﾟｭｰﾀｰグラフィックにより、非常にわかりやすく、面白く説明していた。BOIDSによるホッケ理論も　あまりにも上手く説明されていたのでこれが定説になりそうだが、これは仮説でありホッケ柱の真実ではない。真実はこの後の観察によって解き明かされるだろう。KAPPAは今後もホッケを観察してゆくつもりだ。２００９年１０月　大洗から苫小牧行きのフェリーのなかで。明日は産卵に来た利尻のホッケに出合う予定だ。

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