海洋塩分

「海の水は塩辛い」ということは多くの方がよくご存知だと思いますが,その「塩辛さ」は海域や深さ,あるいは季節・年によりどの程変化するのでしょうか?海洋学では海水の「塩辛さ」を「海水1kgに溶けている塩の量(グラム単位)」で表し,塩分と呼んでいます。実際,観測データから得られた海面付近の塩分の分布を見ると,岸から離れた海域では1kgの海水にだいたい3-4%(=1kgあたり30-40g)の塩が含まれていることがわかります(図1)。大雑把な特徴を見ると,熱帯域のような雨が多く降る海域や,大きな川(アマゾン川など)の河口付近などでは塩分は低くなっているのに対し,亜熱帯域のような蒸発が盛んな海域では塩分は高くなっていることがわかります。このことを利用し,海面塩分の分布の変化を見ることで,地球上の水循環の強度を見積もるという試みも行われています。こうした大気からの淡水の注入に加え,海の流れがもたらす水平方向の輸送や,風などによる鉛直方向の混合と言ったさまざまな要因が組み合わさることで,実際の塩分変動は非常に複雑かつ興味深い振る舞いを示します。

また塩分は水温とともに,海水の密度を決める重要なパラメータでもあります。これは,塩分が非常に高い死海(表1参照)では水の密度が高いことから,そこに入った人間の体が浮かんでしまうという様子を思い浮かべるとイメージしやすいかと思います。密度の空間分布は混合層・モード水の厚さや海洋循環の強弱を決める上で重要な役割を果たしていることから,塩分は単に受動的に振る舞うのではなく,海洋内部で働くさまざまな物理プロセスに大きな影響を与えることが知られています。こうした塩分がもたらすインパクトについてはデータの不足もあり十分理解が進んでこなかったのですが,近年の海洋現場観測データの蓄積および数値海洋モデルの発達によってその重要性が知られるようになり,活発な研究が行われています。

(注1)実は塩分の「単位」は測定方法の変遷に関連し,様々なものが提案・使用されています。興味のある方はこちらのリンクをご参照ください。

表1:さまざまな「水」に含まれる塩分値の目安

名前 1kgあたりに溶ける塩の量[単位: g/kg](注1)
(岸から離れた領域での)海水 30〜40
カップヌードルのスープ 10〜15
死海 330〜340
人間の「涙」 8〜9

図1:海洋観測(アルゴフロート)データから作成した,各月の海面塩分の平均値(2004-2019年の長期平均: 単位 [g/kg](注1) )

木戸 晶一郎(海洋研究開発機構(JAMSTEC) アプリケーションラボ)