レーザライトで深海生物を撮影

MBARIの科学者たちは、深海にだけ生息する奇妙で魅力的な生物の素晴らしい画像を撮影しています。

2022年3月11日、Coherent

DeepPIVのGenesisレーザで照らされた、粘液ハウス内の巨大幼生、オタマボヤ。 Copyright Kakani Katija / MBARI.

海洋学者たちは、深海を地表の光が届かない領域と呼んでいます。通常200 mほどの深さで、冷たく、暗く、とてつもない圧力がかかっている、独特で神秘的な世界です。

しかし、この滅多に見ることのできない世界には、実は珍しい生き物や驚くべき生き物が数多く生息しているのです。このような深海に住むエキゾチックな生物の多くは、最近になってようやく科学者によって解明されつつあります。どんな姿をしているのか、どんな動きをするのか、何を食べているのかなど、科学者たちは深海生物に関する最も基本的な疑問に答えようとしています。

深海という非常に過酷で人を寄せ付けない環境では、このような疑問に答えるのは至難の業です。科学者が実際に訪れることができるのは、小型の特殊潜水艇（有名なタイタニック号の難破船を見学した船のようなもの）による限られた範囲に限られます。あるいは、遠隔操作車両（ROV）を使ってこれらの生き物の一部を捕獲し、地上に連れてくることも可能です。しかし、この暗い海に適応する生物の多くはデリケートであり、無傷で水面に引き上げるのが不可能な場合も多くあります。

深海に光を放つ

このたび、MBARI（モントレーベイ水族館研究所）のバイオインスパイアラボの科学者と技術者のチームが、この問題を解決する巧妙な方法を編み出しました。彼らは、ROVで深海にミニ画像実験室を持ち込むための装置を開発しました。そして、光栄なことに、この「DeepPIV」の心臓部には、CoherentレッドGenesisレーザが搭載されています。

Dr. MBARIのヨースト・ダニエルズ氏は、「深海に降り注ぐわずかな光は青や緑であるため、赤色レーザ光はこの作業に特に有効です」と説明しています。そのため、ほとんどの生物はその色にしか反応せず、赤い光は全く見えないのです。つまり、赤色レーザを当てることで、彼らの行動を一切邪魔することなく、素晴らしい画像や映像を得ることができます。「そして、モントレー湾は、この研究に最適な拠点であることがわかりました。なぜなら、海岸からわずか数マイルのところに、非常に深い海底峡谷（モントレー・キャニオン）があり、そこはまさに彼らの裏庭だからです。」

Dr. ダニエルズ氏は、Genesisレーザを選んだ理由について、その高出力により、ビデオレート（1秒間に60枚の画像フレーム）で画像を撮影するのに十分な明るさで、広い範囲（55 cm×30 cm）を照らすことができるからだと付け加えています。さらに、滑らかで丸く安定したビームにより、装置の保護用防水ハウジングから光ファイバーケーブルに接続するのが容易になりました。そしてもちろん、移動と揺れに耐え、表層と深海の温度差に耐える堅牢性と信頼性の高いレーザが必要でした。チームとしては、レーザの不具合でミッションを中止するようなことは絶対に避けたいものです。

魅惑的な深海生物の世界

海洋生物学者でなくても、DeepPIVが返してくる美しく鮮明な画像を見て、素晴らしい深海生物を鑑賞することができます。この深海生物の中には、繊細なムコイド構造を持つものもあります。これは、餌を捕獲したり、捕食者を避けるために出す粘液の「ふきだし」が伸びたものです。この画像はその典型的な例で、水深約230 mで撮影されたものです。しかし、水深4000 mまで対応するDeepPIVなら、それもほとんど問題になりません。その深さでは地上の400倍以上の圧力がかかっています。

人類は、地球の海よりも宇宙を探検してきたと言われています。特にエレクトロニクス機器や映像機器にとって、宇宙は深海よりも快適な場所であることが多いのです。このような悪条件にもかかわらず、Coherent Genesisのような信頼性の高いレーザが、この異質な環境に光を当てるために科学者を支援しています。しかも、そこに棲む魅惑的な生き物の邪魔にならないような方法を使っています。