
科学ダイビングは、科学者が水中潜水技術を用いて水中で作業を行い、科学的知識を直接追求することです。[ 1 ]科学ダイビングの法的定義は、管轄によって異なります。科学ダイバーは通常、第一に資格を有する科学者であり、第二にダイビング機器と技術を用いてフィールドワークの場所に到達します。スキューバダイビングを装備した科学者が海洋生息地を直接観察および操作できるようになったことで、海洋科学全般、特に海洋生物学と海洋化学は大きく変わりました。 [ 2 ]水中考古学と地質学も、水中で追求される科学の例です。一部の科学ダイビングは大学によって学部生または大学院生の研究プログラムを支援するために行われ、米国環境保護庁や英国環境庁などの政府機関は、水、海洋生物、海、湖、川底の物質のサンプルを採取して汚染の兆候を調べる科学ダイビングを行っています。
この分野で使用される機器は多岐にわたり、一般的にはコスト、有効性、入手可能性、リスク要因に基づいて選択されます。オープンサーキットスキューバは、広く入手可能で費用対効果が高いため最もよく使用され、多くの場所で入門レベルのトレーニングモードとなっています。しかし、1990年代後半以降、リブリーザー機器の使用により、これまでアクセスできなかった領域が開拓され、動物の行動をより確実に観察できるようになりました。[ 3 ]
雇用期間中の科学的ダイビングは、労働安全法によって規制される場合もあれば、認定機関による自主規制として免除される場合もあります。安全記録は概ね良好です。雇用外のボランティアによる科学的データの収集は、一般的に法的にはレクリエーションダイビングとみなされます。
トレーニング基準は世界各地で異なり、一般的には入門レベルのレジャーダイビングよりも厳しく、場合によっては商業ダイバーのトレーニングと同等です。相互に受け入れ可能な最低限の能力レベルを認めることで、異なる地域の科学者が共通の関心を持つプロジェクトに協力することを促進する国際協定がいくつかあります。
科学的なダイビングとは、科学を支援するために行われるダイビングのことであり、その活動は多岐にわたり、その場の生物の目視による計数や測定、サンプルの収集、調査、写真撮影、ビデオ撮影、ビデオモザイク、底生生物のコアリング、サンゴのコアリング、科学機器の設置、メンテナンス、回収などが含まれます。[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]
科学界におけるダイビングの重要性は十分に認識されていない。1995年から2006年の間に発表された、科学ダイビングによって支えられた論文の書誌学的分析によると、ダイビングは効率的かつ的を絞ったサンプリングを通じて科学研究を支援していることが明らかになった。ダイビングの活動には、生物や生物サンプルの採取、動物の行動観察、定量調査、現場測定、影響調査、生態学的分析、技術評価、水中領域のマッピング、地質プロファイリング、水中機器の展開と回収などが含まれる。[ 7 ]
同時期に科学的潜水を使用したことが知られている出版物をデータベース検索と比較すると、発見された論文は少数であり、有効で費用対効果の高い水中研究ツールとしての科学的潜水の重要性が文献で大幅に過小評価されていることを示唆している。[ 8 ]
科学研究を支援する水中作業の中には、関連規制、免除、または実務規範の対象外となるものがあり、法的には科学潜水とは分類されません。これらの作業は、商業潜水における健康と安全に関する慣行に従って訓練・登録を受け、作業を行うダイバーによって実施される必要があります。[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]
水中潜水介入、特にスキューバダイビングは、科学者が現場でリアルタイムに直接観察を行う能力を提供し、より大規模な観察の地上検証や、計画された実験外での偶発的な観察を可能にします。人間の器用さは、浅い水深範囲での遠隔操作やロボットによる代替手段よりも安価であり、実験セットアップの予期しない複雑さにも適応できます。スキューバダイビングはまた、演繹的推論によって生成された仮説では海洋生物の相互作用や行動特性を予測できない場合など、直接観察なしでは得られない洞察ももたらします。また、これらの特性は、ダイバーが利用できる完全なコンテキストと詳細を提供しないリモートセンシングやビデオなどの方法では検出されない可能性があります。スキューバダイビングにより、科学者は実験をセットアップし、仮説に対する予期せぬ代替案を観察するために立ち会うことができます。[ 2 ]
地球変動生物学の分野には、地球温暖化と海洋酸性化に関連する証拠の調査が含まれます。地球規模の気候における測定可能な変化の多くは海で発生します。サンゴの白化は変化の指標の一例であり、スキューバダイビングは環境への影響が少ない大量の観測データを提供し、数十年にわたりこの分野に関する膨大な知識体系の構築に大きく貢献してきました。[ 12 ]
海洋酸性化と人為的二酸化炭素排出の影響の分野でも同様の成長が見られ、この分野で引用されている論文のほとんどは、スキューバダイビング中に収集されたデータに大きく依存しています。[ 12 ]
古気候復元の分野は、進化と生態学的・生物地理学的過去への理解に大きな影響を与えます。なぜなら、気候は進化の最も強力な推進力だからです。サンゴ礁のサンゴを最も害が少なく、最も集中的にコアリングする方法は、現在、スキューバダイビング技術を用いることが最も現実的です。この過去の調査によって、将来の気候を予測することが可能になります。[ 12 ]
トライミックスダイビングや閉回路リブリーザーシステムの訓練とアクセスの進歩により、科学的なダイバーは、表層水の温暖化からサンゴが最後に避難している場所である可能性のある、非常に多様性に富んだ深海のメソフォティックリーフに到達できるようになりました。[ 12 ]
浅海沿岸域における生態学的にも経済的にも重要な硬底生物群集の機能に関する現在の知見は限られており、地形と構造の複雑さにより海面操作型計測機器のアクセスが困難で、底生境界層における生物の遠隔サンプリングが困難であるため、研究は特に困難です。科学ダイバーによる現場調査は、この生息地を調査するための最も柔軟な手段であり、機器の設置場所を正確かつ最適化することが可能です。[ 13 ]
極地の氷の下に潜る能力は、限られた環境下において比較的低コストで科学を進歩させる機会を提供します。氷に開けられた少数の穴から広大な地域にアクセスでき、高度な実験再現が可能になります。ダイバーは、氷下環境における機器の設置、維持、回収において柔軟かつ信頼性の高い手段であり、通常はより高価な調査船が必要となる遠隔地の調査においても比較的費用対効果が高いと言えます。[ 14 ]
過剰搾取、生息地の喪失、汚染、気候変動による海洋生態系への世界的な脅威は、外来種の導入によってさらに悪化しており、絶滅と生物多様性の喪失の主な原因の一つと考えられています。科学調査ダイバーは、潜在的な侵入種の存在を最も的確に検知し、場合によっては迅速な対応を行うことができます。対応の有効性を監視するためにも、ダイバーの介入が必要です。[ 15 ]
水中考古学は過去1世紀にわたって大きく発展しており、ダイビングにより遺跡の撹乱や遺物の損傷を最小限に抑えて発掘することが可能になりました。[ 16 ]
科学者による直接的な介入は、水面からの盲目的なサンプリングと比較して、より正確に対象を絞った観察と偶発的な損傷の低減を可能にし、科学者による対象物の観察は貴重で、しばしば予期せぬデータをもたらす可能性があることが観察されました。また、その場に行かなければ観察が困難あるいは不可能な現象や生物、そして直接行かなければアクセスが困難な場所も存在します。過去の水中科学の全容を明らかにすることは困難であり、すべての研究や方法論が公表されているわけではないからです。[ 16 ]
科学的な潜水では、プロジェクトに最適な潜水モードを自由に選択できます。科学的な潜水作業では、フリーダイビング、スキューバオープンサーキット、スキューバクローズドサーキット、水面指向式水面供給システム、水面または水中の生息地からの飽和潜水、大気圧スーツ潜水、または遠隔操作型水中機( ROV)などが使用され、実際に使用されてきたこともあります。使用される呼吸ガスには、空気、酸素、ナイトロックス、トライミックス、ヘリオックス、実験用混合ガスなどがあります。[ 17 ]潜水生理学および潜水医学 の研究では、データを生成するために実験的な潜水作業が必要となることがよくあります。[ 18 ]
いくつかの市民科学プロジェクトでは、レクリエーションダイバーからの観察情報を活用し、海洋生物の存在と分布に関する信頼性の高いデータを提供しています。デジタル水中カメラの普及により、こうした観察データの収集は容易になり、記録の永続性により、同僚や専門家によるレビューが可能になります。こうしたプロジェクトには、オーストラリアを拠点とするReef Life Surveyや、カリフォルニアを拠点とするより国際的なiNaturalistプロジェクトなどがあり、iNaturalistプロジェクトは海洋生物に部分的に焦点を絞っています。
ほとんどの場合、市民科学を目的としたダイビングは職業上のダイビングとはみなされず、したがって労働安全衛生規制の対象外となります。これは、各ダイバーがダイビングの計画と実行について自律的に、かつ個人的に責任を負うためです。2人のダイビングバディ間で相互の注意義務に関する合意がある場合、該当する管轄区域にその目的に関する既存の法律が存在する場合は、それに従う必要があります。ダイバーが組織によって任命された人物の指示下にある場合、任命された人物がダイビング現場の健康と安全の責任を負うことになり、組織が雇用主としての注意義務を負うため、この除外規定は適用されない可能性があります。
記録に残る最初のアメリカの科学ダイバーはウィリアム・H・ロングリー博士で、1910年に活動を開始し、1926年にナショナルジオグラフィックのスタッフカメラマンであるチャールズ・マーティンとともにメキシコ湾のフロリダキーズ沖で世界初の水中カラー写真を撮影した。[ 19 ]
20世紀半ばまでに、米国各地で水面下で支給される浅水ヘルメットと標準的な潜水服を着用した科学的な潜水が行われるようになった。[ 19 ]
第二次世界大戦中、ジャック・クストーとフレデリック・デュマは水中考古学用のアクアラングを使用し、マルセイユ近郊の島、グラン・コングルエ付近の大きなアンフォラの塚を発掘した。 [ 19 ]
スクリップス海洋研究所の最初の科学ダイバーは、第二次世界大戦中に大学院生だった中国出身の生物学者チェン・クワイ・ツェンでした。彼は1944年にサンディエゴ沖で日本から支給された潜水機器を使って藻類を採取しました。1947年には、フランク・ヘイメーカーが同様の潜水ヘルメットを使ってスクリップス・キャニオンで観察を行いました。 [ 20 ]
1949年、コンラッド・リンボーはスクリップス海洋研究所で科学的なスキューバダイビングを導入しました。1954年、博士課程在学中にスクリップス海洋研究所初の潜水安全管理官に就任し、彼が担当した研究潜水コースは米国初の民間ダイバー養成プログラムとなり、また、彼は最初の科学潜水マニュアルを執筆しました。[ 19 ]
リンボーと研究者のアンドレアス・レヒニッツァーは、アクアラングが入手可能になるとすぐに購入し、正式な訓練が受けられなかったため、独学で使用方法を習得しました。彼らは1950年にスクリプス研究所の研究者にこの装置を紹介し、直接観察や水中での実験に適していることが分かりました。[ 20 ]
1951年、2人の科学ダイバーが亡くなった後、スクリップスは正式な科学ダイバーの訓練が必要であると判断し、1954年に米国で最初の正式な科学ダイビングプログラムを導入しました[ 19 ]。
カリフォルニア大学学長室の要請により、スクリップスのダイバーたちは最初の「大学ダイビング安全ガイド」を作成し、1967年3月に最初に出版された。[ 20 ]
1950年代から1970年代にかけて、米国では科学的なダイビングは、類似しているものの非公式な自主規制基準を使用して、さまざまな組織によって実施されました。[ 19 ]
テキサスA&M大学のジョージ・バス教授は、1960年から主に地中海で水中考古学の分野を切り開きました[ 19 ]
1975年、全米大工組合(United Brotherhood of Carpenters and Joiners of America)は、職業潜水業務に関する緊急暫定基準の制定を請願した。1976年6月15日に制定されたETSは、1976年7月15日から施行される予定だったが、複数の潜水請負業者が米国控訴裁判所に異議を申し立て、1976年11月に撤回された。商業潜水のための恒久的な基準は1977年10月20日に施行されたが、科学潜水のニーズを考慮していなかった。科学潜水コミュニティは以前のように活動することができなくなり、1977年にアメリカ水中科学アカデミー(AAUS)を設立した[ 19 ]。
広範囲にわたる交渉と議会の公聴会を経て、1982年に商業ダイビング基準の部分的な免除が発行され、1984年に再検討され、免除の最終ガイドラインが策定され、1985年に発効した(連邦官報第50巻第6号1046ページ)[ 19 ]
1988年にユネスコは科学的ダイビングの実践規範: CMAS 科学委員会が作成した、さまざまな環境での科学的ダイビングの安全な実践の原則。
欧州科学ダイビングパネルは、欧州科学ダイバーと上級欧州科学ダイバーの資格に基づいて、欧州における科学ダイビングの地位を調和させるプロジェクトを進めており、このプロジェクトは、欧州全域での科学ダイバーの移動と活動を可能にすることを目的としています。[ 16 ]
英国のHSE(保健衛生安全局)は、この分野に含まれる活動を、メディア、科学、考古学の3つに大まかに分類しています。いくつかの国では、研究目的のダイビングは労働安全衛生規則によって規制されています。米国はAAUS(米国潜水局)のガイドラインに基づいて活動しており、許容される安全性の原則に基づき、機器や手順に関してかなりの柔軟性が認められています。また、作業は科学研究と認められる活動に限定されていますが、リスクが高いため除外されている活動もあります。[ 16 ]
リチャード・パイル博士は、1990年代から米国において、より深い場所での科学プロジェクトのための潜水基準の開発を先導し、これにより、より広範囲の生態系とその生物相についての学習が可能になった。[ 16 ]
国際的な自然研究活動には、市民科学者として活動するボランティアダイバーがしばしば参加し、観察データを収集し、変化する水中環境を記録します。その多くは、分散型プロジェクトの一環としてレクリエーションダイバーとして行われますが、法的に許可されている場合は、科学的な潜水活動に直接関与することもあります。[ 16 ]
組織の業務の一部である科学的なダイビング業務は、通常、ダイビング監督者または同等の者の管理下にあり、他の専門的なダイビング業務と同様の手順に従います。[ 11 ]
商業スキューバダイビングの通常の手順に従う科学ダイビング作業には、1名以上の作業ダイバー、1名のスタンバイダイバー、そして水面コントロールポイントから作業を管理する監督者が含まれます。ダイバーが係留されている場合、通常、係留されているダイバーごとに水中に係留されたラインテンダーが1名配置されます。スタンバイダイバーは水面上に留まることも、作業ダイバー(複数名)に同行して水中に潜ることもできます。水面補給および飽和潜水作業も、通常、商業ダイバーが使用する標準的な手順に従います。[ 1 ]
その他の科学ダイビングは、潜水を行う科学者の管理と指示の下で行われるプロジェクトであり、この場合、ダイバーの責任と自律性が高まるため、より緩い規制システムが採用される可能性があります。米国はこのようなシステムを採用しており、商業ダイビングの規制は免除され、科学ダイビングは国内協会内で自主規制されています。[ 21 ]
アメリカのシステムでは、潜水管理委員会が組織によるすべての科学的潜水作業の全体責任を負う。潜水安全責任者は、委員会に対し、運用、潜水、安全に関する事項について責任を負う。各潜水において、リードダイバーとして指名された1名の科学者が、潜水作業中ずっと現場に常駐し、潜水計画、ブリーフィング、緊急時対応計画、装備および手順を含む潜水管理の責任を負う。ダイバーは厳格なバディダイビングシステムで活動する。 [ 22 ]
科学的なダイビングは定義上、科学的知識の追求を目的として行われるため、各ダイビングには目的があり、したがってその目的を安全かつ効果的に達成するための計画が立てられます。
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スキューバダイビングや水面補給ダイビングの標準的な手順は、レクリエーションダイバー、テクニカルダイバー、その他のプロフェッショナルダイバーが、同様の環境で同様の機器を用いて行う他の同様のダイビング作業と基本的に同じです。ただし、ブルーウォーターダイビングなど、他のダイバーが通常は行かない場所で科学的なダイビング作業が行われるという特殊なケースがいくつかあります。 [ 23 ]科学的なダイビングは、レクリエーションダイビングよりもタスク指向が強い傾向があります。科学者は主にデータ収集のために潜水を行い、ダイビングは作業現場への移動手段として二次的な重要性しか持たないからです。
科学ダイバーの資格要件は管轄地域によって異なります。欧州科学ダイバー(ESD)基準は、概ね以下の通りです。
科学プロジェクトに共通する作業方法に関する能力: [ 24 ]

ダイバーによる水中ナビゲーションは、大きく分けて3つのカテゴリーに分けられます。 自然航法と、水中磁気コンパスの使用とガイドラインに沿った航法に重点を置いたオリエンテーリングです。
自然航法(時には水先案内とも呼ばれる)は、太陽光、水流、海底の構成(例えば、波頭は岸と平行に走る傾向があるが、波頭と平行に砂の波紋が走る)、海底地形、騒音といった自然現象に基づいて航路を定めることを伴う。自然航法はコースで教えられるものの、そのスキルを習得するには一般的に経験が不可欠である。[ 25 ]
オリエンテーリング、あるいはコンパス航法は、水中コンパスの使い方に関する訓練、実践、習熟に加え、キックサイクル(一回の完全な上下運動)、時間、空気消費量、そして時には実測を含む水中での距離測定の様々な技術を組み合わせることで成り立つ。キックサイクルはダイバーのフィン操作技術と装備に左右されるが、一般的に、速度に大きく左右される時間や、深度、作業量、ダイバーの体力、装備の抵抗に大きく左右される空気消費量よりも信頼性が高い。直接測定の技術も、目盛り付き距離線や測量士の巻尺を使うものから、インペラログのような装置、腕で海底に沿って距離を測るものまで多岐にわたる。[ 26 ]
熟練した水中航行士は、これら両方のカテゴリーの技術をシームレスに組み合わせて使用します。コンパスを使用して、長距離や視界の悪い場所でランドマーク間を移動し、一般的な海洋学的指標を使用して進路を維持し、方位に間違いがないか確認します。そして、ランドマークを認識し、それらをよく知っている場所の記憶された地形と組み合わせて位置を確認します。[ 26 ]
ガイドラインは、ガイドライン、洞窟ライン、距離ライン、貫通ライン、ジャックステーとも呼ばれ、ダイバーがルートを示すために敷設する恒久的または一時的なラインです。特に洞窟や難破船など、頭上の環境からの出口がはっきりしない場所で役立ちます。[ 27 ] [ 28 ]ガイドラインは、シルトアウトが発生した場合にも役立ちます。[ 29 ]
距離用ラインはスプールまたはリールに巻き取られます。[ 30 ]使用する距離用ラインの長さは、ダイビングの計画によって異なります。距離用ラインのリールには、ラインの展開を制御するためのロック機構、ラチェット、または調整可能なドラグと、たるんだラインを制御して巻き戻すための巻き取りハンドルが付いている場合があります。距離用ラインに使用される素材は、用途によって異なります。[ 30 ] ナビゲーション用のガイドラインを使用する場合は、ラインの敷設と固定、ラインの追跡、マーキング、参照、位置決め、チームワーク、コミュニケーションに細心の注意を払う必要があります。[ 29 ]
トランセクトラインは、科学的なダイビングで一般的に用いられるガイドラインの特殊な例です。これは、ダイバーがラインに沿って調査を行う際にガイドとして敷設されるラインです。ライン上の位置を正確に特定する必要がある場合、測量用のテープやチェーンをトランセクトラインとして使用することができます。[ 31 ]

調査対象を発見するため、あるいは以前設置された機器を回収するために、捜索が必要となることがよくあります。一般的に使用されている捜索技術はいくつかあります。これらの中にはスキューバダイビングに適したものもあれば、水面補給潜水に適したものもあります。捜索技術の選択は、ロジスティクス、地形、手順、そしてダイバーのスキルによって異なります。[ 31 ]
一般的な原則として、捜索方法は捜索範囲を100%カバーすることを目指します。これは掃引幅に大きく左右されます。視界がゼロの状態では、これはダイバーがパターンに沿って進みながら手で触ることができる範囲の限界です。視界が良好な場合は、パターンからターゲットが見える距離に依存します。したがって、いずれの場合も、パターンは正確で、過剰な重複や見落としがなく、捜索範囲を完全にカバーする必要があります。重複は不正確さを補うために必要であり、パターンによっては隙間を避けるために必要になる場合があります。[ 31 ]一般的な捜索パターンには以下のものがあります。
ほとんどの科学的フィールドワークには、何らかの形のデータ収集が伴います。場合によっては、現地で物理データを測定することもあれば、サンプルを採取し、通常は状況を詳細に記録することもあります。ビデオ撮影、静止画撮影、そして手作業による標本測定値のリスト化とラベル付けは、一般的な方法です。[ 17 ]生物および地質学標本は通常、確実な識別のために袋詰めされ、ラベルが付けられます。また、水中カメラが利用できるため、現場の写真や袋詰めされた写真を参考のために撮影することができます。生物標本にはタグを付けてリリースしたり、DNA分析のために小さな生検を採取したりすることもあります。非採取測定の場合、ビデオ撮影と静止画撮影はリスト化されたデータのバックアップとなります。水中での書き込みは比較的非効率的で、判読しにくい場合が多いため、可能な限り用意されたシートに記録することが望ましいです。筆記記録には、クリップボードに貼った防水紙や防水スレートが一般的に使用されます。普通の鉛筆は水中でもかなりよく使えますが、木はしばらくすると割れてしまいます。[ 31 ]
調査の種類:
測定は調査の本質的な部分である場合もあれば、サンプリングと関連している場合もあります。
データが収集された場所を特定するために、地理的位置の特定が必要または望ましい場合があります。精度には様々なレベルがありますが、通常、地上の地理位置情報よりも実現が困難です。
水中地点のマッピングは、データの分析に必要となる場合があります。いくつかの方法があります。地図とは、標準化された形式に従い、地理調査データを2次元または3次元で表現したものです。多くの場合、データの記号表現が使用され、特定の縮尺で表現されます。
一般的に、科学ダイビングは比較的リスクが低く、全体的に良好な安全記録を誇っています。ダイビングの大部分は比較的浅く、比較的良好なコンディションで行われます。科学ダイビングのほとんどは、コンディションが最適ではない場合に延期することができ、危険な機器の使用が必要になることはほとんどありません。そのため、職業ダイビングにおける機器や訓練の要件が比較的緩いにもかかわらず、良好な安全記録を維持しています。[ 32 ]
米国における最古の科学ダイビング安全プログラムは、国立レクリエーション・スキューバダイビング訓練機関が設立される約5年前の1954年、スクリップス海洋研究所で設立されました。アメリカの科学ダイビングプログラムのほとんどは、スクリップス研究所のダイビングプログラムの要素に基づいています。[ 22 ]
約50万件の科学ダイビングを対象とした調査では、死亡者7名、減圧症21名が報告されました。これらの発生率は、軍人、英国のレクリエーションダイバー、カリブ海のレクリエーションダイバー、カナダ西部のレクリエーションダイバー、冷水域での難破船ダイバーで報告された発生率よりも低いものです。[ 8 ]
ナイトロックスは1970年代初頭からオープンサーキットの科学的なダイビングに使用されており、同様の空気ダイビングと比較してDCSのリスクが増加するという証拠はありません。[ 22 ]
科学界では、オープンサーキットナイトロックスダイビングでは最大酸素分圧1.6バールが一般的に許容できるとされており、二酸化炭素の残留を検査する必要はないとされています。[ 22 ]
潜水プロファイルの順序に関する調査では、リバースプロファイル潜水における減圧症リスクの統計的な増加は見られませんでした。また、一部のレクリエーションダイバー訓練機関が課している、連続した無減圧潜水において徐々に浅い水深に潜るというルールは妥当性が認められませんでした。[ 22 ]
1992年時点で、米国における減圧症の発生率は、科学ダイビングにおいて10万回に1件と推定されていました。これは、商業ダイビングでは約1,000回に1件、レクリエーションダイビングでは5,000回に1件という割合とほぼ同等です。[ 22 ] 50年間の減圧症発生率は10万回に1件と報告されており、科学ダイビング界にとっては許容範囲内と思われます。ダイビングの特性は他の分野よりもレクリエーションダイビングに似ていますが、科学ダイビングの発生率はレクリエーションダイビングよりも桁違いに低いです。これは、より徹底した入門レベルのトレーニングと継続的なトレーニング、より優れた監督と運用手順、そして健康診断と体力検査によるものと考えられています。[ 22 ]
1998年1月から2007年12月にかけてAAUS会員による100万件強の科学ダイビングを調査した結果、有効なインシデントレポートが合計95件得られ、全インシデント発生率は1万人あたり0.931人でした。詳細な調査の結果、これらのうち33件は減圧症に関連しており、DCI発生率は1万人あたり0.324人でした(一部不明瞭なケースも含む)。この発生率は、レクリエーション、指導、ダイビングガイド、商業、軍事ダイビングの公表発生率[ 33 ]よりも低いものの、1992年の推定値よりも高い数値です。
アメリカ合衆国では、研究機関、大学、博物館、水族館、コンサルティング会社などによって、研究、教育、環境モニタリングを目的として、科学ダイビングが行われています。2005年時点で、科学ダイバーの数は推定4000人です。そのうち、平均年齢が約40歳である職業科学ダイバーは少数ですが、18歳から34歳までの学生が多くいます。医学的にダイビングに適した状態であれば、年齢の上限は特にありません。下限は、訓練を受ける資格のある学生の年齢によって決まります。約4分の1が女性です。[ 22 ]
科学的なダイビングは一般的に職業的なダイビングとみなされており、特に免除されている場合を除き、通常はそのように規制されています。[ 34 ] [ 11 ] [ 35 ]
米国では、科学的なダイビングは、免除に指定された要件を満たす限り、連邦労働安全衛生規制の要件から免除されます。[ 10 ] [ 36 ]
科学的なダイビングのガバナンス組織には次のようなものがあります。
科学的な潜水業務が従業員としてのダイバーの職務の一部である場合、当該業務は専門的な潜水業務とみなされ、その業務に関する規制の対象となる場合があります。このような場合、訓練と登録は他のプロのダイバーと同じ要件に従うか、科学的な潜水に特化した訓練基準を含む場合があります。一方、ダイバーが計画や安全を含め、自らの潜水業務を完全に管理している場合、ボランティアとして潜水を行う際には、労働安全衛生規制は適用されない可能性があります。[ 11 ] [ 1 ]
科学的なダイビングが商業的なダイビング規制から免除されている場合、トレーニング要件は大幅に異なる可能性があり、場合によっては、基本的な科学的なダイバーのトレーニングと認定は、エントリーレベルのレクリエーションダイバーのトレーニングとあまり変わらないことがあります。
技術の進歩により、科学研究ダイバーは1回の潜水でより多くの成果を達成できるようになりましたが、同時に、潜水機器と作業の複雑さと負荷も増大しており、その結果、この技術を安全かつ効果的に使用するには、より高度な訓練と準備が必要となっています。効果的な学習と安全性を確保するためには、このような専門分野の訓練は、現場や作業現場ではなく、体系的かつ管理された環境下で実施することが望ましいです。訓練のための環境条件には、現場の状況に可能な限り近い条件での演習を含める必要があります。[ 40 ]
科学ダイバーの資格要件は管轄地域によって異なります。欧州科学ダイバー(ESD)基準は、概ね以下の通りです。
その人は、すでに科学者または科学技術者としての資格を有しているか、そのような資格取得の訓練を受けており、医学的に潜水に適していることが求められる場合があります。
基本的なスキルと基礎知識には以下が含まれる必要がある: [ 24 ]
緊急時のスキルには以下の能力が含まれる: [ 24 ]
閉回路式混合ガスリブリーザー、長距離潜水、あるいは特殊な任務といった特殊な機器に関する更なる訓練が必要となる場合があります。2016年現在、米国には科学潜水のためのリブリーザー基準が3つ存在しており、アメリカ水中科学アカデミー(AAUS)、国立公園局(NPS)、そして米国海洋大気庁(NOAA)の基準です。[ 41 ]
これら 3 つの組織は、前提条件としてナイトロックス認定を含む完全な科学ダイバーのステータスを求めており、NOAA は水深 130 フィート (40 メートル) および 100 回のオープンウォーター ダイブの認定を要求しています。一方、AAUS と NPS は、水深 100 フィート (30 メートル) および 50 回のオープンウォーター ダイブを求めています。各機関は深度の増加に応じて段階的な認定を指定し、認定は、訓練中と同様の環境条件で、訓練を受けたリブリーザー タイプに対してのみ有効です。座学トレーニングには、オープン サーキット トレーニングに含まれるトピックの理論レビュー、選択したユニットに適した減圧およびダイビング計画が含まれます。より技術的なトピックには、システムの設計と操作、ダイビング前のセットアップとテスト、ダイビング後の分解とメンテナンス、酸素暴露と減圧管理、ダイビング操作の計画、選択したユニットに固有の問題認識と管理などがあります。実技訓練には、システムの校正と操作チェック、吸収剤キャニスターの準備と管理、呼吸ループの組み立て、逆止弁の機能と圧力チェック、ガス分析、呼吸前の機能評価、浮力制御、潜水中のシステム監視、ベイルアウト手順、システムユーザーメンテナンス、監督下での最小限の水中時間による暴露体験などが含まれます。[ 41 ]
オーストラリアで最初の科学潜水探検は1928年にサー・モーリス・ヤング卿によってグレート・バリア・リーフで行われたが、科学潜水の大部分は、連邦科学産業研究機構が1957年にオーストラリア北部の真珠層を解明するための研究を開始する1952年まで開始されなかった。 [ 32 ] 商業ダイバーは1972年にオーストラリア規格CZ18「圧縮空気中での作業」に基づいて作業した。この規格はケーソン作業員とダイバーに適用されたため、水中作業は1979年にAS 2299「水中呼吸作業」に起草された。1987年、AS 2299は改訂され、ダイバーがオーストラリア海洋科学協会(AMSA)の下で自主規制していたにもかかわらず、科学潜水が規則に含まれた。当時、AMSAとオーストラリア海洋考古学研究所(AIMA)は、科学潜水のための新しい規格を起草するための協力を開始した。[ 32 ]
1960年代、ドイツでは科学ダイビングに関する規制は存在しませんでしたが、1969年に発生した2件の死亡事故をきっかけに、商業ダイビングのガイドラインに基づいた科学ダイビングのガイドラインが制定されました。これらのガイドラインは、ドイツの大学、研究機関、政府機関における科学ダイビングに必要な装備、訓練、手順、法的背景を規定しています。これらの要件に従って訓練を受けたダイバーは、主に理科系の学生または技術者であり、後に科学ダイバーとして登録されます。[ 35 ]
科学的な潜水は、水中にいるダイバーが、水面にいるダイビングテンダーの監視の下、潜水オペレーションリーダー(監督者)の指示のもと、待機ダイバーと共に行われます。潜水器材には、フルフェイスマスクとドライスーツが含まれます。ほとんどの潜水では減圧停止は必要ありません。[ 35 ]
ドイツのすべての科学者と学生は、科学的な潜水作業を行うために「認定研究ダイバー/欧州科学ダイバー」の資格を取得する必要があります。この資格は、ドイツ労働安全衛生法()および労働安全規則GUV-R 2112「科学ダイバーの運用」に基づいています。認定研究ダイバー( Geprüfter Forschungstaucher)の資格を取得できる認定トレーニングセンターは7か所あります。[ 42 ]
ポーランドにおける科学潜水の始まりは、ロマン・ヴォイトゥシアク教授と関係がある。彼は1935年に発注され、1936年からポーランドとユーゴスラビアで生物学的観察と実験に使用された、表面を覆う供給式ヘルメットを使用した。科学潜水に携わったポーランドの組織には、ソポトのポーランド科学アカデミーと、生物学的観察を実施し、測定機器を設置したグダニスク大学がある。グダニスク中央海洋博物館は、バルト海の多数の難破船の調査を行った。水中考古学と、この仕事のためのダイバーの訓練に携わった他の組織には、トルンのニコラウス・コペルニクス大学とワルシャワ大学がある。ポーランドでは、科学的ダイビングが自然科学分野では法的にレクリエーションダイビングに分類されているのに対し、考古学分野では水中作業とみなされていたため、問題を抱えていました。しかし、2003年10月17日の法律により科学的ダイビングが職業ダイビングに分類され、2014年5月9日の法律により大学や研究機関が主催する研究目的のスキューバダイビングは除外されました。[ 16 ]
南アフリカでは、科学的ダイビングは商業ダイビングの一種とみなされており、雇用労働省の主任検査官が発行した2009年ダイビング規則および科学的ダイビングの実施規範の範囲内にあります。[ 11 ] 2009年ダイビング規則では、実施規範はガイダンスであり、強制的な慣行ではありません。これらは推奨される良好な慣行として提供されており、1993年労働安全衛生法第85号の観点から、許容できるレベルの安全性が達成されている限り、理論上は従う必要はありません。ただし、この場合、リスク評価に基づいてダイビング作業中に許容できる安全性を確保する責任はダイビング請負業者にあります。必要な安全レベルは、費用対効果、緩和技術の利用可能性、危険に関する入手可能な知識など、いくつかの要素を考慮して、OHS法で「合理的に実行可能」と指定されています。沿岸ダイビングのデフォルトの行動規範ではなく、比較的柔軟な科学的規範の使用は、科学研究または高等教育に従事する組織として登録されているクライアントに制限されています。[ 1 ]
南アフリカで職業潜水士として働くために必要な資格は、潜水方法、使用する機器、そして潜水環境によって決まります。職業潜水士登録には6つのクラスがあり、いずれも指定された能力の範囲内で、必要なインフラが整備されている場合に限り、科学的な潜水業務に従事することができます。[ 11 ]
これらの各クラスでは、基本的なダイビングや監督の能力には次の番号のクラスの能力が含まれますが、専門的なスキルは人によって異なる場合があり、登録クラスとの明確な関連性がないこともあります。[ 11 ]すべての科学的なダイビングは、特定のダイビング操作に適したクラスの登録ダイビング監督者の監督下で行われなければなりません。[ 11 ]
南アフリカにおける科学ダイビングのほとんどは、クラス4および5のダイバーによるオープンサーキット・スキューバダイビング(空気またはナイトロックスによる無減圧潜水)で行われています。科学ダイビング実施規範では、トレーニングと評価によって適切な能力が達成され、プロジェクトのリスクが組織とダイビングチームのメンバーの両方によって許容できると評価された場合、代替モードと技術の使用が認められています。[ 1 ]最低限必要な人員要件はダイビング規則に定められており、雇用労働省の主任検査官の許可を得た場合にのみ変更することができます。 [ 11 ]
科学研究ダイバーの訓練は、雇用労働省に登録されている商業ダイビングスクールであればどこでも受けられます。科学研究ダイビングとその他の商業ダイビングの登録に区別はありません。ケープタウン大学のリサーチダイビングユニットは、20世紀半ばから継続的に、科学研究のためのクラス3、4、5のダイバーの訓練を専門としており、大学の専属ダイビング請負業者です。
ダイビングはダイバーの健康に通常よりも高いリスクをもたらす活動であると考えられるため、英国では、科学的なダイビングを含むすべての職場でのダイビングは、1997年の「職場でのダイビング規制」および関連する承認された実務規範によって規制されており、これらは健康安全執行局によって実施されています。科学的なダイビングの実務規範は、考古学的なダイビングや水族館でのダイビングも対象としています。科学および考古学的なダイビング部門を代表する専門機関は、科学ダイビング監督委員会(SDSC)であり、自然環境研究評議会(Natural Environment Research Council ) [ 43 ]に責任を負っています。
業務中にダイビングを行っているかどうか、つまり規制の対象となるかどうかを判断する要因は次のとおりです。
HSE 規制は英国の海域内でのみ施行されますが、英国に登録された商船の運航でも規制と行動規範の遵守が求められる場合があります。
学部生やボランティアは一般的に就労とはみなされませんが、企画されたイベントやプログラムの一環としてダイビングを行う場合、ダイビング業者には依然として注意義務があります。大学院生の場合、ダイビングが研究の重要な部分を占める場合は、就労とみなされる可能性が高くなります。[ 9 ]
アメリカ合衆国では、科学的なダイビングは、アメリカ水中科学アカデミーが維持する代替合意された実践基準の下で行うことが労働安全衛生局(OSHA)によって許可されている。[ 36 ]
連邦規則集第29編第1910章第T節「商業ダイビング業務」は、OSHAが法定管轄権を有する地域に適用される商業ダイビング業務に関する強制的な労働安全衛生要件を定めています。これは、米国および領有地の内陸および沿岸の領海を対象としています。[ 34 ]
全米大工組合は1975年、連邦政府に対し、すべての職業的潜水業務を対象とする緊急暫定基準の制定を請願し、1976年6月15日に発効、同年7月15日に発効した。しかし、この基準は連邦控訴裁判所で争われ、1976年11月に撤回された。その後、商業潜水のための恒久基準が策定され、1977年10月20日に発効した。アメリカ水中科学アカデミーは、20年間の自主規制と商業潜水業界よりも低い事故率を理由に、科学潜水についての免除を申請した。交渉の末、1982年11月28日に免除が発効した。[ 44 ]
科学的潜水免除を利用するには、その作業を実施する機関が以下の 4 つのテストに合格する必要があります。
AAUSは、米国における科学ダイビングプログラムのガイドラインであり、他のいくつかの国でも使用されている、科学的ダイビングの認定と科学的ダイビングプログラムの運営に関するコンセンサスに基づく基準を公布し、定期的に見直しています。この文書は現在、科学ダイビングコミュニティの「標準」であり、すべての組織メンバーが従う必要があります。これらの基準は機関間の相互関係を可能にし、米国および一部の外国で広く使用されています。[ 44 ]
AAUS では、科学ダイバーの認可に 3 つのレベルを採用しています。
深度制限は9msw、18msw、30msw、40msw、45msw、58mswと設定されており、十分な経験に基づいて段階的に引き上げられる場合があります。追加のトレーニングと評価を受けた上で、様々な専門資格を取得できます。これらの資格には、減圧潜水、水面供給潜水、混合ガス潜水、ナイトロックス潜水、リブリーザー潜水、ロックアウト潜水および飽和潜水、外洋潜水、ドライスーツ潜水、オーバーヘッド環境潜水、高所潜水、減圧モニタリングのためのダイブコンピュータの使用などがあります。[ 22 ]
科学ダイバーの国際的認知を可能にするために、様々な方法が用いられます。これにより、彼らはプロジェクトで共同作業を行うことができます。場合によっては、プロフェッショナルダイバーの資格が国家間で相互承認されることもありますし、例外規定によって管理機関が必要な手続きを行える場合もあります。
欧州科学潜水パネル(ESDP)は、水中科学の卓越性の向上と、欧州規模での科学潜水のための実践的な支援枠組みの促進と提供を目的とした欧州のプラットフォームです。ESDPは2008年に欧州海洋委員会パネルとして発足し(2017年4月まで)、現在は欧州海洋観測所ネットワーク(MARS)からの組織的支援を受けています。[ 46 ]
2020年現在、以下の国がESDPに加盟している。[ 46 ]
ESDPは、加盟国が発行する科学的潜水能力の認定システムを維持・発展させることを目的としており、これらの能力は様々な訓練ルートや国内法のレベルに基づいて発行される可能性があり、潜水科学者の欧州研究プログラムへの参加と移動を容易にし、潜水の安全性、科学の質、水中技術やテクノロジーを向上させることを目的としています。[ 46 ]
科学ダイバー登録には、欧州科学ダイバー(ESD)と上級欧州科学ダイバー(AESD)の2つのレベルがあります。AESDは科学ダイビングツアーのリーダー資格を持ち、ESDは参加資格のみを有します。[ 24 ]これらは、科学者が欧州連合(EU)加盟国においてスキューバダイビングを用いた水中研究プロジェクトに自由に参加するために必要な最低限の訓練と能力レベルです。認定された国家機関による認定または登録が前提条件であり、深度と呼吸ガスの制限が適用される場合があります。[ 47 ]
この能力は、正式な訓練プログラム、適切な監督下での現場での訓練と経験、あるいはこれらの方法の組み合わせによって獲得することができます。[ 24 ]これらの基準は、科学ダイバーのための最低限の基礎訓練と能力を規定しており、雇用主が求める専門技能は考慮していません。職務に特有の能力のための追加訓練は、登録によって付与される基礎能力に加えて行われます。[ 24 ]
欧州連合(EU)加盟国はすべて、指令EEC 92/51に基づき、これらの訓練レベルのいずれかまたは両方を認定することが求められています。要件を満たす申請者には、5年間有効なESDまたはAESD証明書が発行されます。証明書は発行機関に申請することで5年ごとに更新する必要があります。証明書保有者は、ホスト加盟国で科学潜水に従事する際には、健康状態、職場の安全、保険、科学潜水活動の制限に関するすべての国内および地方の規則を遵守する必要があります。証明書は、訓練レベルに対する過去の評価された能力を示すものであり、現在の能力レベルを示すものではありません。[ 24 ]
通常は適切な海図を用いて、自然地形と人工地形の両方を参考にして航行する。