プロジェクト・モホール

プロジェクト・モホール – フェーズ1テスト
呪い私
日付1961年3月～4月
位置メキシコ、グアダルーペ島沖、太平洋
参加者ウィラード・バスコム、ウォルター・ムンク、ロジャー・レヴェル、ジョン・スタインベック、ウィリアム・リーデル[ 1 ]
結果深海掘削技術の初のテストに成功。

モホール計画は、1960年代初頭に行われた、地殻を掘削してモホロビチッチ不連続面（地殻とマントルの境界）のサンプルを採取する試みでした。[ 2 ]この計画は、注目を集めていた宇宙開発競争を地球科学の視点から補完することを目的としていました。このような計画は陸上では実現不可能でしたが、マントルが海底に非常に近いため、外洋での掘削はより実現可能でした。[ 3 ]

アメリカ雑学協会と呼ばれる科学者グループが主導し、国立科学財団の資金提供を受けていたこのプロジェクト[3]は、政治的および科学的な反対、不適切な管理、そして予算超過に見舞われました。1966年、米国下院は資金提供を打ち切りました[ 4 ] [ 5 ] 。当時、モホール計画から派生した堆積物掘削プログラムが国立科学財団の深海掘削プロジェクトとなっていました[ 6 ]。

背景

モホロビチッチ不連続面（モホ面）は、地球の地殻の底と最上部の固体マントルの間にあります。緑色の線で示されているモホ面は、大陸の下よりも海面下の方が地表に近い位置にあります。

1957年3月、全米科学財団で地球科学に関する提案を検討するパネルの最後に行われた議論で、スクリップス海洋研究所の地球物理学および海洋学の教授であるウォルター・ムンクは、モホロビチッチ不連続面を掘削して地球のマントルのサンプルを採取するという、モホール計画の背景となるアイデアを提案した。[ 4 ] [ 3 ]この提案は、検討したばかりの素晴らしいが控えめな一連の提案に対する回答として、コストを度外視した大胆な新しいアイデアとして提案された。[ 3 ] [ 7 ]プリンストン大学の地質学教授であるハリー・ヘスは、このアイデアに好意的だった。

ヘスは当時、海底拡大説[ 8 ]やプレートテクトニクス[ 9 ]を唱える主要な研究者の一人であり、モホール計画をこの理論を検証する手段とみなしていた。[ 10 ]この計画は、マントルが大陸の陸地表面（約30km）よりも海底（5～10km）にずっと近いという事実を利用し、海からマントルまで掘削する方が実現可能であることを示唆した。[ 3 ]

ゴードン・リル博士、国立海洋調査局副局長、アメリカ雑学協会会長、深海掘削プロジェクトの創設グループ

このプロジェクトの構想は、ヘス、ムンク、ゴードン・リル、ロジャー・レヴェル、ハリー・ラッド、ジョシュア・トレーシー、ウィリアム・ルービー、モーリス・ユーイング、アーサー・マクスウェルを含むアメリカ雑多学会（AMSOC）として知られる非公式の科学者グループによって当初考案された。[ 4 ] [ 3 ]海軍研究局の地球物理学部門を率いていたリルは、地球科学の資金を求める（雑多な性質の）多種多様な提案の処理を支援するために、この気まぐれな名前の協会を設立した。[ 7 ]ヘスはモホールのアイデアをリルに持ちかけ、最終的に彼らはAMSOCがプロジェクト開発のために国立科学財団に提案書を提出すべきだと決定した。しかし、この組織の名前はしばしば冗談と見なされ、後にプロジェクトの成功の妨げとなることがわかった。[ 7 ]

NSFへの当初の提案は、発起団体の非公式な性質のために却下され、米国科学アカデミー（NAS）からの提案として再提出せざるを得なくなった。[ 7 ] [ 4 ] AMSOCのメンバー数名はNASの会員でもあった。この提案の結果、1958年6月にモホールの実現可能性調査のために15,000ドルの助成金が交付され、海洋技術者、海洋学者、地質学者のウィラード・N・バスコム[ 11 ]がAMSOCの事務局長に就任した。[ 4 ]

1957年10月4日、ソ連はスプートニク1号を打ち上げ、宇宙開発競争と米国における科学・教育革命のきっかけを作った。[ 12 ]ロシアとの絶え間ない競争は、モホール計画に好ましい政治的背景を与えた。特にロシアが同様の掘削計画を企てているという噂があった後ではなおさらであった。[ 7 ] [ 5 ]モホール計画に有利だった他の側面としては、地球科学 における最初の大型科学計画であったこと[ 7 ]と、スプートニク危機の結果として進行中だった多くの宇宙計画とは異なる新しいアイデアであったこと、そして1958年にアメリカ航空宇宙局（NASA）が設立されたことが挙げられる。[ 3 ] [ 13 ]

新たな資金により、AMSOCは1958年に掘削パネル、サイト選定パネル、科学的目的および測定パネルの3つのパネルを設置し、1959年4月にバスコムがモホール計画の技術責任者となった。[ 4 ]米国科学アカデミー内のAMSOC委員会は、同計画の顧問と管理者を兼任した。[ 4 ] 1959年半ばまでに、NAS理事会はAMSOCに対し、250万ドルまでの予算で予備調査とモホール計画の第1フェーズを進める許可を与えた。[ 4 ]モホール計画は第1フェーズの実験掘削プログラム、第2フェーズの中間船および掘削プログラム、第3フェーズのモホ面への掘削の3つのフェーズで進められることになっていた。[ 2 ]

フェーズ1

モホール計画でダイナミック・ポジショニング（動的測位）に使用された6基の水中ブイのうちの1基。水深約200フィート（60メートル）まで円形に沈められた。CUSS Iはソナーを用いてその円の中心を航行する。

フェーズ 1 は 1961 年初頭に実行され、革新的な海洋工学がテストボーリングで最高潮に達しました。[ 4 ]バスコムが率いるプロジェクト モホールは、ロサンゼルスのグローバル マリンと石油掘削船CUSS Iの使用契約を結びました。掘削船の名前は、1956 年にこの船を開発したコンチネンタル、ユニオン、スーペリア、シェル石油の石油会社コンソーシアムに由来しています。この船は、初期の海洋石油産業の技術テストの場となるはずでした。CUSS I は深海での掘削が可能な世界初の船舶の 1 つでしたが、深さは 100 メートルまたは数百フィートに制限されていました。プロジェクト モホールは、現在ではダイナミック ポジショニングとして知られる技術を発明して、運用深度を拡大しました。[ 14 ] CUSS Iは、船体に4基の大型船外機を搭載し、音響技術を用いて周囲の係留施設内に船の位置を定め、中央のジョイスティックで船外機を操縦することで、半径180メートル（600フィート）以内の位置を維持することができました。このような前例のない位置維持技術により、深海での掘削が可能になりました。[ 15 ]

ウィリアム・リーデルを主任科学者として、 1961年3月から4月にかけて、メキシコのグアダルーペ島沖で海底の最初の試掘が行われた。[ 16 ]この出来事はジョン・スタインベックによってライフ誌の記事として記録された。[ 16 ]掘削地点は、ジョージ・G・ショアらによる世界的な地震波屈折法研究と、CUSS Iが位置していたサンディエゴへの近さに基づいて決定された。[ 4 ]ショアによるグアダルーペ島付近での最近の同様の研究では、その地域の海底に興味深い地層構造が見られることが示されており、掘削によって地震波研究から得られた特性を確認できることが示唆されていた。これらの地層は、それ自体が地質学的に興味深いものであった。[ 15 ]

5つの穴が掘削され、最も深いものは水深3,600メートル（11,700フィート）で海底下183メートル（601フィート）に達しました。この掘削は前例のないものでしたが、穴の深さではなく、深海に係留されていないプラットフォームで海底を掘削できたためです。[ 15 ]また、コアサンプルは貴重なものであることが判明し、初めて中新世の堆積物を貫通し、最下層の13メートル（44フィート）は玄武岩で構成されていました。この火山起源の最も低い層は、地震調査によって導き出された特性を裏付けました。[ 15 ]このテスト掘削プログラムは大成功とみなされ、科学界と石油業界の両方の注目を集めました。[ 15 ] [ 3 ] テストは予定通りに予算内で完了し、費用は170万ドルでした。[ 3 ]

バスコムは1961年に出版された著書『海底の穴』の中で、モホール計画の背景にある地質科学、必要な掘削工学、そしてカスIテストドリルについて論じた。 [ 17 ]

ロバート・バラードは1969年にウェイン州立大学で行った講演で、彼にとってこのプロジェクトの目標は決してモホ面まで掘削することではなく、海底に縛られずに掘削装置で深海に穴を掘る技術を開発することだったと述べた。

論争

ムンクが2010年にコメントしたように、モホールの第1フェーズの成功がプロジェクトを失敗に導いた。[ 3 ]モホールにとって致命的となった多くの要因には、人的要素、工学的および科学的目標に関する見解の相違、政府レベルでの政治的不正、このような大規模プロジェクトを管理する複雑さ、高騰するコストなどがあった。[ 18 ]科学誌サイエンスの記者であるD・S・グリーンバーグは1964年に「アメリカの科学と科学行政の主要人物の何人かが関与する、長くて魅力のない口論、苦々しさ、近視眼的な歴史がある」とコメントした。[ 18 ]プロジェクトの第2フェーズで行われる予定だった掘削は結局行われなかった。

科学的目標

モホール計画に関わった科学者たちは、モホール計画の科学的目標について、それぞれ異なった、相容れない見解を持っていた。この不一致の一部は、4つの主要海洋学研究所、すなわちニューヨークのラモント地質観測所、マサチューセッツのウッズホール海洋研究所、フロリダのマイアミ大学、カリフォルニアのスクリップス海洋研究所の間での長年にわたる競争の伝統に起因していた。 [ 15 ]これらの機関の競争的な性質は、しばしば協力を拒否することを意味していた。東海岸の機関は大西洋かカリブ海の掘削場所を支持したが、サンディエゴのスクリップスは北太平洋の場所を支持した。[ 15 ]場所は、大規模探検の兵站が実行可能であるように大きな港の近くでなければならず、モホ面が可能な限り浅く、地質学的に活動的な地域ではなくて、気象条件が安定していなければならなかった。[ 15 ] 1965年1月、ハワイのマウイ島北部の場所が選ばれた。[ 4 ]

モホール計画は、堆積層に浅いボーリング孔を掘削する控えめで保守的なペースで開始すべきか、それともすぐにモホ面まで深いボーリング孔を掘削すべきかという重大な論争があった。[ 6 ]この問題は、2つのアプローチでは異なる工学、管理、資源配分が必要となるため、非常に重要であった。海洋学界と石油業界からは、浅いボーリング孔を掘削する計画に大きな関心が寄せられた。深いボーリング孔は、地球の構造に関するより根本的な疑問に答えるものである。一部の人々は、初期の控えめなアプローチは、後に深ボーリング孔に必要となる基本的な工学技術と掘削技術の開発につながると考えていた。[ 15 ]

地質学および地球物理学界の一部には、莫大な費用がかかるため掘削から得られる成果は少ないと予想し、モホール計画に反対する者もいた。彼らはこの計画を、科学的価値の低い工学上の奇策とみなした。[ 7 ]

管理

CUSS I試験中およびその後間もなく、モホール計画は米国科学アカデミーによって管理され、AMSOCが顧問を務めました。AMSOCの非公式グループは、次期大規模プロジェクトとなることが予想されるプロジェクトを管理するには不十分であったため、 1961年後半に米国科学財団（NSF）がプロジェクトの管理を引き継ぎました。[ 19 ] [ 20 ] AMSOCはNSFの顧問として引き続き任命されました。1961年後半から1962年初頭にかけて、NSFはモホール計画の主契約者を大学や民間企業から募りました。

ガルフ石油会社の地質学者であり、プリンストン大学の地質学教授であるホリス・ヘドバーグは、1961年12月から1963年11月までAMSOCモホール委員会の委員長を務めた。[ 21 ]ヘドバーグは、1940年代にベネズエラの油田で掘削を行った豊富な経験を持っていた。[ 22 ]ヘドバーグは、浅い穴を掘削するための最初のプログラムと、モホ面まで掘削するための2番目のプログラムを強く主張した。

AMSOCのメンバーの多くは、モホール探査機の入札に参加する大学や産業界に勤務していたため、利益相反を避けるために多くの科学者が辞任した。バスコムとその仲間は、CUSS I試験で実証された研究を継続することを期待して、オーシャン・サイエンス・アンド・エンジニアリング社という法人を設立した。ゴードン・リルは、ロッキード・マーティン社が主契約者を目指していたため、AMSOCを辞任した。ロジャー・レヴェルも同様に辞任した。

NSFはスクリップスの元請けとしての入札を辞退し、ソコニーモービル石油会社、グローバルエアロジェットシェル、ブラウンアンドルート、ザパタオフショア会社、ゼネラルエレクトリック社の入札のみとなった。[ 19 ] NSFの審査委員会はソコニーモービルの入札を「別格」と評し最良と評価した。[ 19 ] [ 23 ]さらに審査した結果、グローバルエアロジェットシェルが1位、ソコニーモービル石油が2位、ブラウンアンドルートが3位となった。[ 19 ] 1962年2月、NSFはブラウンアンドルート建設会社をプロジェクトの元請けとして選定したが、この決定は政治的な判断と広く見られていた。 [ 19 ]ブラウンアンドルートには掘削の経験がなく、ヒューストンの本社は下院歳出委員会委員長であるアルバート・トーマス議員の選挙区に近かった。ブラウン・アンド・ルートは、リンドン・ジョンソン副大統領への主要な政治献金者でもあった。[ 15 ]

Brown&Root が設計したモホール掘削プラットフォームの模型。

ブラウンとルートは、既存のモホールの科学者や技術者にとって厄介な存在であることが判明した。モホールに関わっていた人々にとって、ブラウンとルートは科学的目標と技術的要件を理解しておらず、モホールの管理において傲慢な態度を保っていた。[ 19 ] [ 15 ] [ 23 ] 2ヶ月以内に、バスコムと彼の海洋科学工学部はブラウンとルートとの関係が悪化し、掘削工学の取り組みを中止した。[ 19 ]海洋科学工学部はブラウンとルートの「工学計画報告書」を検討し、「明確な計画でもなければ、作業を進めるための健全な基盤でもない」と断言した。[ 4 ]契約書には、モホールの目標が地球マントルのサンプルを採取することであると明記されていたが、ヘドバーグやユーイングなど、AMSOCの科学者の多くは、堆積物に浅い穴を掘削する中間段階を強く主張していた。[ 19 ]モホールにはブラウンとルート、AMSOC、国立科学財団、米国科学アカデミーの4人の管理者がおり、モホールは矛盾した、焦点の定まっていない工学的目標と科学的目標に悩まされていました。

1963年11月、ヘドバーグはモホール計画に関する議会公聴会で証言を行い、その目的と運営を痛烈に批判した。[ 20 ]彼は「この計画は、これまでに実施された中で最も偉大で、最もやりがいのある科学的事業の一つとなる可能性を秘めている。しかし同時に、適切な構想に基づき、綿密な計画に基づき、厳密な論理と科学に基づいて実施されるという確固たる主張がなければ、愚かで不当に高額な失敗に終わる可能性もある」と断言した。[ 20 ]米国科学アカデミー会長フレデリック・ザイツから証言を叱責された後、ヘドバーグはAMSOCを辞任した。[ 20 ] [ 4 ]

1964年1月、リルは国立科学財団のモホール計画の責任者に就任することに同意し、アメリカ雑学協会は解散した。[ 4 ] AMSOCは、掘削の科学的側面に関する新しい委員会を米国科学アカデミーに設立することを提案した。[ 4 ]

費用

モホール計画は、このような高額なプロジェクトは小規模な科学プロジェクトを台無しにするだろうという批判を集めた。[ 7 ]しかし、このプロジェクトは議会とは別の予算で行われたため、既存の科学プログラムには影響を及ぼさなかった。[ 7 ]

比較的低額で行われたフェーズ1の初期の成功の後、プロジェクトは費用が増大した。ブラウン・アンド・ルート社の入札額は3,500万ドルで、これにプロジェクト管理とモホール掘削プラットフォーム建設のためのエンジニアリング作業の組織化開始費用として180万ドルが加算された。[ 19 ] [ 23 ]これらの費用には掘削船とモホール掘削作業の費用は含まれていなかった。AMSOC管理委員会は非公式に、モホへの最終的な深部掘削には約4,000万ドルかかると見積もっていた。[ 23 ] [ 7 ]掘削船建造の入札は1965年3月に行われた。[ 4 ] 1965年7月に受領した入札[ 4 ]では、約1億2,500万ドル（2024年のドル価値で12億5,000万ドル）の資金が要求された。[ 7 ] [ 24 ]モホール計画の責任者（AMSOC、ブラウン・アンド・ルート、NSF）は、費用の増加に衝撃を受けたが、[ 7 ] [ 4 ]モホール計画の継続を決定した。1965年9月、サンディエゴのナショナル・スチール・アンド・シップビルディング社が掘削船の建造契約を獲得した。 [ 4 ]

1966年にモホール計画が終了した時点で、このプロジェクトには5700万ドルが費やされていました。[ 23 ] [ 6 ]

政治

1963年までに、モホールとその経営難を揶揄する記事が多数、一般紙に掲載された。[ 20 ]ニューズウィーク誌の記事は「プロジェクト・ノー・ホール」と題され、フォーチュン誌の記事は「NSFはいかにしてモホールで迷子になったか」と題されていた。 [ 20 ] [ 25 ]モホール計画に対する国民の同情はほとんどなかった。[ 24 ]

1963年、議会予算局は国立科学財団（NSF）のアラン・ウォーターマン理事長に書簡を送った。予算局は、増大する不確実な費用、技術的な不確実性、そして「特有の管理上の問題」を強調し、NSFに対し、更なる財政的コミットメントを差し控えるよう強く求めた。[ 20 ] 1963年秋、NSFの上院歳出委員会は、ブラウン・アンド・ルート社を主契約者に選定した際の不適切な管理と政治的動機の可能性について公聴会を開始した。[ 20 ]委員会は掘削プラットフォームの建設を「賢明ではない」と判断し、更なる支出を控えるよう求めた。[ 20 ]トーマス下院議員は会議でこの勧告を覆すことができた。[ 20 ]ブラウン・アンド・ルート社選定に政治的影響が及んだ可能性は、その後も明らかになり続けた。[ 24 ]

1966年2月、下院歳出委員会の委員長であり、議会におけるモホール計画の主要支持者であったトーマス下院議員が膵臓癌で亡くなった。[ 24 ] [ 26 ]彼の死後、モホール計画は委員会の支持を得られなくなり、[ 7 ] [ 24 ]議会は1966年5月に計画を中止した。[ 5 ] [ 2 ]もう1つの要因は、1960年代半ばまでにベトナム戦争の資金がより優先されるようになったことである。[ 24 ]モホール計画への資金提供の終了により、ブラウン・アンド・ルート社によるモホ掘削契約は終了したが、議会と国立科学財団は既に別の浅層堆積物掘削計画の支援を開始していた。[ 4 ] [ 6 ]

モホールは深いプロジェクトと浅いプロジェクトに分岐します

モホールの掘削が終了するかなり前から、学術研究者たちはモホールとは独立した掘削計画の確立に向けて研究を始めていた。[ 7 ]彼らの関心は深海堆積物の掘削にあり、これはCUSS Iテストで実現可能かつ費用対効果が高いことが実証されていた。[ 15 ]このテストまで、海洋学者たちは深海堆積物の上層10メートルしかサンプルを採取できなかった。[ 15 ]

1962年初頭、マイアミ大学のチェーザレ・エミリアーニは、 「LOng COres（ロングコア）」と呼ばれる掘削船とプログラム「LOCO」を提案した。 [ 15 ]マイアミ大学、ラモント大学、プリンストン大学、ウッズホール研究所、そしてスクリップスの科学者たちは、このプログラムは非常に興味深いものであり、AMSOCやモホール計画とは独立して実施されるべきだと合意した。[ 4 ] この間、レベルはスクリップスを掘削プログラムの主契約者または管理者にしようと試みた。しかし、NSFへのLOCO支援の提案は成功せず、LOCOは1963年4月に解散した。[ 4 ]

1968年に進水したグロマー・チャレンジャー号は、NSFの深海掘削プロジェクトのための掘削船であった。

関係機関は、大規模な掘削計画を一つの組織で支援することはできないと認識し、計画のために調整と組織化を始めた。1963年初頭、深海堆積物掘削計画を実施するために、海洋研究探査コンソーシアムのためのCOREと呼ばれる協定がユーイング（ラモント）、ブラケット・ハーシー（ウッズホール）、レベル（スクリップス）の3社によって締結された。[ 4 ] 1963年9月、NSFの新所長リーランド・ハワースは、AMSOC委員会で、モホールはブラウンとルートによる深層掘削と浅層掘削の2つの計画で構成すべきであると述べた。[ 4 ]リルは1964年3月に海洋学機関の指導者たちに同様の助言をし、4つの主要機関にそれぞれの関心を一つの大規模掘削計画に統合するよう助言した。[ 7 ] [ 4 ]主要機関は1964年5月に共同海洋学研究所深海サンプル採取（JOIDES）プログラムを立ち上げることに合意した。 [ 4 ]この出来事により、国立科学財団の深海掘削プロジェクトが設立された。[ 7 ]

1964年10月、NSFはマイアミ大学と2年間の契約を結び、JOIDES計画を開始した。[ 4 ] JOIDESによる最初の掘削遠征は1965年春、米国南東部沖のブレイク海台で行われた。この遠征はラモントが借用船カルドリル号で指揮を執った。[ 15 ] 1966年6月、スクリップス研究所はNSFの深海掘削プロジェクトの運営機関として主契約を獲得した。[ 4 ]新たな専用科学掘削船グロマー・チャレンジャー号の建造は1967年に始まり、1968年8月に運用を開始した。[ 4 ]

石油業界も同様に大陸棚の堆積物の探査プログラムを開始する意欲に駆られました。1967年、ヘドバーグの提案により、ガルフ・オイル・エクスプロレーション社は探査船R/Vガルフレックス号を進水させました。この船は1975年まで世界中を航行し、約16万マイル（14万海里、26万キロメートル）を航行しました。[ 21 ] [ 27 ]

遺産

フェーズ1では、地球のマントルを掘削するための技術と専門知識が十分に揃っていることを証明しました。これはプロジェクトの実験段階として計画されたもので、掘削中に船舶のダイナミックポジショニングを開発・採用することで[ 15 ] 、海底下183メートル（601フィート）の深さまで掘削することに成功しました。[ 2 ]モホール計画は成功しませんでしたが、このアイデアはNSFの深海掘削プロジェクト[ 2 ]などのプロジェクトにつながり、超深度への掘削の試みはその後も続いています。[ 28 ] [ 29 ]

SF小説シリーズ『レッド・マーズ』には、火星の地殻に「モホール」と呼ばれる深い穴がいくつか登場します。これらの穴はマントルから熱せられ、薄い火星の大気に熱を供給するほど深いのです。

1970年のドクター・フーの連続ドラマ『インフェルノ』も地殻を掘削する科学的研究を扱っており、モホール計画に触発されたものである。[ 30 ]

参照

参考文献

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