植物プランクトンが生活できる有光層は水深100mあたりまでです。
それより深くなると、限られた生物しか生活していません。それも水深200mくらいまでで、
さらに深くなるとわずかに細菌などが残りの有機物を分解しているだけの状態になります。
植物から始まる食物連鎖のほとんどは海面から水深200m付近までで行われていることになります。
海洋深層水の生成過程の模式図
海洋学では水深200m付近までの海を「浅海」といい、それより深い海は「深海」と呼んでいます。
この「深海」の水こそ「海洋深層水」と呼ばれるものなのです。
深層水は、上層の海水と混じり合うことなく、あまり生命活動の影響も受けず、はるか昔から低温のままの別世界でした。
■地球は「水の星」
海は地球の表面の70.8％を占めています。
現在、世界一深い海はマリアナ海溝にあるといわれていますが、
その最深部の水深は10,924mであり、エベレスト山(8,848m)ですら2,000m以上も及びません。
地球の表面積比率
■深海は暗黒の世界
沿岸などの表層では、水深30m以内でも太陽からの光量が1%以下になります。
非常に澄んだ外洋でさえ、水深150m以下では光量が1％以下になります。
つまり、それ以上の深海は光の届かない暗黒の世界といえるのです。
海中の明るさの比較
■あらゆる元素を含む海
原始の地球より、海洋からは膨大な水が蒸発して陸地に降り注いできました。
雨はやがて海へと流れ、陸上のさまざまなものを海に溶かし込んでいきました。
また、海底にある火山や熱水孔（自噴する温泉）からも、さまざまな物質が海水中に放出され、
海水にはあらゆる元素が含まれるようになったのです。
■海洋の大循環
海洋大循環説というものがあります。これは地球規模でみると、寒冷な海の水が深層に沈み込み、
海洋の底を移動しながら対極地で表層に出て元にもどるという考え方で、今日ではほぼ間違いないとされています。
グリーンランド沖などの寒冷な海域では海水が氷結します。
その際には塩水中の水分だけが氷り、塩分が取り残されて海水の塩分濃度が上がっていきます。
海水が大量に氷結すると、低温で、しかも塩分濃度の濃い「重い海水」となり、深層へと沈み込むのです。
グリーンランド沖で沈み込んだ海水が、南極地方まで約1,000年、
それからインド洋や太平洋で表層に出るまでに1,000年ほどかかり、
片道2,000年、往復4,000年で地球を一回りしています。
今から2,000年前といえば、メソポタミア、エジプト、中国といった古代文明の発祥地でさえも
原始的な農業しかなかった頃ですから深層水が汚染とは無縁な無垢な資源であるといえるのです。
■日本周辺の海水の大循環
こうした大循環とは別に、特定の地域ごとに海水の沈み込みと上昇による循環があることが
近年、明らかになってきました。日本海は南北の狭い海峡によって半ば独立した海域になっており、
冬にウラジオストック沖の海水が冷やされて重くなり、水深1,000mほどの日本海の深海を流れていることがわかってきました。
この日本海を循環している深層水は特に「日本海固有水」と呼ばれています。
オホーツク海でも冬に氷結する時にできる冷たく重い海水が沈み込み、
アリューシャン列島から北太平洋の深海の中層を流れ、徐々に南下していること、
ベーリング海でも同様な流れがあることがわかってきました。
■深層水は冷たくて重い
海水は最も温まりにくく、冷えにくい
性質を持っています。したがって海面の温度が変動しても、
下には熱がなかなか伝わりません。水深200mくらいまでの有光層では対流や撹乱によって季節的な水温変化がみられますが、
そこから下はどんどん水温が下がっていき、一般に水深1,000mを超えると水温は5℃前後で安定します。
海水の体積は10℃未満で常温の9割ほどになり、4℃未満では76％くらいになります。
しかも、深海には上の海水と大気から非常に大きな圧力がかかっていますので、
少し大げさにいうと深層水は冷たく「とろりとした」重い海水なのです。
■表層水との比較
海洋深層水には、富栄養性、清浄性、低温性などの優れた特性があります。
・富栄養性
- 海水は地球上に存在するあらゆる元素を含んでおり、特に深層水は表層水に比べ
植物生長に必要な硝酸塩、リン酸塩およびケイ酸塩などの無機栄養塩類を豊富に含んでいます。 - 表層水中では植物が栄養素として窒素、リン、カリウムを摂取します。
また、植物プランクトンの一部は体をおおう殻をつくるため表層水中のケイ素を摂取します。 - 光の届かない深層では植物プランクトンなどは生活できないため、
深層水中の栄養塩類は使われることなく、豊富に残されています。
・清浄性
- 水質を悪化させる粒状態および溶存態の可分解性の有機物や、にごりの原因となる懸濁物が少なく、
海水を脱塩する際にも、簡単な前処理（ろ過）で済みます。 - 疾病などを引き起こす病原菌、細菌類、また有害な寄生虫や付着生物があまりいません。
- 環境ホルモン（内分泌撹乱化学物質）などの有害な人工物質にほとんど汚染されていません。
- 深層水中にわずかに存在する細菌の多くは「海洋性細菌」と呼ばれ、病原体になるものではありません。
- 魚の養殖を行う場合、清浄な深層水で飼育すると魚病などの心配がほとんどありません。
・低温性
- 周年を通して低水温のまま安定しています。日本海側の低温な深層水は「日本海固有水」と呼ばれています。
・安定性
- 海水として無機化が進んでおり、水質が物理・化学的および微生物学的に安定しています。
水質の変動が小さく、周年ほぼ安定しています。