地中をめぐる水の冒険。東京大学大学院 教授・徳永朋祥先生インタビュー

2021年06月17日

by 神まどか

地球は水の星―そう言われていますが、地球上に存在する水の9割以上が海水であり、淡水はわずか2.5%ほどしかありません。しかもそのほとんどは南極や北極の氷であり、「水」の形をしているものは、たったの0.01%。

人が生きていくために欠かせない「水」ですが、この物質について知らないことや気がついていないことが、実はたくさんあるのです。

今回は、地下水の動きや、それに伴う環境の変化について研究を行う東京大学の徳永朋祥教授に、遠いようで身近な地下水の話を伺いました。

教えてくれたのは…徳永朋祥(とくなが・ともちか)教授

1967年生まれ。東京大学理学部地質学教室卒業後、東京大学大学院理学系研究科地質学専攻修士課程修了。博士(工学)。ウィスコンシン大学客員研究員などを経て、現在は東京大学大学院新領域創成科学研究科環境システム学専攻 教授。愛媛で過ごした子供時代には、滝つぼで遊び、実家では井戸水を使っていたそう。

サハラ砂漠の地下にも水はある

井戸からくみ上げる水や、景勝地に湧き出る湧水。いずれにせよ地下水は、自分たちの日常にはあまり関わりがないように感じられます。しかし地下水は、私たちの生活に密接に関わっています。

工業用水や農業用水として使われるだけでなく、コンビニや自動販売機で購入できるペットボトルの水にも地下水を原水としたものがあるし、水道水に地下水を利用している自治体もあります。

また、地下水が湧き出ている場所というのは、意外と身近にあるものです。たとえば世田谷区の「等々力溪谷」のように、都市の近くでも、気軽に行ける距離にあったりするので、探してみると面白いと思いますよ。

地下水は、雨や雪が土壌を通して地下に浸透していったもので、文字通り地下をゆっくりと動いています。では、雨や雪が降らない地域には地下水がないのかというと、そんなことはありません。

世界最大の砂漠地帯であるサハラ砂漠には、地表から70mほどの地下に水が貯えられています。サハラ砂漠は1万5000~5000年前には、湿潤で、緑豊かな場所だったと考えられていて、その頃に地表に降った水が、現在も地下に眠っているというわけです。

しかし、地下水すべてがこれほど長い時間を経ているとは限りません。富士山の水は、数十年で地表に出てくると言われています。人間にとっては短い時間ではないかもしれませんが、サハラ砂漠と比べたらだいぶ早いですよね。

というのも、富士山は比較的新しく、氷穴や風穴などといった特徴的な地形も見られる山です。溶岩も比較的サラサラで、マグマが流れ出して外側が冷え固まっても中は固まりにくく、溶岩の流れたあとが洞窟状になりやすい。こういう地質の中を水が流れるから、比較的短い時間で表出するわけです。

水が海や河川など、個々の領域にとどまる時間を滞留時間というのですが、海は約4000年。4000年経てば、海の水は入れ替わるということですね。しかし地下水は、「3週間〜1万年以上」だそうです。驚くほど早く流れるものもあるし、数万年かかるものもある。地下水といっても、気候や地形などの条件でその性質は大きく変わるのです。

日本の水は「江戸っ子」風?

こういう地下水の性質について、私はよく「おじいさんのお財布の中からお金をいただく」か「江戸っ子みたいに稼いだお金はパーッと使っちゃう」か、というたとえを使っています。これはどちらも、上手に使っていればそれでよいというところがあります。

雨水というかつての財産を貯えてはいるものの、新しく増やすことができない砂漠地帯もあれば、日本のように降雨量が多く、多くの地下水に恵まれている地域もある。では、地中に長くとどまっている水とそうではない水の成分にどのような違いが出るかというと、これは一律にどちらがどう、とは言えないのが正直なところです。

ミネラルウォーターはその名の通り、ミネラル成分(カルシウム、マグネシウム、ナトリウムなど)が溶け込んでいます。よく言われるのは、カルシウムやマグネシウムが多いものは硬く感じられる(硬水)ということ。

フランスのエビアンと、日本の南アルプスの水を飲み比べれば、エビアンの方が明らかに硬いことが分かると思います。これは滞留時間だけの問題ではなく、地質による影響も大きいのです。例えば石灰岩が多い地域では、石灰岩のミネラル成分は水に溶けやすいので、硬水が多いように思われます。

降った雨が地中に浸透することで、ミネラル豊富できれいな水を得ることができる。これだけ聞くと、人知の及ばない自然の力のように思えますが、私たちの生活もまた、地下水の質に大いに影響を与えています。

かつての日本には水田が多くありましたが、戦後の減反政策によってぐっと減りました。「田んぼ」は、非常に重要な地下水の入り口でしたが、それが減り、畑地や酪農地などに変わったことで地下水中の硝酸態窒素量が増え、水環境の悪化を引き起こすということもあります。

これはほんの一例で、水の酸性化など、人の手による水質の変化はほかにもたくさんあるのです。地下水は、河川などの表流水と比べて滞留時間が長いため、一度汚染されるときれいにするには長い時間がかかります。全ての人が、自然環境や水に対してベストな選択をするというのは難しいことです。でもこういった現状のことも、知っておいてもらえるといいなと思いますね。

水に親しむことは豊かさにつながる

私の子供が小さい時に「水はどこから来ているの?」と聞いたら「蛇口!」と答えていました(笑)。蛇口からシンクに落ちるまでしか、水の通り道を見たことがないから当然ですよね。

地下水に限らず、日本の水道インフラはとても優秀で便利である一方、どうやって私たちの手元に届いているのかを見えなくしてしまうこともあります。水のことを気にしなくていい社会は、確かに安全ということなのかもしれません。

子供たちに水について考えて欲しいと思う時、「とにかく水と一緒に遊んでね」と伝えています。水は、飲むものでもあるし、遊ぶものである。一方で、人を殺す恐ろしいものでもあります。そういう水の多面的な性質を五感で味わうことこそが、水を知り、水を身近に感じることにつながります。

地下水の研究というのは、実はまだまだ歴史の浅いものです。私たちの行いに対して自然がどう振舞うのか。この先は分からないことだらけです。でも分からないことがなくなってしまったら、大学の先生なんていらなくなってしまいますからね(笑)。

白黒をつけるのが難しいことだからこそ、人は自然を知り、その知恵をもってよりよい行動を選択していくしかない。そのための手助けをすることが、私たち研究者の目指すところなのかもしれません。 地下水について、基本を詳しく知りたい方はこちらの記事がおすすめです。

このインタビューは「TOKYO TEA JOURNAL」VOL.26に収録されています。

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