海洋科学とは？具体的な内容をわかりやすく解説！

地球の表面積の約７割を占める海は、気候変動や食料危機といった地球規模の課題を解決するための最も重要な「科学的根拠」を秘めています。海洋科学は物理・化学・生物・地質の知見を統合し、政策決定から日常の選択肢まで、私たちの未来を左右する判断に直結する学問です。

気象予測の精度向上、持続可能な漁業管理、防災対策など、海洋科学がどのような役割を担い、何を解き明かそうとしているのかを理解することで、複雑な地球環境の仕組みが見えてきます。

海洋科学とは

【海底下の堆積物の地質試料を採るための「ジャイアントピストンコアラー（GPC）」】

海洋科学とは、地球の表面積の約７割を占める「海」で起きているあらゆる現象を、自然科学の手法を用いて解明する学問の総称です。物理学、化学、生物学、地学といった複数の視点を組み合わせ、海洋を構成するすべての要素とそれらの関係性を科学的に探究する、体系的な学問領域です。

海は、

といった、重要な役割を果たしており、その仕組みを知ることは、気象予測の精度向上や環境問題の解決に直結します。研究は船舶による現地調査から、人工衛星による観測、スーパーコンピュータによるシミュレーションまで、最新技術を駆使して進められています。

物理・化学・生物・地質の４つの基礎分野

海洋科学は以下の４つの基礎分野から構成されています。

これら４分野は独立せず、密接に相互作用しています。例えば海流が栄養塩を運び、プランクトン発生を促し、その死骸が海底に積もるといった具合に、海全体が一つの統合されたシステムとして機能しているのです。

科学的調査の歩みと観測技術の革新

海の科学的調査が大きく発展したのは19世紀のことでした。アメリカのマシュー・フォンテーン・モーリーは、航海日誌から海流や風のデータを体系的に集め、「近代海洋学の父」と称されています。

その後、1872年から1876年にかけてイギリス軍艦チャレンジャー号による世界一周探検航海が実施され、チャールズ・ワイヴィル・トムソンらの指揮のもと、深海生物や海底堆積物、海水の化学成分を組織的に調査しました。チャレンジャー号が持ち帰った観測データと標本は、海を一つの独立した学問分野へと昇華させ、現代へと続く近代海洋学の基礎を確立したのです。

現代の調査は、人工衛星による広範囲観測や、アルゴフロートという自動観測装置が中心となっています。アルゴフロートは世界中の海に数千個が投入され、陸上にいながら地球規模の海の状態をリアルタイムで把握できるようになりました。

気候予測と地球環境保全の鍵

海洋科学は知識追求の学問にとどまらず、地球環境を守り未来を予測するための必須の学問です。海は地球全体の熱と二酸化炭素を吸収する巨大なタンク機能を果たしており、この機能の限界を正確に理解することは、気候変動への対策と持続可能な漁業の実現に不可欠です。

つまり海を知ることは、人類の持続可能な未来を設計するための基礎となるのです。次の章では、海洋科学をさらに具体的に見ていきましょう。*1）

海洋科学は具体的に何を研究するのか

【南海トラフの海山沈み込みのようす】

海洋科学の研究対象は、目に見える波や魚の姿だけにとどまりません。深海に潜む未知の生命体から、地球全体を巡る熱エネルギーの流れ、さらには海中に溶け込んだ目に見えない化学物質の挙動まで、驚くほど多岐にわたります。

研究者たちは、地球というシステムそのものを解明するために、ミクロの遺伝子解析から惑星規模の衛星観測まで、スケールの異なる視点を自在に行き来しながら探求を続けています。

現代の海洋科学において、世界中の研究機関が取り組んでいる３つの主要な研究領域と成果について解説します。

①地球の気候を支配する「海の巨大ベルトコンベア」

【海洋大循環の概要】

海洋物理学の分野では、世界中の海を数千年かけて一巡する「深層大循環」の仕組みが解き明かされつつあります。

この現象は、アメリカの地球化学者ウォーレス・ブロッカーによって提唱され、「ブロッカーのコンベアベルト」とも呼ばれます。北大西洋で冷やされた海水が深海へ沈み込み、世界の海底を這うように流れ、やがて他の海域で湧き上がるという地球規模のシステムです。

このコンベアが運ぶ熱は極めて膨大で、北ヨーロッパはアメリカ東部と同じ緯度にもかかわらず５℃から10℃も暖かい気候を保っています。

しかし地球温暖化によって北極の氷が溶け、真水が流れ込むことで海水の塩分濃度が低下し、沈み込みが弱まる可能性が懸念されています。このベルトコンベアが停止すれば、急激な気候変動を招く恐れがあり、科学者たちが流速の変化を厳重に監視しているのです。

②光の届かない深海に広がる「生命のオアシス」

【深海熱水噴出孔の周りの二枚貝やゴエモンコシオリエビ】

生物海洋学の分野では、太陽光が全く届かない深海で、独自のエネルギー源に頼って生きる「化学合成生態系」の解明が進んでいます。

1977年、有人潜水調査船「アルビン号」がガラパゴス海嶺で発見した「熱水噴出孔」は、科学界に衝撃を与えました。300度を超える有毒な熱水が噴き出す暗黒の世界に、チューブワーム（ハオリムシ）などの奇妙な生物が群がっていたのです。

これらの生き物は太陽エネルギーに頼らず、地球内部から湧き出す硫化水素をエネルギー源とするバクテリアと共生して生きています。この発見は「生命には太陽が必要である」という常識を覆し、生命誕生の起源や地球外生命の可能性を探る研究へと発展しています。

海底に眠る次世代の資源と地震のメカニズム

【日本海溝沈み込み帯プレート境界断層浅部の掘削調査】

海洋地質学や資源学の分野では、海底に広がる未知の資源や、巨大地震のメカニズムに迫る研究が行われています。特に注目されているのが、日本の南鳥島周辺の深海底で発見された「レアアース泥」です。

ここにはハイテク製品に不可欠なレアアースが高濃度で大量に存在することが判明し、その生成メカニズムの解明や、環境への影響を抑えながら採掘する技術の開発が進められています。また、海底には他にもマンガン団塊やコバルトリッチクラストといった鉱物資源も眠っており、これらの形成過程の研究は地球が多くのエネルギーを持つシステムであることを示しています。

同時に、地球深部探査船「ちきゅう」などを用いてプレート境界の断層を直接掘削し、巨大地震や津波の発生メカニズムを解明する研究が防災の観点から重要視されています。海底堆積物には過去の気候変動の記録が残されており、これらの研究は気候変動予測の手がかりともなっているのです。

これらの海洋科学に関連する研究は、知的好奇心を満たすだけでなく、

といった人類の生存に直結する課題解決の鍵を握っています。さらに、スーパーコンピュータによる数値シミュレーションや人工衛星による観測の活用により、これまで不可能だった地球規模の現象解明が加速しているのです。*2）

海洋科学はなぜ必要なのか

【気候変動や人間の活動が深海の生態系に与える影響】

私たちが地球で安全に暮らし続けるために、海洋科学は「生存のための必須分野」といえます。海は気候の安定から食料供給、経済活動の基盤に至るまで、人類の生存システムそのものを支えているからです。

この学問が現代社会において、なぜ必要なのかを具体的に確認していきましょう。

気候変動の予測と対策

海洋科学は、地球温暖化への対策を立案するための最も重要な科学的根拠となります。

海は、

を吸収し、急激な気候変動を和らげる巨大な緩衝材の役割を果たしていることがわかりました。

しかし、海の吸収能力には限界があり、酸性化や海水温上昇が進行すれば、取り返しのつかない事態を招くと懸念されています。海洋科学は、この限界点を見極め、国際的な気候変動対策を設計するための決定的なデータを提供しているのです。

食料とエネルギーの持続的確保

人口増加が続く世界において、海洋科学は持続可能な漁業とエネルギー利用の基盤です。

水産資源の分布や生産力は、海水温や海流の変化に敏感に反応します。科学的データを基に「どの海域でどれだけ獲っても再生するか」を算出することは、乱獲を防ぎ、食料の安定供給を実現するために不可欠です。

また、洋上風力発電や海底資源の利用においても、海底地形や海象の解析が活用されています。環境を守りながら経済価値を生み出すためには、高度な科学的知見が求められるのです。

巨大災害からの人命保護

地震、津波、大型台風といった自然災害から人命を守るためにも、海洋の監視と理解が欠かせません。

海底プレートの歪みを観測することで巨大地震や津波の発生リスクを評価したり、海面水温のデータから台風の進路や強さを予測したりすることは、避難計画の策定に直結します。観測網と数値モデルに基づく早期警戒システムは、災害発生時の被害を最小限に抑えるための社会的な盾となっているのです。

海洋科学の必要性が高まっているのは、

といった、人類の未来を左右する現実的な課題解決に直結しているからです。次の章では、実際に海洋科学を学ぶ方法を紹介します。*3）

海洋科学を学ぶ方法

【北極域研究船】

海洋科学を習得するためには、教室で学ぶ理論と、実際の海で学ぶ実践の同時進行が最も確実な近道です。学位の取得は重要な基盤ですが、海での観測経験や、膨大なデータを読み解く解析スキルを積み重ねることで初めて、現場で通用する実務能力が身につきます。

海洋科学を志す人や、教養として深めたい人が進むべき具体的な道筋について解説します。

大学での体系的な学習と基礎理論

専門家としてのキャリアを目指す場合、大学や大学院での学習が中心となります。海洋科学は総合科学であるため、物理・化学・生物・地質の基礎科目に加え、統計学やプログラミングを幅広く履修することが重要です。

進学先は海洋学部に限らず、理学部や工学部、水産学部など多岐にわたります。学部では広範な基礎を固め、大学院では特定の研究テーマを深めるのが一般的です。

特に重要なのは、異なる分野の知識を統合する力です。例えば、生物の研究であっても、水流（物理）や水質（化学）の知識がなければ正確な分析はできません。

自分の専門外の講義も積極的に受講し、自身の多角的な視点を養い、各分野のエキスパートとのつながりを構築することが不可欠です。

現場経験とインターンシップで実践を積む

海洋科学に関連する分野全般において、机上の学習だけでなく、研究船や沿岸でのフィールドワークの経験は極めて価値があります。実際の観測では、天候の変化と戦いながら、正確にデータを取る地道な作業が求められます。

アルゴフロートのような観測機器の運用や、新しい調査技術など、現場でしか学べない「生きた技術」や安全管理の実践的な方法は、就職後の即戦力として高く評価されます。多くの研究機関がインターンシップを提供しており、これらに参加することで、実際の業務を体験し、現役の研究者とネットワークを築くことができるのです。

データ解析スキルと継続的な自学

他の多くの研究分野でも言えることですが、現代の海洋科学においてもコンピュータを用いたデータ解析能力は必須スキルです。衛星画像やセンサーから得られるデータを処理するために、PythonやRといったプログラミング言語や、地理情報システム（GIS）の習得が推奨されます。

これらはMOOC（大規模公開オンライン講座）や公開データセットを利用して独学でも学習できます。また、研究機関の調査に市民が参加する「市民科学プロジェクト」などは、実務経験を得ながら海洋課題を理解する機会となります。

様々なデータを集め、解析ツールを使いこなすことで、見えなかった海の法則を発見する力が養われるのです。

海洋科学の学びは、理論と実践を行き来することで深まります。実際に海洋の研究機関で働くことを志す人なら、大学での体系的な知識をベースにしつつ、現場での実践的な経験と最新のデジタル技術を組み合わせることで、海という複雑な対象を理解し、実際の調査・研究の現場で活躍できる力が身につくでしょう。*4）

海洋科学とSDGs

【浜辺にあふれるマイクロプラスチック】

海洋科学とSDGs（持続可能な開発目標）は、地球システムの物理的な限界を正しく認識し、その範囲内で人類が繁栄し続けるための道筋を描く点で完全に合致しています。科学的データに基づく客観的な現状診断と予測は、目標を単なるスローガンで終わらせず、実効性のある政策や技術に変えるための指針となります。

海洋科学がSDGsの達成に特に貢献する３つの具体的な目標について解説します。

SDGs目標2：飢餓をゼロに

衛星による植物プランクトン量の測定や資源評価を駆使することで、海が魚を再生産可能な「限界点」を算出できます。これにより、科学的根拠に基づいた漁獲可能量（TAC）の設定が可能となり、乱獲を防ぎながら将来にわたるタンパク源の安定供給を確実にしているのです。

SDGs目標13：気候変動に具体的な対策を

海洋による熱や二酸化炭素の吸収プロセスを解明することで、気候変動予測の精度を向上させます。さらに、沿岸の海草などが炭素を隔離する「ブルーカーボン」※の能力を定量化することで、新たな温室効果ガス吸収源としての価値を確立し、脱炭素社会への具体的な選択肢を増やしています。

SDGs目標14：海の豊かさを守ろう

海洋の酸性化や貧酸素化といった目に見えにくい環境悪化を数値化し、生態系サービスの損失リスクを評価します。この客観的なデータは、海洋保護区（MPA）の指定や漁業規制といった政策決定に対し、社会的な合意形成を得るための強力な根拠（エビデンス）となっているのです。*5）

>>SDGsに関する詳しい記事はこちらから

まとめ

【地球深部探査船「ちきゅう」】

海洋科学は、物理・化学・生物・地質を総合的に解き明かし、気候変動対策や資源管理に不可欠な「科学的根拠」を与える、いわば地球の羅針盤です。特に重要なのは、「観測・評価・管理」という一連の循環が、政策決定や産業活動の実行力を大きく左右するという点です。

2025年現在、全球的な観測網の拡充や洋上投資が進み、海の「可視化」が急速に進んでいます。同時に、国際海底機構（ISA）による深海採掘のルール議論や、2030年までに世界の海の30％を保護区にする「30by30」目標の実現に向けた動きが加速しており、海洋科学が示す科学的根拠は、政治的な決断や経済活動の方向性を決定づける最も重要な判断材料となっています。

しかし課題も浮き彫りになっています。観測データの地域間格差や、発展途上国における技術・資金の不足により、情報の不均衡が生じているのです。持続可能な未来を実現するためには、技術革新だけでなく、

なども欠かせません。海は物理的に一つにつながっており、特定の国や企業の利益を超えた透明性のある管理が求められるのです。

私たち個人も、日々の賢明な消費選択や地域活動を通じて、この大きな流れに参加することができます。あなたは最近、海の変化を肌で感じたことはあるでしょうか？

海は遠い存在ではなく、私たちの生活そのものを支える、切っても切れない存在です。科学的知見を活かしたアクションを堅実に進めることが、未来の海を守る大きな力になるのです。*6）

＜参考・引用文献＞
*1）海洋科学とは
文部科学省『海洋科学技術に係る研究開発計画』(2019年1月)
JAMSTEC国立研究開発法人海洋研究開発機構『海洋の科学』
Wikipedia『海洋科学』
気象庁『ARGO（アルゴ）計画』
東京大学大気海洋研究所『海洋研究の歴史』
*2）海洋科学は具体的に何を研究するのか
東京大学『南鳥島レアアース泥・マンガンノジュールを開発して日本の未来を拓く』（2024年6月25日）
JAMSTEC『熱水発見や進化論着想の舞台ガラパゴスのリアル』（2024年5月31日）
旭硝子財団『平成８年度（第５回）ブループラネット賞受賞者記念講演会　講 演 録』（1996年11月1日）
東京大学大学院 理学系研究科『海洋大循環』
JOGMEC『南鳥島海域のレアアース泥に関する勉強会報告書』（2013年11月）
*3）海洋科学はなぜ必要なのか
IPCC『気候変動に関する政府間パネル 海洋と雪氷圏の変化に関する特別報告書』(2019年)
内閣府『海洋に関わる科学的知見の貢献事例(概要版)』(2023年)
水産庁『令和5年度 水産白書 今後の海洋環境の変化への対策』(2024年6月)
国連環境計画『Ocean and Marine Resources』(2023年)
JST『戦略目標「海洋と炭素の関係性解明と機能利用」』(2024年)
*4）海洋科学を学ぶ方法
東海大学『海洋学部 学部・学科紹介』(2025年閲覧)
JAMSTEC『研究開発体制』
JMOOC『海から考えるこの星の未来：海洋学への誘い』(2015年)
PADI『海と環境を守るキャリア』(2025年)
日本海洋学会『海洋学をより深く学びたい！』(2022年)
*5）海洋科学とSDGs
FAO『The State of World Fisheries and Aquaculture 2024』(2024年)
IPCC『気候変動に関する政府間パネル 海洋と雪氷圏の変化に関する特別報告書』(2019年)
国連広報センター『SDG報告書2023』(2023年)
UNEP『Blue Carbon: A Healthy Ocean’s Role in Fighting Climate Change』(2023年)
UNESCO IOC『国連海洋科学の10年 持続可能な開発のために』(2021年)
*6）まとめ
IPBES『生物多様性と生態系サービスに関する地球規模評価報告書』(2019年)
Copernicus Marine Service『State of the Ocean Report』(2023年)
Global Carbon Project『Global Carbon Budget 2023』(2023年)
OECD『The Ocean Economy in 2030』(2016年)
The Nippon Foundation『Ocean Nexus Program』(2023年)