海の 水は、1リットルに しおなどの とけた ものが やく35グラム はいって います［2］。かわの 水は、世界の へいきんで 1リットルに やく0.12グラムです。1円玉（1グラム）の 8ぶんの 1くらいです［1］。海は、かわの 300ばいくらい こいです。

かわの 水が しょっぱく ないのは、うすい からです。でも、ゼロでは ありません。雨が 岩を ちょっとずつ とかして、その とけた ものが かわに はいり、海へ はこばれて いきます［2］［3］。

かわは 毎日 海に 水を 入れつづけて います。それなのに、海は どうして あふれ ないのでしょうか。

海の水と川の水を、溶けているものの量で比べます。アメリカ地質調査所（USGS）の説明では、海水には1キログラムあたり約35グラム（約3.5%）の塩分が含まれます［2］。世界の川の平均は、1963年の論文で、1リットルあたり約0.12グラム（0.012%）とされています［1］。海水は川の水の約300倍、濃いです。

川の水に塩味がほとんどないのは、薄いからです。でも、ゼロではありません。同じ論文は、世界の川が1年に海へ運ぶ溶けた物質を約39億トンと見積もっています［1］。川が運ぶ成分の出どころは陸の岩です。雨水は空気中の二酸化炭素を少し溶かして弱い酸性になり、岩を少しずつ分解して、成分を水に溶かしだします。それが川に集まって海へ流れます［2］［3］。海底の熱水がふき出す場所や、海底火山も、海に成分を足しています［3］［2］。

川は海に水を足し続けています。それなのに、海はあふれません。水はどこへ出ていくのでしょうか。

ここでいう「塩」は、食卓の食塩だけでなく、水に溶けている成分（イオン）の全体をさす。アメリカ地質調査所（USGS）の説明では、海水の塩分は平均で約35‰、重さで約3.5%だ［2］。リビングストン（Livingstone）が1963年にまとめた世界の川の平均は、溶けている成分の合計が約120ppm（0.012%）だ［1］。海水は川の水の約300倍濃い。

川の水に塩味がほとんどないのは、この薄さのためだ。ただ、ゼロではない。同じ論文は、世界の川が1年に海へ運ぶ溶けた物質を約39億トンと見積もっている［1］。川が運ぶ成分の出どころは陸の岩だ。雨水は空気中の二酸化炭素を少し溶かして弱い酸性になり、岩を化学的に分解して、成分をイオンとして水に移す。それが小さな流れから大きな川に集まり、海に着く［2］［3］。海底の熱水の噴き出し口や海底火山も、海に成分を足している［3］［2］。

川は、水を海へ足し続けている。それなのに、海はあふれない。水はどこへ出ていくのか。

海の 水は、おひさまに あたためられて じょうはつして、空へ のぼって いきます。せんたくものが かわく とき、水が 空気の 中へ きえて いくのと おなじです。

1年に 海から 空へ のぼる 水は、かわが はこんで くる 水の 10ばい くらい あります［4］［5］。だから、海は あふれません。

ここが 大じな ところです。空へ のぼるのは 水だけで、しおは のぼれません。海に のこります。

出口の ない みずうみでは、これが もっと はっきり 見えます。死海（しかい）は、かわが 入って くるのに 水の 出口が ない みずうみで、しおの こさが 海の 10ばいぐらい あります。人が ぷかぷか うくほど、水が こいのです［6］。

この ことを 300年ぐらい 前に 本に 書いた 人が います。つぎの 章で あいに いきましょう。

国土交通省の資料では、世界の年降水量は約57.7万立方キロメートルです。そのうち陸の上が約11.9万で、陸に降った分の約7.4万は蒸発し、残る約4.5万が川や地下水として海へ流れ出ます［4］。海の上に降るのは、差し引きで約45.8万になります（日本海事広報協会は「約46万」と書いています［5］）。

出入りが釣り合っているとすると、海は年に約50万立方キロメートルの水を空へ返している計算になります（海に降る約46万＋川から入る約4.5万）。これは資料の数字を足した推定で、資料が直接示す値ではありません。川が運ぶ水は、その約1割です。海があふれないのは、川から入った分を、蒸発が空へ返しているからだと考えられます。

蒸発で空へ出ていくのは水だけで、塩は海に残ります。川は流れこむのに、水の出口が蒸発しかない湖も、同じ理由で塩辛くなります。死海は出口の川がない湖で、塩分は約34%（2011年）と、海の約10倍あります［6］。1715年のハレーは、海と、こうした湖を、同じ理由で説明しました［7］。

国土交通省の資料では、世界の年降水量は約57.7万km³、そのうち陸上が約11.9万km³で、陸に降った分の約7.4万km³は蒸発散で失われ、残る約4.5万km³が表流水・地下水として流出する［4］。海の上に降る分は、差し引きで約45.8万km³になる（日本海事広報協会は「約46万km³」［5］）。

出入りが釣り合っているとすれば、海は年に約50万km³の水を空へ返している計算になる（降水約46万＋川から入る約4.5万）。これは資料の数字を足した推定で、資料が直接示す値ではない。川が運ぶ水は、海から蒸発する水の約1割にあたる。川から水が入り続けても海があふれないのは、この蒸発が出口になっているからだと考えられる。

蒸発で空へ出ていくのは水だけで、溶けていた塩は海に残る。同じ理屈は、出口のない湖に、もっとはっきり出る。死海は、川が流れこむのに出口の川がなく、水は蒸発でしか出ていかない。塩分は約34%（2011年）で、海の約9.6倍にあたる［6］。1715年のハレーは、海と、こうした出口のない湖の塩辛さを、同じ理由で説明した［7］。

1715年、ハレーと いう 星の 学者が、こう 考えました。「かわは しおを はこぶ。海の 水は じょうはつしても、しおは のこる。それなら、海の しおの りょうを、かわが 1年に はこぶ りょうで われば、海が できてから 何年か わかる はずだ」。

ハレーは、計算に つかう 数字を もって いませんでした。180年ぐらい あとに、ジョン・ジョリーと いう 学者が、ほんとうに 計算しました。ジョリーは、「海は さいしょ 真水で、かわが はこんだ しおだけが たまった」と 考えて いました［10］。こたえは、8千万年から 1おく年 ぐらいでした。ところが 地球の としは、およそ 45おく年です。こたえは 50ぶんの 1でした。

計算の どこが まちがって いたのでしょうか。まず、「海は さいしょ 真水だった」から しらべて みましょう。

1715年、彗星の研究で知られる天文学者ハレーは、王立協会の論文集に、海の塩辛さの原因と、それを使って世界の年齢を見つける提案を書きました。川は塩の粒を運び、海から蒸発するのは塩の混じらない水だけだから、海の塩は増え続けます。昔と今の塩辛さを比べれば、増える速さがわかる、という考えです［7］［8］。

ハレーには、昔の測定値も、川が運ぶ塩の量のデータもありませんでした。実際に計算した人が現れたのは、180年ほどあとです。アイルランドの地質学者ジョン・ジョリーは、1890年代の終わりに、川が1年に海へ運ぶナトリウムの量を求め、海全体のナトリウムの量をそれで割りました。海は最初は真水で、川が運んだナトリウムだけが積もった、という前提の計算です［10］。答えは8千万〜1億年ほどになりました［9］［10］。

いまの地球の年齢は、約45億4千万年とされます［11］。ジョリーの答えは、その約50分の1でした。のちに、同じ方法を200年近く前にハレーが提案していたことが指摘されました（1910年）［9］。計算のどこがずれたのでしょうか。前提は二つあります。海は本当に真水から始まったのでしょうか。そして、川が運んだ塩は海に積もる一方なのでしょうか。まず、海の始まりから見ていきましょう。

1715年、彗星の研究で知られる天文学者エドモンド・ハレーは、王立協会の論文集に短い報告を出した。題名は、海と、川の出ていかないいくつかの湖が塩辛い原因についての報告、そしてそれを手がかりに世界の年齢を見つける提案、といった意味になる［7］。川は塩の粒を運び、海から蒸発するのは塩の混じらない水だけだから、塩は増え続ける。ならば、昔と今の塩辛さを比べれば増える速さがわかり、海の年齢がわかる。結果を見るのは後の世代になる、という趣旨のことも書いている［8］。

ハレーには、昔の測定値も、川が運ぶ塩の量のデータもなかった。実際に計算したのは、アイルランドの地質学者ジョン・ジョリーだ。1890年代の終わりに、大英帝国各地の川の水の成分を集め、川が1年に海へ運ぶナトリウムの量を求めて、海全体のナトリウムの量をそれで割った［10］。海はもともと真水で、川が運んだナトリウムだけが積もった、という前提の計算だ［10］。答えは、8千万〜1億年ほどだった。資料によって、8千万〜9千万年［9］、9千万〜1億年［10］と書かれている。

地球の年齢は、地球最古の鉛鉱石と隕鉄の鉛同位体の比から、約45億4千万年とされる［11］。ジョリーの答えは、その約50分の1だった。同じ方法を約200年前にハレーが提案していたことは、1910年に指摘されている［9］。

割り算の形は単純だ。ずれたのは、割り算の前に置いた前提のほうだった。前提は二つある。海は本当に真水から始まったのか。そして、川が運んだ塩は海に積もる一方なのか。前者から見ていく。

ジョリーは、「海は さいしょ 真水で、かわが はこんだ しおだけが たまった」と 考えて 計算しました。でも、それは ほんとうでしょうか。

1951年、ルービーと いう アメリカの 学者が、海の しおの ざいりょうを かぞえなおしました。しおの おもな ざいりょうは、ナトリウムと えんそです。ナトリウムは、岩から とけて きます。ところが えんそは、岩から とけて くる りょうでは ぜんぜん たりません。1951年の ルービーの 見つもりでは、岩から くるのは、ぜんぶの 50ぶんの 1ぐらいでした［21］。

のこりの えんそは、どこから きたのでしょうか。ルービーは、地球の うちがわから、火山や 温泉おんせんを とおって 出て きた ガスだと 考えました［21］。火山の ガスには、えんそを ふくむ えんかすいそという ガスも まじって います［25］。この ガスは 水に よく とけて、雨を すっぱく する ことも あります。

ルービーは、ナトリウムは 岩から、えんその たりない ぶんは 地球の うちがわから 来たと 考えました。「かわが はこんだ だけ」では なかった、と いう ことです。

では、火山の ガスが とけた さいしょの 海は、すっぱい 水 だったのでしょうか。

ジョリーの計算は、海がもともと真水で、川が運んだ塩だけが積もったと考えていました［10］。この前提を疑ったのが、アメリカの地質学者ウィリアム・ルービー（William W. Rubey）です。1951年、アメリカ地質学会の会長を退くときの講演で、海の水の歴史を、量の収支から考え直しました［21］。

ルービーは、水や塩素、硫黄など、気体になりやすい物質を数えました。いまの海や空気にある量と、昔の海でできた岩石に閉じこめられた量を足して、地上の岩石が風化して出せる量を引きます。塩素は、全部で約306あるうち、風化で説明できるのは約5、つまり約2%だけでした。ここで大事なのは、岩の風化だけでは塩素が足りない、ということです。硫黄は約8割、水はほぼ全部が、風化では説明がつきませんでした［21］。1951年当時のデータによる見積もりなので、数字は今の研究と同じとは限りません。

足りない分の比は、火山や温泉から出るガスの成分の比によく似ていました。ルービーは、地球の内側から上がってきたガスが、海や空気の材料だと考えました［21］。火山ガスは、水蒸気、二酸化硫黄、硫化水素、二酸化炭素などが主成分で［26］、塩化水素も含まれます。塩化水素は水によく溶けて、酸性雨の原因にもなります［25］。

ルービーの考えでは、海の塩の二大成分は、出どころが分かれます。ナトリウムは岩の風化でまかなえるとみて、足りない塩素などの出どころを、地球の内側から出てきたガスに求めました。USGSの入門ページは「海の塩は陸の岩から来る」と説明しつつ、海底火山も塩を供給すると書いています［2］。

いつ出てきたのかは、少しずつだったのか、早い時期に多くが出たのか、意見が分かれてきました。ルービーは酒飲みにかけて、最初から全部あったと考える人を「一気に派」、少しずつ増えたと考える人を「ちびちび派」と呼び分けています（原文は quick soaks と slow soaks）。本人の考えは、ちびちび派に近かったです［21］。

これで、ジョリーの前提のひとつがくずれます。海は、川が運んだ塩だけが積もってできた水ではありませんでした。では、火山ガスなどの塩素が溶けこんだ最初の海は、強い酸の海だったのでしょうか。

ジョリーの割り算は、海がもともと真水で、川が運んだ塩だけが積もったという前提に立っていた［10］。この前提を数字で疑ったのが、アメリカの地質学者ウィリアム・ルービー（William W. Rubey）だ。1951年、アメリカ地質学会の会長を退くときの講演で、海水の歴史を、物質の収支から考え直した［21］。

ルービーが数えたのは、水・二酸化炭素・塩素・窒素・硫黄など、蒸発しやすい物質だ。いまの海と大気にある量に、昔の海でできて堆積岩に閉じこめられた量を足し、そこから、地殻の岩石が風化して出せる量を引く。いまの海と大気にある量に、堆積岩に閉じこめられた量を足すと、塩素は約306（10²⁰g単位）になる。風化でまかなえるのは約5、つまり約2%にすぎない。硫黄は合計28のうち風化では22が説明できず、約8割。水はほぼ全部が足りなかった［21］。1951年当時のデータによる見積もりで、数字は今の研究と同じとは限らない。大事なのは、塩素が岩の風化だけでは足りない、という向きだ。

足りない物質の量の比は、火山や噴気孔、温泉から出るガスの成分の比に似ていた。ルービーは、地球の内側から上がってきたガスが、海と大気の材料だと考えた［21］。いまの火山ガスも、水蒸気、二酸化硫黄、硫化水素、二酸化炭素などが主成分で［26］、塩化水素などの水素ハロゲン化物を含む。塩化水素は水によく溶け、酸性雨の原因にもなる［25］。

そこで、海の塩の二大成分は出どころが分かれる、という見方になる。ルービーは、ナトリウムなどは岩の風化でまかなえるとみて、足りない塩素などの出どころを、地球の内側から出てきたガスに求めた。USGSの入門ページは「海の塩は陸の岩から来る」と説明しつつ、海底火山も塩を供給すると書いている［2］。ルービーの見積もりに従えば、この一言の説明だけでは、塩素の大半は説明できない。

出てきた時期は、少しずつか、早い時期にまとめてか、議論が続いてきた。ルービーは、全部が最初からあったと考える人を「一気に派（quick soaks）」、少しずつ足されたと考える人を「ちびちび派（slow soaks）」と、酒飲みにかけて呼び分けた。本人は、ちびちび派に近く、最初の大気と海に一度にあった量は、総量のごく一部だと考えた［21］。

これで、ジョリーの前提のひとつは崩れる。海は、川が運んだ塩だけが積もった水ではない。では、火山ガスなどの塩素が溶けこんだ最初の海は、強い酸の海だったのか。

「さいしょの 海は すっぱい 水で、それが 岩に ふれて、いまの しおみずに なった」と 書いて ある 本や ページは おおいです［27］。火山の ガスの えんかすいそが 雨に とけたから だと いいます。すっぱい 水が 岩に ふれると、すっぱさが へって、かわりに ナトリウムなどが 水に とけだして きます。この ことを ちゅうわと いいます。

ところが、ルービーは、ぜんぶの えんそが さいしょの 海に とけて いたら、とても つよい すっぱさに なる と 計算しました。でも、それを 岩で へらして いくには、岩が ずっと たくさん ひつような のに、ふるい 岩の 中には それらしい あとが 見つかりません。だから、そんな 海は なかった のでは ないかと 考えました［21］。

そのあとの けんきゅうでは、「つよい さんの 海は なかった」と 書く 人が います［22］。かわりに、空気の 中の 二酸化炭素にさんかたんそで、すこしだけ すっぱい 海だった かもしれない、と いう 計算が あります［23］［24］［29］。その すっぱさは、岩が とけて いく うちに、だんだん へって いった と いいます。ただし、むかしの 海が どのくらい すっぱかったかは、けんきゅうに よって ちがいます［24］。

ここまでの ことから、海の しおは、かわが はこんだ だけでは なくて、地球の うちがわから 来た えんそも ざいりょうに なって いる らしい、と いえます。

では、できた しおは、海に たまりつづけるのでしょうか。ジョリーの まちがいの もう ひとつを 見に いきましょう。

海の成り立ちには、よく紹介される説明があります。火山ガスの塩化水素などが雨に溶けて、最初の海は酸性でした。その酸性の海水が岩石を溶かして中和され、ナトリウムなどが海に溶けだして、いまの塩水になった、という筋書きです［27］。「中和」は、酸が岩の成分と反応して、酸の性質が弱まることです。そのとき、ナトリウムやカルシウムなどが水に溶けだすことがあります。塩素は、水の中にそのまま残ります。

ただ、この「強い酸性の海」の部分には、専門の資料に異論があります。ルービーは、塩素などが全部最初の海に溶けていたと仮定して計算し、pHは約0.3という強い酸性になると求めました。ところが、その海を岩で中和するには、地球の歴史で風化した量より多くの岩石が必要になり、初期の地層に石灰岩が大量に見つからないことも合いません。そこで、そんな海はありそうにない、と考えました［21］。

2010年の総説は、塩酸と硫酸の海はなかった、海が生きものにすめるころには、pHは今の海のようにほぼ中性だった、と書いています［22］。強い酸の海への異論です。一方、二酸化炭素が多かった時代の海が、弱い酸性だった可能性は、別の計算に出てきます。2025年の研究は、海ができた直後のpHは約5で、岩石の風化が速かったため、約40億年前までに中性へ上がったとしています［29］。約40億年前のpHは、2017年の研究が約6.5〜7.0、2018年の別の研究が約6.6（誤差を含めて約6.2〜7.2）と見積もりました。この二つの計算は、低めだった理由を、大気中の二酸化炭素の多さに置いています［23］［24］。ただし、昔の海のpHの推定は、強い酸性からアルカリ性まで研究によって幅があり、海ができた直後の値は今も議論が続いています［24］。

ここまでをまとめると、「強い塩酸・硫酸の海が中和されて塩水になった」という筋書きには異論があります。一方、「二酸化炭素でやや酸性だった海が、岩石の風化で中性に近づいた」という筋書きは、最近の計算に出てきます。塩素の出どころについては、ルービーは、風化だけでは説明しきれず、火山ガスなど地球の内側からの供給が必要だと考えました。

では、こうしてできた塩は、海にたまり続けるのでしょうか。ジョリーの前提のもうひとつを調べましょう。

海の成り立ちには、よく紹介される説明がある。火山ガスの塩化水素が雨に溶けて、最初の海は酸性だった。その酸性の海水が岩石を溶かして中和され、ナトリウムなどが溶けだして、現在の塩水になった、という筋書きだ［27］。中和は、酸が岩と反応して減り、かわりにナトリウムやカルシウムなどが水に溶けだすことをいう。塩素は、イオンとして水に残る。ナトリウムと塩素が食塩の結晶になるのは、水が蒸発したときだ。

ただ、専門の資料では、この筋書きの「強い酸性の海」の部分に異論がある。ルービーは、塩素・フッ素・臭素などがすべて最初の海に溶けていたと仮定して計算し、pHが約0.3という強い酸性になると求めた。ところが、その海が岩石を溶かして中和していく道すじをたどると、地質の歴史全体で風化してきたと考えられる量より多くの岩石が必要になる。初期の地層に大量の石灰岩があるはずなのに、記録にはそれも見当たらない。ルービーは、この「濃い原始大気」の仮説を、ありそうにないとした［21］。

2010年の総説（Sleep）は、もっとはっきり書く。玄武岩などの岩石との反応から考えると、塩酸と硫酸の海（HCl–H₂SO₄ ocean）はなかった。海が生きものにすめるようになるころには、pHは現在の海のようにほぼ中性だった［22］。これは強い酸の海への異論で、弱い酸性だった可能性まで否定するものではない。別の計算では、二酸化炭素が多かった時代の海は、むしろ弱い酸性だったとされる。2025年のモデル研究は、ハデアン（約40億年前より前）の海のpHは約5から始まり、岩石の風化が速かったため、約40億年前までに中性へ上がったとする［29］。太古代のはじめ（約40億年前ごろ）のpHは、2017年の研究で約6.5〜7.0［23］、2018年の研究で約6.6（誤差を含めて約6.2〜7.2）だ［24］。この二つは、pHが低めだった理由を、強い酸ではなく大気中の二酸化炭素の多さに置く。ただし、昔の海のpHの推定は、強い酸性からアルカリ性まで研究によって幅があり［24］、海ができた直後の値は今も議論が続いている。

ここまでをまとめると、「強い塩酸・硫酸の海が中和されて塩水になった」という筋書きには異論がある。一方、「二酸化炭素でやや酸性だった海が、岩石の風化で中性に近づいた」という筋書きは、最近の計算に出てくる。塩素の出どころについては、ルービーは、風化だけでは説明しきれず、火山ガスなど地球の内側からの供給が必要だと考えた。

では、こうしてできた塩は、海に積もり続けるのか。ジョリーの前提のもうひとつを調べる。

ジョリーの もう ひとつの まちがいは、「かわが はこんだ しおは、ぜんぶ 海に のこって、ふえつづける」と 考えた ところです。でも 本当は、海から でて いく しおも あります［10］。

たとえば、おみせに たとえて みましょう。お客さんが 入って きます。おなじ くらい 出ても いきます。おみせの 中の 人数は かわりません。ずっと いすわる お客さんも いれば、すぐ 出て いく お客さんも います。ただし 本当は、しおの せいぶんは 人では なくて、とても 小さな つぶです。

海の 中では、水は 3千年ぐらいで 空へ でて いきます。ところが ナトリウムという しおの せいぶんは、5千万年ぐらいも 海に いすわります［12］。1万ばいより もっと 大きな ちがいです。ジョリーの こたえは、地球の としでは なくて、この いすわる 時間に ちかかったのです［10］。

かわの 水と 海の 水は、とけて いる ものも ちがいます。かわには、岩から とけた カルシウムが おおく ふくまれています。海は、ナトリウムと えんそが おおいです。カルシウムは、岩や 生きものの からだの かけらに なって 海から 出て いきやすく、ナトリウムと えんそは 海に のこりやすいです［13］。えんそは、ルービーの 考えでは、岩から とけた だけでは たりず、火山の ガスなど 地球の うちがわからも 来ました［21］。

しおの こさは、ふえつづけた わけでは なさそうです。むかしの 海が いまより こかった ころが あった、と 見つもる けんきゅうも あります［28］。

では、かわの 水は、海に 入る ところで どうなるのでしょうか。

ジョリーの計算のもうひとつの前提は、川が運んだ塩はすべて海に残り、増え続ける、というものでした。でも実際には、ナトリウムなどは、鉱物になって沈んだり、波しぶきになったりして、海から出ていくことがあります［10］。USGSも、海の生きものに取り除かれる成分があると説明しています［2］。

成分が海に入る量と出ていく量が釣り合っているとき、その成分が海にいる平均の時間を「滞在時間」といいます。海洋学の教科書では、ナトリウムが約5,500万年、塩化物イオンが約8,700万年、水の分子は約3,100年です［12］。同じ海の中でも、水は数千年で入れかわるのに、ナトリウムは数千万年です。1万倍以上のちがいがあります。数字は資料で差がありますが、ジョリーの答えは、ナトリウムの滞在時間に近いです［10］。地球の年齢のつもりで出した数字は、海でナトリウムが過ごす時間に近かったわけです。

いまの数字で同じ計算をしても、5千万年ほどになります（概算。海の水の量、ナトリウムの割合、川の水の量とナトリウム濃度は、下の出典の値を使いました）。

川の水と海の水の顔ぶれも、まったくちがいます。川の水は、溶けているものの約半分が炭酸水素イオンで、次に多いのがカルシウムです［1］。海水では、塩化物イオン（塩素）とナトリウムで約85%を占め［3］、炭酸水素イオンは1%に届きません［13］。カルシウムは沈殿しやすく、生きものにも取りこまれて、海から比較的早く出ていきます。ナトリウムと塩素は、取り除くしくみが少なく、海に居座ります［13］［2］。海の水は、川の水をただ濃くしたものではありません。出ていきやすいカルシウムは薄く、居座るナトリウムと塩素が濃いのです。しかも塩素は、ルービーの考えでは、風化だけでは説明しきれず、地球の内側からの供給が必要でした［21］。

塩の出口は、ほかにもあります。昔の海水が干上がってできた厚い岩塩の地層が世界にあり、ナトリウムなどが海から大量に出ていくことがあるとわかります［10］。塩素の量から昔の塩分を見積もった研究は、古生代の海は今より濃く、その後、新しくできた海に塩がとられて下がってきたと考えます［28］。地球の最初のころは今の1.5〜2倍だったろうという総説もあります［22］。数字は研究で差がありますが、川が運んだ塩がゼロから積もり続けた、という読み方には合いません。

では、成分のちがう二つの水は、出会う場所で、どうなるのでしょうか。

ジョリーの計算のもうひとつの前提は、川が運んだ塩はすべて海に残り、増え続ける、というものだった。実際には、ナトリウムなどの成分は、鉱物の沈殿や波しぶき（海塩粒子）などで海から出ていく［10］。USGSも、海の生物に取り除かれる成分があると説明している［2］。

出入りが釣り合っている（定常状態）と仮定して、成分ひとつが海にいる平均の時間を、滞在時間という。「量 ÷ 出入りの速さ」で求める。海洋学の教科書には、ナトリウムが約5,500万年、塩化物イオンが約8,700万年、水の分子が約3,100年とある［12］。同じ海の中で、水は数千年で入れかわり、ナトリウムは数千万年とどまる。1万倍以上のちがいだ。数字は資料でずれるが、ジョリーの答えは、ナトリウムの滞在時間に近い［10］。地球の年齢を測ったつもりが、ナトリウムが海で過ごす時間に近い数字を出していた。

今の数字で、ジョリーと同じ割り算をしてみる。海水の量は、地球の水約14億km³の約97.5%［4］から約13.7億km³。密度を約1.025とすると、重さは約1.4×10²¹kg。ナトリウムは塩分の30.6%［13］、つまり海水1kgに約10.7gなので、総量は約1.5×10¹⁹kgになる。川が運ぶ水は年に約4.5万km³（約4.5×10¹⁶kg）［4］、ナトリウム濃度は6.3ppm［1］だから、年に約2.8×10¹¹kgを運ぶ。割ると、約5,300万年。川の水には、雨に混じって海から戻った塩も含まれる［1］ので大まかな計算だが、ジョリーの数字と同じ程度で、滞在時間の教科書の値とも近い。

川の値は、リビングストンの平均（各成分のppm÷合計約120ppm）［1］、海水の値は主な成分の重さの割合［13］から求めた。川の水にはシリカ（ケイ素の化合物）も約11%含まれるが、表からは省いた。

川の水の主役は、岩から溶けたカルシウムと炭酸水素イオンで、海水の主役はナトリウムと塩化物イオン（塩素）だ。カルシウムは沈殿しやすく、生物にも取りこまれて、海から比較的早く出ていく。ナトリウムと塩素は、海から取り除くしくみが少なく、居座る［13］。海水魚も、腸の中で炭酸カルシウムや炭酸マグネシウムを白い沈殿にして出しており、その量は海全体の炭素の出入りの3〜15%にあたるという試算がある［14］。海の水は、川の水をただ濃くしたものではない。出ていきやすいカルシウムは薄く、居座るナトリウムと塩素が濃い。しかも塩素は、ルービーの考えでは、風化だけでは説明しきれず、地球の内側からの供給が必要だった［21］。

塩の出口は、ほかにもある。昔の海水が干上がってできた厚い岩塩の地層が世界各地にあり、ナトリウムなどが大量に海から出ていくことがあるとわかる［10］。塩素の量から過去の塩分を見積もった研究では、古生代の海は今より濃く（40‰台後半〜50‰台前半の見積もり）、その後、中生代に大西洋などの新しい海に塩がとられて、塩分が下がってきたと考える［28］。初期の海は今の1.5〜2倍の塩分だったろう、という総説もある［22］。数字は研究によって差があるが、川が運んだ塩がゼロから積もり続けた、という読み方には合わない。ルービーも、海水の組成は長い間ある限られた範囲で変わってきたと考え、いちばんの問題は、それがなぜこれほど長く、ほぼ一定に保たれたのかだと書いた［21］。

では、成分のちがう二つの水は、出会う場所でどうなるのか。

かわと 海の 水は、出会った とたんに 「海」に なる わけでは ありません。まざりあう 場所が あって、そこを 汽水域きすいいきと よびます［15］。

海の 水は、かわの 水より おもいです。だから、おもい 海の 水が 下に もぐりこみ、かるい かわの 水が 上を ながれる ところが あります。「しおみず くさび」と いいます。あぶらが 水の 上に うくのと、すこし にて います。ただし 本当は、あぶらと 水は まざらないけれど、しおみずと 真水は ゆっくり まざります［15］。

しおが みちる と、海の 水が かわを さかのぼります。しおが ひくと、もどります［16］。だから、かわと 海の さかいめは、線では なくて、しおと いっしょに うごく おびの ようなものです。しおが みちたり ひいたり する わけは、「しおは、なぜ みちひき するのか」を 見て みましょう。

この おびの 中には、マハゼの ように くらす 魚も います。「マハゼは、なぜ よごれた 水に いるのに 上品な あじが するのか」にも 出て きます。

国土交通省の技術基準は、川から海に移り変わる場所を、いくつかに分けています。川の水と海水が混ざる部分を「汽水域」といい、塩分が0.5〜30‰の範囲の水域です。川の河口から、潮の満ち引きで水位が変わる区間を「感潮区間」、塩水がさかのぼる区間を「塩水遡上区間」といいます［15］。国土技術政策総合研究所の用語解説も、満潮のときは塩水が川をさかのぼって流れが変わり、干潮になると元に戻る、と説明しています［16］。川と海の境目は、線ではなく、潮とともに動く帯です。潮が満ち引きするしくみは、「潮は、なぜ満ち引きするのか」で書きました。

川の水と海水は、重さがちがいます。潮の力が弱く、川の水の量が多い川では、下に海水がくさびの形でもぐりこみ、その上を川の水が流れて、二つの間にはっきりした境目ができます。これが「塩水くさび」（弱混合型）です。技術基準は、潮位の変動が小さい日本海側の、流量の大きい川に多いと書いています。東日本の太平洋側は、境目が斜めになる緩混合型が多いです。太平洋側の内海に流れこむ川は、潮位の変動が大きく、上下によく混ざる強混合型が多いです［15］。

汽水域は、川の魚と海の魚の通り道にもなります。汽水域にすむマハゼの話は、「マハゼは、なぜ汚れた水にいるのに上品な味がするのか」にあります。

国土交通省の河川砂防技術基準（調査編）は、川から海へ移り変わる区域を区別している。汽水域は、川の水と海水がまじり合う部分で、塩分はおよそ0.5〜30‰の範囲にある。感潮区間は、河口から潮の満ち引きで水位が上下する区間。塩水遡上区間は、河口から塩水が川をさかのぼってくる区間だ［15］。国土技術政策総合研究所の用語解説も、満潮時に塩水が遡上して川の流れが変わり、干潮時に元に戻ると説明する［16］。川と海の境目は線ではなく、潮とともに動く帯になる。潮汐そのもののしくみは、「潮は、なぜ満ち引きするのか」で書いた。

淡水と海水は密度がちがい、混ざり方は、潮で出入りする水の量（タイダルプリズム）と、その間に川から流れこむ水の量の比で決まる。潮の力が弱く川の水量が多いと、下層にくさび状に遡上した塩水の上を淡水が流れ、間に明瞭な界面ができる。これが塩水くさび（弱混合型）で、技術基準は、潮位変動が小さい日本海側の、流量の大きい川に多いとしている。東日本の太平洋側は、塩分の等値線が斜めになる緩混合型が多い。太平洋側の内海に流入する川は、潮位変動が大きいため、鉛直方向によく混ざる強混合型となる場合が多い［15］。

同じ「川が海に入る」でも、川の水の量、潮の大きさ、海の形で、混ざり方が変わる。汽水域は、川の魚と海の魚の通り道でもある。この帯にすむマハゼは、「マハゼは、なぜ汚れた水にいるのに上品な味がするのか」で書いた。

秋に なると、サケが 海から かわへ もどって きます。9月から 12月ごろ、生まれた かわを さかのぼります［17］。生まれた 子どもの サケは、つぎの 年の 春に かわを くだって 海へ 出ます［17］。

ここに ふしぎが あります。かわの 水は うすくて、海の 水は こいです。サケの 体の 中の しおの こさは、かわの 水より こく、海の 水より うすいです。

かわの 中では、水が 体に 入りすぎる ので、うすい おしっこを たくさん 出します。海の 中では、水が 体から ぬけて いく ので、海の 水を のんで、えらから しおを 出します［14］。サケは この 2つの やりかたを きりかえて、かわでも 海でも 生きて いけるのです。

かわと 海の あいだには、汽水域きすいいきの おびが あります。その おびを、サケは 体で とおりぬけて います。

水産研究・教育機構によると、シロザケ（ふつう「サケ」と呼ぶ魚）は9〜12月に北日本の沿岸へ来て、川をさかのぼります。ふ化した稚魚は、翌年の3〜5月に川を下って海へ出ます。戻ってくる主な群れは4年魚です［17］。海に出た稚魚は、沿岸で1〜2か月ほど育ってから、遠い海へ向かいます［18］。

川の水と海の水は、こんなにちがいます。サケのような真骨魚類は、川でも海でも、体液の濃さをおよそ海水の3分の1に保ちます。川の水よりずっと濃く、海水より薄いです［14］。

川の中では、体の外のほうが薄いので、水が体に入りこみます。そこで薄い尿を大量に出し、エネルギーを使って鰓から塩を取りこみます。海の中では逆に、体から水が奪われるので、海水を飲み、鰓の塩類細胞で余分な塩を外へ出します［14］。川と海を行き来できるのは、この二通りを切りかえられる魚です。ウミドリの鼻の腺やウミガメの目の腺も、同じしくみで塩を出しています［14］。

川と海の間の汽水域の帯を、サケは体で通り抜けています。

水産研究・教育機構によると、シロザケ（ふつう「サケ」と呼ぶ魚）は9〜12月に北日本の沿岸にやって来て、川をさかのぼる。ふ化した稚魚は翌年の3〜5月に海へ下り、生まれた川へ戻ってくる親魚は4年魚が中心だ［17］。海に出た稚魚は、沿岸帯で1〜2か月成長してから、遠い海へ向かう［18］。

第1章から見てきた川の水と海の水は、塩分が約300倍ちがう。ところが、サケのような真骨魚類の体液は、川の水より濃く、海水よりうすい。その濃さ（イオン濃度と浸透圧）は、川でも海でもおよそ海水の3分の1に保たれる。淡水から海水へ移しても、体液の濃さはそれほど変わらない。ウナギの例では、浸透圧は淡水で328、海水で377ミリオスモル、海水そのものは1029ミリオスモルだ［14］。

川の中では、体の外のほうが薄いので、水が浸透圧で体に入りこむ。そこで薄い尿を大量に出し、エネルギーを使って鰓からNa⁺やCl⁻を取りこむ。海の中では逆に、体から水が奪われるので、海水を飲み、鰓にある塩類細胞（イオノサイト）で、ATPのエネルギーを使ってイオンを濃縮して外へ出す［14］。サケが川と海を行き来できるのは、この二通りのしくみを切りかえられるからだと説明される。同じ塩類細胞のしくみは、ウミドリの鼻腺やウミガメの涙腺にもある［14］。

川と海の間には、塩分が連続的に変わる汽水域の帯がある。サケは、その帯を体の中の切りかえで通り抜けている。

海の 水が 空へ のぼって、しおが のこる ところを、うちで 見て みましょう。おうちの 人と いっしょに やります。

• 水 大さじ3に、食べる しおを 小さじの 4ぶんの 1 とかします（海と おなじ くらいの こさ）。ふかく ない さらに 入れて、ひあたりの いい 部屋に おきます。数日で 水が へって、白い つぶが のこります。のみません。ペットや 小さい 子の 手が とどかない ところに おきます。
• ほそい コップに、水 100ミリリットルと 食べる しお 10グラムを とかし、絵の具で 色を つけます。そこへ、色の ない 水を、スプーンの うらに あてて、すこしずつ そっと 入れます。色の ついた おもい しおみずが 下に のこり、水が 上に のれば、かわが 海に 入る ところの、ちいさな まねっこです。海の 水より こくして あるので、うまく いくと 分かれます。にじ色の 水の 作り方は、中部電力の ページに あります［19］。まざったら、ゆっくり やりなおします。

蒸発で塩が残るところと、二つの水が重なるところは、家の中で見られます。家の人といっしょにやりましょう。

• 水大さじ3に食塩を小さじ4分の1溶かします（海水と同じ3%ほど）。浅い皿に入れて日当たりのよい室内に置くと、数日で水が減り、白い粒が残ります。飲みません。ペットや小さな子の手が届かない所に置きます。
• 細いコップに水100ミリリットルと食塩10グラムを溶かして絵の具で色をつけ、色のない水を、スプーンの背に当ててそっと注ぎます。海水より濃くしてあるので、うまくいくと層に分かれます。色のついた重い塩水が下に残り、水が上に乗れば、塩水くさびの小さな版です。にじ色の水の作り方は、中部電力の教材にあります［19］。
• 国土交通省の「川の防災情報」で、河口にいちばん近い水位観測所と、上流の観測所の水位グラフを、1日ぶん並べて見ます。河口に近い感潮区間では、潮で水位が変わります［15］。グラフの形がちがうかどうか比べてみましょう（観測所の位置や堰（せき）によっては、潮の影響が出ない川もあります）［20］。

最初の問いの、蒸発による塩の残り方と、川と海のちがいは、次の方法で自分でも確かめられる。実験は大人といっしょにやる。

• 皿の上で蒸発させる。水大さじ3に食塩を小さじ4分の1溶かす（海水と同じ3%ほど）。浅い皿に入れて、日当たりのよい室内に置くと、数日で水が減り、白い粒が残る。水だけが空気中に出て、塩は残る。飲まない。ペットや小さな子の手が届かない所に置く。
• 塩水と真水を重ねる。細いコップに水100ミリリットルと食塩10グラムを溶かし、絵の具で色をつける。色のない水を、スプーンの背に当てて少しずつ注ぐ。海水（約3.5%）より濃く（約9%）してあるので、うまくいくと層に分かれる。教材は濃さの違う4色を重ねており、この方法は同じ条件の再現ではない。重い塩水が下に残り、水が上に乗れば、第7章の塩水くさびの小さな版だ。にじ色の水の作り方は、中部電力の教材にある［19］。混ざってしまったら、注ぎ方をゆっくりにしてやり直す。
• 河口近くの水位グラフを見る。まず、河口に近い観測所の水位が潮で変わる川を選ぶ。国土交通省の「川の防災情報」で、河口にいちばん近い水位観測所と、上流の観測所の水位グラフを、1日ぶん並べて見る［20］。感潮区間は潮汐で水位が変わる区間なので［15］、グラフの形がちがうかどうか比べられる。ただし、観測所の位置や堰（せき）によっては、潮の影響が出ない川もある。
• 原典を読む。ハレーの1715年の報告は、王立協会のサイトにある（英語）［7］。ルービーの1951年の講演録は、冒頭の要旨と表1に、海と大気の「足りない分」の見積もりがあり、酒飲みにかけた「一気に派」「ちびちび派」の冗談も本文に出てくる（英語）［21］。リビングストンの論文には、世界の川の平均の表と、各地の川の分析値が載っている［1］。河川砂防技術基準の第14章には、弱混合・緩混合・強混合の塩分分布の図がある［15］。