てつの かたまりを、海に いれたら しずみます。でも、てつで できた 大きな 船は、うかんで います。どうしてでしょう。

水に いれた ものは、おしのけた 水の 重さと おなじ ちからで、上に おしあげられます。この ちからを 浮力ふりょくと いいます。船は、じぶんの 重さと おなじ 重さの 海の 水を、かたちの ぶんだけ どかして、うかんで います。

船の なかは、ほとんど からっぽです。てつで できた 大きな うつわ みたいに なって います。だから、ぜんぶ あわせて 見ると、海の 水より かるいです。にもつを つむと 重く なって、その ぶん 深く しずみます。しずむと どかす 水も ふえて、また つりあいます。

「何十万トンの 船」でも おなじです。船が どかして いる 水の 重さと、船と にもつを あわせた 重さが おなじなら、うかびます。では、どこまで しずめて いいのでしょう。

鉄の密度は、水の約8倍あります。鉄のかたまりは、海に落とせば沈みます。それなのに、鉄でできた巨大な船は浮かんでいます。

ヒントは、アルキメデスの原理です。水に入れた物には、押しのけた水の重さと同じだけ、上向きの力がはたらきます。これが浮力です。船は、水に沈んでいる部分の体積ぶんの海水をどかしています。その海水の重さを排水量といい、浮かんでいる船では、船全体の重さと同じになります［1］。

大切なのは、材料ではなく形です。船の中はほとんどが空洞で、鉄の板でできた大きな器のようになっています。荷物ごと全体で平均すると、海水より軽いです。荷物を積んで重くなれば、そのぶん深く沈みます。どかす海水が増えて、また重さとつり合います。

「何十万トンの船」というときの「トン」には、種類があります。載貨さいか重量トン数は、積める荷物や燃料などの重さで、総トン数は船の容積をもとにした大きさです［2］。商船三井のMOL Truthは、載貨重量が約19万トンで、20フィートコンテナに換算して2万個あまりを積みます［4］。船そのものの重さは別にあるので、満載のとき海がどかしている水は、19万トンより重いです。では、どこまで沈めてよいのでしょうか。

鉄の密度は、理科年表オフィシャルサイトの表で1立方センチあたり約7.9グラムだ［5］。海水は、船の喫水きっすい標のもとになっている標準の値で1.025グラムとされる［1］。鉄は海水の約7.7倍も重い。鉄のかたまりは、海に落とせば沈む。それなのに、鉄でできた全長400メートルの船は、海に浮かんでいる。

浮くかどうかは、鉄という材料だけでは決まらない。水に浮かんだ物体には、押しのけた水の重さと同じ大きさの浮力がはたらく（アルキメデスの原理）。船は、水面より下に沈んだ部分の体積ぶんの海水を押しのけている。その海水の重さが排水量で、浮かんでいる船では、そのときの船の総重量に等しい［1］。船は、自分と同じ重さの海水を、自分の形のぶんだけどかして浮いている。

船の中は、大部分が空洞だ。1.025÷7.874を計算すると約0.13になる。船の外形全体が水の中にあると仮定すると、外形の体積の約13%を鉄が占めただけで、鉄の重さは、その外形が押しのける海水の重さに達する計算だ。積み荷や機関の重さも加わるので、全体を平均して海水より軽ければ、船は浮く。理科年表のサイトには、鉄も密度13.546の水銀になら浮く、と書かれている［5］。浮くかどうかは、その物の平均の密度と、まわりの液体の密度の比べ合いで決まる。

荷物や燃料を積めば船は重くなるが、そのぶん水の中へ深く沈み、押しのける海水も増えて、つり合う。

「何十万トンの船」というときの「トン」には種類がある。総トン数は船の容積をもとにした数字で、重さではない。載貨さいか重量トン数は、満載喫水線の限度まで貨物を積んだときの全重量から、船自体の重量を引いたもので、燃料や水、食料も含む［2］［3］。商船三井のMOL Truthは、全長400メートル、幅58.5メートル、型深さ32.9メートル、載貨重量189,766トンで、20,182TEU（20フィートコンテナに換算した個数）を積む［4］。船自体の重さはこの載貨重量とは別にあるので、満載のとき海がどかしている水の重さは、約19万トンに船自体の重さを足した値になる。では、どこまで沈めてよいのだろう。

船が 水に しずんで いる 深さを、喫水きっすいと いいます。大きな タンカーでは、この 深さが 20メートルに なる ことも あります。ビルなら、6かい か 7かいの 高さです。

船の よこには、「ここまでしか しずめては いけない」と いう しるしが ついて います。これを 満載喫水線まんさいきっすいせんと いいます。にもつを つみすぎて、船が しずみすぎないように する ための しるしです。

しるしは 1本だけじゃ ありません。海の 水は、川の 水より すこし 重いです。だから 川や 運河うんがに はいると、船は すこし しずみます。川や 運河うんがの ための しるしも あります。

むかしの 日本にも、にた きまりが ありました。江戸えどじだいに、お米を はこぶ 船の ふちに しるしを うって、これより 下に しずめないように した、と ろんぶんに 書いて あります。

しるしは、しずみすぎない ための そなえです。かたむいた ときの そなえは、また べつの ところに あります。

船が水に沈んでいる深さを喫水きっすいといいます。船首・船尾・中央の両側には、喫水標という数字が刻んであります。水面と交わる位置を読めば、船がどれくらい沈んでいるかがわかります。数字の高さは10センチです［1］。

大型船では、水の下の部分も大きいです。神戸大学の論文は、原油タンカーの例として、全長300メートル、喫水20メートルの船を挙げます［1］。ビルの1階を3メートルとすると、6〜7階の高さです。コンテナを2万個ほど積む全長400メートルの船の喫水は、国際港湾協会の資料で14.5〜16メートルとされます［7］。

船が沈んでよい深さの上限を示すのが、満載喫水線まんさいきっすいせんです。荷物の積みすぎで船が大きく傾いたり転覆したりするのを防ぎ、荒れた天気でも、傾いた船が元に戻る力を保つために、船の両側に印をつける決まりがあります［1］。

印は1種類ではありません。日本の満載喫水線規則は、夏期・冬期・冬期北大西洋・熱帯・淡水・熱帯淡水の6種類を決めています［6］。淡水の印があるのは、水の密度がちがうからです。標準の海水は1.025、真水は1.000で、パナマ運河のような淡水の水域では、重さ1,000トンあたり25トンぶん浮力が減り、船体はわずかに沈みます［1］。海から淡水の水域に入ると、船は少し沈みます。

この「積みすぎない印」は、日本にもありました。論文は、江戸時代の寛文年間（1660年代）に、藩の米を運ぶ船のために「船尺一尺の法」があったと紹介しています。水面から甲板までの高さ（乾舷かんげん）を一尺（約30センチ）以上に保つため、船縁ふなべりに印を打ち、それ以上は米を積んではいけないとしました［1］。当時は、運んだ量に応じて船賃が払われたので、積みすぎによる転覆や沈没が起きやすかった、とも書かれています。

満載喫水線は、沈みすぎを防ぐための備えです。傾いたときの備えは、また別のところにあります。

船が水に沈んでいる深さを喫水という。船首、船尾、船体中央の両側には、喫水標と呼ばれる数字が刻まれ、水面と交わる位置を読めば、船の沈み具合がわかる。数字の高さは10センチ、線の幅は2センチだ［1］。

大型船では、この数字がずっと深いところにある。神戸大学の海事博物館の論文は、原油タンカーの例として、全長300メートル、喫水20メートルの船を挙げている［1］。ビルの1階を約3メートルとすれば、6〜7階分だ。コンテナを2万個ほど積む全長400メートル、幅59メートルの船について、国際港湾協会の資料は喫水を16メートルとし、同じ資料の別の表では、幅58.5メートル、約19,800個積みの船の設計喫水を14.5メートルとしている［7］。

これ以上沈めてはいけない印が、満載喫水線だ。荷物の積みすぎによる大きな傾きや転覆を防ぎ、荒れた天気のときにも復原力（傾いた船が元に戻ろうとする力）を確保する目的で、船体の両側の中ほどに標示する［1］。日本では満載喫水線規則（昭和43年運輸省令第33号）が、夏期・冬期・冬期北大西洋・熱帯・淡水・熱帯淡水の6種類の線と、それぞれが適用される海域と季節を決めている［6］。

淡水の線があるのは、水の密度がちがうからだ。喫水標の数字は、海水の比重を1.025として刻まれる。真水は1.000なので、パナマ運河のような淡水域では、排水量1,000トンあたり25トン程度の浮力の差が出て、船体がわずかに沈む。雨水が大量に流れこんだ水域でも、同じことが起きる［1］。船が同じ重さなら、海から川へ入るだけで、喫水は深くなる。

「積みすぎない印」は、日本にも古くからあった。論文は、寛文年間（1660年代）に、藩米の水上輸送の安全のために定められた「船尺一尺の法」を紹介している。乾舷かんげん（水面から甲板までの高さ）を一尺、約30センチ以上に保つため、船縁ふなべりに刻印を打ち、それ以上は米を積んではならない水面の位置を示した。当時の船賃は、船に積んだ量による出来高払いだったので、積みすぎによる転覆や沈没がしばしば起きたという。論文は、満載喫水標の先駆けといえるだろう、と述べる。イギリスで、サミュエル・プリムソルの提唱をもとに満載喫水線が国の制度になるのは、19世紀のことだ［1］。

満載喫水線は、沈みすぎを防ぐ備えだ。横から風や波を受けて傾いたときの備えは、別のところにある。

大きな 船が、なみで ぐらっと かたむきます。それでも、ふつうは もとに もどります。どうして もどれるのでしょう。

船には、2つの ちからが はたらいて います。ひとつは、船ぜんぶの 重さです。この 重さが かかる ところを 重心と いいます。もうひとつは、水が 船を おしあげる ちから、浮力ふりょくです。

船が かたむくと、水に つかって いる かたちが かわります。かたむいた がわが 水の 中へ 深く はいって、浮力ふりょくが かかる ところが、かたむいた がわへ ずれます。すると、船を おこす むきに まわす ちからが うまれます。この ちからを 復原力ふくげんりょくと いいます。

「おきあがりこぼし」を おもいだして みましょう。たおしても おきあがるのは、下の ほうが まるくて、おもりが ひくい ところに あるからです。船では、浮力ふりょくが かかる ところの ずれが、船を おこして くれます。

ただし 本当は、おきあがりこぼしと 船は ちがいます。おきあがりこぼしは、下の まるさで、ゆかを おす ところが うごきます。船は、水に しずんだ かたちが かわって、浮力ふりょくの ところが うごきます。それに、どちらも かたむけすぎると、もどれなく なります。

にもつを どこに つむかで、この もどる ちからは かわります。

船は、二つの力がつり合って浮かんでいます。船全体の重さがはたらく点が重心（G）、浮力がはたらく点が浮心（B）です。まっすぐ静かに浮かんでいるとき、この二つは同じ縦の線の上にあります。

船が横に傾くと、水に沈んでいる部分の形が変わります。傾いた側は水の中へ深く入り、反対側は浮き上がります。すると、浮心は傾いた側へ動きます。重心は荷物が動かないかぎり動きません。重さと浮力の線が横にずれて、船を元に戻す向きに回す力が生まれます。これが復原力ふくげんりょくです。

船を小さく傾けたとき、傾いた浮心を通る縦の線が船体の中心線と交わる点を、メタセンター（M）といいます。重心GからMまでの距離がメタセンタ高さ（GM）で、GMが大きいほど復原力は強いです［9］。荷物を高いところに積むと重心が上がり、GがMに近づいて、復原力は弱まります［10］。GMがゼロより小さくなると、船はまっすぐな姿勢を保てなくなります。

たとえ話をひとつ。起き上がりこぼしは、倒しても起き上がります。底が丸く、おもりが低いところにあるので、倒れるたびに、床が押し返す点が横へずれて、体を起こす向きに回そうとするからです。船では、床のかわりに、浮心が横へずれます。

ただし本当は、起き上がりこぼしの点は底の丸さで動き、船の浮心は水の中の形が変わることで動きます。どちらも、傾けすぎると起き上がれなくなります。

荷物をどこに積むかで、この戻る力は変わります。

まっすぐ静かに浮いている船では、船全体の重さがはたらく点（重心 G）と、浮力がはたらく点（浮心 B）が、同じ鉛直線上にある。船が横に傾くと、水に沈んでいる部分の形が変わる。傾いた側は水中の体積が増え、反対側は水から出る。浮心は傾いた側へ移る。重心は積み荷が動かないかぎり動かないので、重さと浮力の作用線が横にずれて、船を元に戻す向きの回転力ができる。これが復原力ふくげんりょくだ。

船を小さく傾けたとき、傾いた浮心を通る鉛直線が、船体の中心線と交わる点を、メタセンター（傾心、M）という。重心GからMまでの距離がメタセンタ高さ、GMで、GMが大きいほど復原力は強い［9］。小さな傾きなら、船を戻す力は、排水量とGMにおおよそ比例する。GMがゼロより小さくなると、船はまっすぐな姿勢を保てなくなる。

GMは、KB（船底から浮心までの高さ）、BM（浮心からメタセンターまでの距離）、KG（船底から重心までの高さ）を使って、GM＝KB＋BM−KG と表せる。Kは竜骨（キール）、つまり船底の中央の線を指す［1］。荷物を高い位置に積むとKGが増え、GMは減る。GがMに近づくほど復原力は減り、横揺れの周期は長くなる［10］。

ここで、たとえ話をひとつ。起き上がりこぼしは、倒しても起き上がる。底が丸く、おもりが低いところにあるので、倒れるたびに、床が押し返す点が横へずれて、体を起こす向きに回そうとするからだ。船では、床のかわりに、浮心が横へずれる。ただし本当は、起き上がりこぼしの点は底の丸さで動き、船の浮心は水中の形が変わることで動く。どちらも、傾けすぎると起き上がれなくなる。

GMは、小さな傾きのときの目安にすぎない。傾きが大きくなると、浮心の動き方も変わる。日本の船舶復原性規則は、横軸に傾いた角度、縦軸に復原てこ（戻す力の腕の長さ）をとった「復原力曲線」を定義し、貨物船や旅客船について、GMのほか、曲線の面積や最大値などの基準を定めている［11］。

荷物をどこに積むかで、この復原力は変わる。

おなじ 重さの にもつでも、船の 高い ところに つむのと、ひくい ところに つむのでは、ちがいます。

高い ところに つむと、重心が 上がります。重心が 上がると、もどる ちからが よわく なって、かたむきやすく なります。ひくい ところに 重い ものを つむと、かたむいても もどりやすいです。

でも、もどる ちからが つよすぎても こまります。つよい ちからで ぐいっと もどる 船は、はやく ぐらぐら ゆれて、にもつを とめて おく ひもや くさりに ちからが かかります。

バネで たとえて みましょう。かたい バネは、はやく のびちぢみします。もどる ちからが つよい 船も、にた ように ゆれます。ただし 本当は、船に バネが ついて いるのでは ありません。「つよく もどる ほど、はやく ゆれる」ところが にて いる だけです。

ある しりょうでは、大きな コンテナせんが ひだりに かたむいて、みぎに かたむいて、また ひだりに もどるまでに、およそ 33びょう かかります。小さな コンテナせんは、18びょうくらいです。

では、にもつを ぜんぶ おろして からっぽに なった 船は、どう なるのでしょう。

荷物を積む高さで、船の傾きやすさは変わります。荷物を高いところに積むと重心が上がり、GMは小さくなって、復原力は弱まります。船は傾きやすくなり、横揺れの周期は長くなります［10］。荷物を低く積めば、その逆になります。

では、復原力は強いほどいいのでしょうか。そうとも言えません。復原力の強い船は、傾いても素早く戻るので、短い周期でせわしなく揺れます。解説サイトのMarine Insightは、GMが大きくなって「スティッフ」（stiff）な船になると、横揺れの周期が短くなり、荷物を留める道具（ラッシング）にかかる力が増える、と書きます［14］。

バネのたとえがわかりやすいです。かたいバネは、素早く伸び縮みします。復原力の強い船も、同じように素早く揺れます。ただし本当は、船にバネがついているわけではありません。「戻す力が強いほど、揺れが速い」という関係が、似ているだけです。

日本海事協会の資料に、横揺れの固有周期の例が出ています。左に傾いて、右に傾いて、また左に戻るまでの時間は、メガコンテナ船の例で約33秒、フィーダークラス（小型）のコンテナ船の例で約18秒です［13］。

「重い荷物は下に」という単純な話でもありません。Marine Insightは、大型コンテナ船はふつうGMが高いので、軽いコンテナを重いコンテナの上に積むとGMがさらに増えてしまい、重いコンテナを上に積むほうがよい場合がある、と述べます。ただし、固縛にかかる力や、積み重ねる重さの限度を考えたうえでの話です［14］。日本海事協会の資料も、コンテナの配置で、ある種の大きな横揺れが起きにくい「適切なGM」を与える、としています［13］。

では、荷物を全部降ろして空っぽになった船は、どうなるのでしょうか。

荷物を積む高さは、KGを通じてGMを変える。高い位置に積むほどGMは小さくなり、復原力は弱まって、横揺れの周期は長くなる［10］。重心が上がってGMが小さくなった船は、風や波でよく傾くようになる。

反対に、GMが大きすぎても困る。復原力が強い船は、傾いても素早く戻るので、短い周期でせわしなく揺れる。Marine Insightは、GMが大きくなって「スティッフ」な船になると、横揺れの周期が短くなり、荷物を留めるラッシングにかかる力が増える、と述べる［14］。

バネにたとえると、復原力は、傾きを元に戻すバネの強さにあたる。かたいバネは素早く振動し、やわらかいバネはゆっくり振動する。ただし本当は、船には部品としてのバネはなく、「戻す力が強いほど周期が短い」という関係が、似ているだけだ。

日本海事協会技術研究所のセミナー資料には、横揺れの固有周期（傾いて戻って、また同じ側へ傾くまでの時間）として、メガコンテナ船の例で約33秒、フィーダークラスのコンテナ船の例で約18秒が出ている［13］。

「重い荷物は下に積む」が、コンテナ船で常に当てはまるわけでもない。Marine Insightは、大型コンテナ船はふつうGMが高いので、軽いコンテナを重いコンテナの上に積むとGMがさらに増えてしまい、重いコンテナを上に積むほうが好ましいことがある、と述べる。ただし、ラッシングにかかる力と、積み重ねる重さの限度に注意が要る［14］。日本海事協会の資料も、「パラメトリックロール」（追い波などの中で、波に出会う周期が船の固有周期のおよそ半分になると起きる大きな横揺れ）を防ぐには適切なGMを保つ必要があるとして、コンテナの配置でGMを調整する使い方を挙げる［13］。目標は、GMを最大にすることではなく、その航海に合った大きさにすることだ。

では、荷物を全部降ろして空になった船は、どうなるのだろう。

にもつを ぜんぶ おろした 船は、かるく なって、ふわっと うきあがります。うきあがると、うしろの プロペラが 水から でて しまったり、かたむきやすく なったり します。

そこで、からっぽの 船は、海の 水を タンクに いれます。この 水を バラスト水と いいます。バラストは、「おもし」と いう いみです。大きな タンカーでは、10万トンくらいの 水を いれる ことが あります。

おもしの 水を いれると、船は 深く しずんで、プロペラも 水の 中に はいります。船の 下の ほうに おもしが あると、ゆれても もどりやすいです。

でも、こまった ことも あります。バラスト水には、その みなとの 海に いた ちいさな いきものが まざります。とおい みなとで 水を すてると、その いきものが、しらない 海に すみついて しまう ことが あります。だから、水を きれいに してから すてる きまりが、せかいで つくられました。

のこって いるのは、いちばん はじめに 見た、高く つみあがった はこの ことです。

荷物を降ろした船は、軽くなって浮き上がります。喫水が浅くなると、舵やプロペラが水面の上に出たり、航海に必要な復原性を保てなかったりします。そこで船は、周囲の海水を空のタンクに取り込んで、喫水を確保してきました。この海水がバラスト水です［16］。バラストは「おもし」の意味です。

量は大きいです。日本海事協会の解説によると、30万トン級（載貨重量）のタンカーで、約10万トンのバラスト水を積みます［18］。

神戸大学の論文は、荷を降ろした大型船は、船の前の部分が浮き上がったり、船体が上下にたわんだりすることがあると説明します。そこで、バラストタンクや貨物槽に大量の海水を入れて、船体にかかる力に対応し、安定性を確保し、浮き上がったプロペラを水に入れる、といいます［1］。

バラストタンクの水は、半端に入れると危ないです。部分的に満たされたタンクの液体は、船が傾くと低い側へ動いて、GMと復原力を減らします。重心が見かけ上、高くなるのと同じです。エンジンメーカーのバルチラ（Wärtsilä）の解説は、海の上では、バラストタンクはできるだけ満タンか空にする、と書いています［15］。

もうひとつの問題は、生きものの移動です。港で積んだバラスト水には、プランクトンや海藻のかけら、貝や魚の卵や幼生が混じります。遠い港で排出されると、その土地にいなかった外来種として、生態系をかき乱すことがあります。国立環境研究所の解説は、1982年に黒海へクシクラゲが入った例と、1988年に五大湖の周辺でゼブラ貝が異常に増えた例を挙げます［17］。そこで2004年2月にバラスト水管理条約が採択され、2017年9月8日に発効しました［17］。処理の方法には、フィルターで大きな微生物を取り除き、紫外線などで殺菌するものがあります。

残っているのは、最初に見た、高く積み上がった箱のことです。

荷物を降ろした船は、軽くなって浮き上がる。喫水が浅くなると、舵やプロペラが水面上に露出したり、航海に必要な復原性を確保できなくなったりする。そこで船は、周囲の海水を自分の空のタンクに取り込んで、喫水を確保してきた。この海水が船舶バラスト水だ［16］。日本海事協会の解説によれば、バラスト水は、主に空荷のときに喫水を確保し船を安定させる「おもし」として積み、たとえば載貨重量30万トンの大型タンカーでは、約10万トンを積む［18］。

神戸大学の論文は、原油タンカーや鉱石運搬船が荷揚げすると、船体が水面から浮き上がり、機関室が船尾にある船では、前部が大きく浮き上がる船尾トリムになったり、船体が前後方向にたわむホギングの状態になったりすると説明する。船底や船側のバラストタンク、貨物槽に大量の海水を入れて、船体にかかる曲げの力に対応し、安定性を確保し、水面上に出たプロペラの沈む割合を高めて推進性を保つ、という［1］。

タンクの水は、半端に入れると危ない。部分的に満たされたタンクでは、船が傾くと液体が低い側へ移り、重心の位置が変わって、GMも復原力も減る。見かけ上、重心が上がったのと同じになる（自由表面影響）。バルチラ（Wärtsilä）の解説は、海上ではバラストタンクを、できるだけ満タンか空にするとしている［15］。

バラスト水には、環境の問題もある。積んだ海水には、動植物プランクトン、海藻の断片、底生生物や魚類の卵や幼生が混じる。遠方の港で排出されると、外来種として生態系をかく乱するおそれがある。国立環境研究所の解説は、1982年に黒海へクシクラゲが侵入した例と、1988年に五大湖周辺でゼブラ貝が異常に繁殖した例を挙げる［17］。2004年2月にバラスト水管理条約が採択され、2017年9月8日に発効した［17］。処理の方法は、フィルターで大きな微生物や浮遊物を取り除き、紫外線などで殺菌する組み合わせのほか、電気分解、薬剤、オゾンなどがある。排出の基準は、たとえば動物プランクトンで1立方メートルあたり10個体未満とされている［17］。

残っているのは、最初に見た、高く積み上がった箱のことだ。

コンテナせんの 上には、はこが なんだんも つみあがって います。それでも ひっくりかえらないのは、いくつかの わけが かさなって います。

まず、船の はば。大きな コンテナせんは、はばが ひろいです。おなじような 船なら、はばの ひろい ほうが、かたむいた とき 浮力ふりょくの かかる ところが 大きく ずれて、もどる ちからが つよく なりやすいです。

つぎに、つむ まえの けいさん。船は、はこを どこに どれだけ つむのかを、しゅっぱつの たびに かんがえて きめます。はこの かずも 重さも、たびごとに かわるからです。

船そのものの しらべも あります。あたらしく できた 船は、おもりを よこに うごかして かたむけて、重心の ばしょを しらべる きまりが あります。

それでも、大きな なみでは、はこが 海に おちる ことが あります。ひっくりかえらない ことと、にもつが ぶじに はこばれる ことは、べつの もんだいです。だから、はこは しっかり しばって、ゆれ かたも かんがえます。

標準の高さが2.591メートルのコンテナ［8］を11段積めば、それだけで約28.5メートルになります。国際港湾協会の資料には、幅58.5メートルの船で、甲板の上に11段、船倉に11段という例があります［7］。それでも船は、ひっくり返りません。いくつかの理由が重なっています。

まず、船幅です。日本海事協会の報告書は、運河の幅に合わせて造られたパナマックス型のコンテナ船に比べて、8,000個積み以上のポストパナマックス型は、船の深さに対して幅が広く、傾いたときに戻る力（復原性）が高いと述べます。バラストを積む必要が減り、軽いコンテナを船倉に積むこともできるようになりました［12］。背の高さだけでなく、幅の広さも、戻る力を大きく左右します。

つぎに、毎回の計画です。コンテナ船は、いつもコンテナを積んで走り、同じ航路でも、積むコンテナの数や重さ、置き場所が航海ごとにちがいます。そこで運航する会社は、復原性の要件を満たしているかを確かめながら、航海のたびに積付け計画を作ります［12］。積付け計画図は、積む港と降ろす港、重さ、冷凍や危険品などの種類を考えて作られます［19］。

船そのものの検査もあります。船舶復原性規則は、復原性試験として、おもりを横に動かして船を傾ける傾斜試験と、船を横揺れさせて周期を測る動揺試験を定めています。傾斜試験では、船の重心の位置を計算するための測定をします［11］。

それでも、ひっくり返らないことと、荷物が無事に運ばれることは、別の問題です。日本海事協会の資料は、この10年ほどで、コンテナが海に流れ出す事故が報道されただけでも10件以上あり、その中には、調査報告で「パラメトリックロール」（追い波などの中で、波に出会う周期が船の揺れの周期のおよそ半分になると起きる、大きな横揺れ）への言及があるものがある、と紹介しています［13］。積む段が増えるのに合わせて、固縛（荷物をしばって動かないようにすること）のガイドラインも、2023年に改訂されています。

標準のコンテナの高さは2,591ミリ［8］で、11段積めば、それだけで約28.5メートルになる。国際港湾協会の資料には、全長400メートル、幅58.5メートルで約19,800個を積む船として、甲板上11段、船倉内11段の例がある［7］。これだけ高く積んでも、船はひっくり返らない。理由は、いくつか重なっている。

まず、船幅だ。日本海事協会の「大型コンテナ船安全検討会 報告書」の付録は、運河の幅に制約されたパナマックス型に比べ、ポストパナマックス型は船幅と深さの比（B/D）が大きくなり、復原性が高くなると述べる。二重底のバラストを空にした場合、パナマックス型では、規則が求めるGM 0.15メートルを確保できない一方、8,000個積み級以上のポストパナマックス型では十分に確保できる。そのため、復原性のためにバラストを入れる必要が減り、軽いコンテナを船倉に積むような、多様な積み方ができるようになった［12］。

幅が影響する理由は、BMにある。断面が長方形の箱形の船なら、BMは船幅の2乗に比例し、喫水に反比例する（BM＝B²÷12d。Bは船幅、dは喫水）。同じ喫水なら、幅が2倍になるとBMは4倍だ。ただし本当の船は箱ではなく、船首や船尾が細いので、この式より小さくなる。それでも、幅の広さが復原性を大きく高めるという方向は変わらない。安達直氏の解説にも、超パナマックス型のコンテナ船は船幅が約40メートルもあり、メタセンターが大きく上がっている、とある［10］。

つぎに、毎航海の積付け計画だ。同じ報告書によれば、コンテナ船は常時コンテナを積んで運航し、同じ航路でも、積むコンテナの数、重さ、配置が航海ごとにちがう。運航者は、復原性や縦強度の要件を満たしていることを確認しながら、毎航海のコンテナ積付け計画を立てている［12］。積付け計画図（ストウェージプラン）は、積む港と降ろす港、重さ、貨物の品質（危険品や冷凍貨物など）、コンテナの種類を考えて作られる［19］。

船そのものの検査と基準もある。船舶復原性規則は、復原性試験として、移動する重りを横に動かして船を傾ける傾斜試験（重心の位置を算定する）と、船を横揺れさせて周期を測る動揺試験を定めている。貨物船（長さ24メートル以上）にも、GM 0.15メートル以上などの条件を課している［11］。0.15メートルは最低限の値だ。日本海事協会のセミナー資料のパラメトリックロールの図には、GM 1.5〜4.5メートルの例が並んでいる［13］。

それでも、船が傾き過ぎないことと、荷が無事に運ばれることは、別の問題だ。日本海事協会のセミナー資料は、この10年ほどでコンテナが海に流れ出す事故が報道されただけでも10件以上あり、原因がはっきりしないものが多いが、事故調査報告書でパラメトリックロールへの言及があるものがある、と述べる。GMが小さいと、復原力の変動が相対的に大きくなり、パラメトリックロールにつながる、ともある。2023年には、積む段数が増えたことに対応して、コンテナの積付けと固縛のガイドライン（第3.1版）が出た［13］。GMは、大きすぎても小さすぎても、別の課題を生む。

やってみましょう。洗面器せんめんきに 水を いれて、アルミホイルで 小さな 船を つくります。ふちを 立てて、うつわの かたちに するのが コツです。

• 1円玉を 1まいずつ、まんなかに のせて いきます。なんまい のせたら、しずむでしょう。
• のせるほど、ふちから 水までの すきまが へって いきます。これが、しずめて いい ところを きめる、満載喫水線まんさいきっすいせんの かんがえかたです。
• 1円玉を、ぜんぶ かたほうの ふちに あつめたら、どう なるでしょう。

水を こぼしたら、ふきましょう。1円玉は 口に いれません。

かんがえて みましょう。おなじ 船でも、にもつが からっぽの ときと いっぱいの とき、水から 出て いる ところは、どう ちがうでしょう。

洗面器に水を張って、アルミホイルで小さな船を作ります。ふちを立てて、器の形にします。1円玉を1枚ずつ真ん中に載せて、何枚まで浮かぶか数えます。載せるほど、ふちから水面までの高さ（乾舷）が減っていきます。全部を片側のふちに寄せたら、どうなるでしょう。水をこぼしたらふきましょう。1円玉は口に入れません。

資料を読んでみましょう。

• 神戸大学の「船の喫水のはなし」［1］。喫水標や満載喫水標の写真が載っています。
• e-Govの満載喫水線規則［6］。6種類の満載喫水線が、どの海域・季節で使われるかの表があります。

考えてみたい問いです。夏期の線と比べて、冬期の線や熱帯の線は、上にずれるのでしょうか、下にずれるのでしょうか。規則の表を見ながら、なぜそうなるのかを考えてみましょう。

洗面器に水を張って、アルミホイルで小さな船を作る。ふちを立てて、器の形にする。1円玉を1枚ずつ真ん中に載せて、何枚まで浮かぶか数え、ふちから水面までの高さ（乾舷）の変化を見る。全部を片側のふちに寄せたらどうなるか。水をこぼしたらふく。1円玉は口に入れない。

資料を読み比べてみたい。

• 日本海事協会の「大型コンテナ船安全検討会 報告書」の付録12［12］。図A12-2に、船のサイズごとのGMが並んでいる。幅の広い船でバラストを空にしても足りる理由を、B/Dの説明と合わせて読む。
• 日本海事協会技術研究所のセミナー資料［13］。GMの値ごとに、パラメトリックロールの起きやすい船速と波の向きを示した図がある。
• 船舶復原性規則（e-Gov）［11］。旅客船と貨物船の基準は、どこが同じで、どこがちがうのか。

考えてみたい問い。GMは大きいほど安全なら、なぜ、GMをできるだけ大きくなるように船を造らないのか。33秒で揺れる船と18秒で揺れる船を、船に乗る人と荷物の側から見ると、何がちがうだろう。