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Research Highlights

News & Insights

The power of the ocean

December 23, 2021

An op-ed in the national news outlet The Hill by WHOI senior scientist Ken Buesseler reinforces the power and importance of the ocean in carbon dioxide removal strategies

Rapid microbial methanogenesis during CO2 storage in hydrocarbon reservoirs

December 22, 2021

Calling all scientists!

December 8, 2021

We’re hiring up to 10 scientific, tenure-track staff to join the WHOI community

A virtual exhibit

October 19, 2021

Get your free ticket and join guest speaker, MIT researcher Aditi Wagh PhD tonight for a discussion about the importance of art in communicating science to youths, Oct. 21, 2021 from 7:00-8:30 p.m. EDT

Wave Glider provides gateway to remote exploration

November 10, 2020

WHOI geochemist Chris German pairs an autonomous surface vehicle (ASV) called a Wave Glider with other vehicles to expand research here and on other Ocean Worlds

Sea Dust

Mining ancient dust from the ocean’s loneliest spot

September 24, 2020

Researchers investigate dust from the ocean’s farthest point from land to reconstruct the climactic history of the Southern Hemisphere, and understand how micronutrients have influenced biological productivity in this oceanic desert.

Working from Home: Mallory Ringham

July 2, 2020

WHOI-MIT joint program student outfits her basement to do vital work on a marine carbon sensor

oil spill

A dangerous leak of diesel fuel in the Arctic

June 18, 2020
plastics by the numbers

The many lifetimes of plastics

June 15, 2020

Infographics strive to give us a sense of how long plastic goods will last in the environment. But is this information reliable? The findings of a new study from WHOI may surprise you.

toxins story

Are natural toxins in fish harmful?

May 28, 2020

Marine life has been naturally producing toxic chemicals well before chemical companies were manufacturing PCBs. But are these naturally-produced compounds as harmful as man-made environmental pollutants, and do those pose a human health threat?

News Releases

Study finds bio-based cellulose acetate plastic used in consumer goods disintegrates in ocean much faster than assumed

December 8, 2021

Woods Hole, MA — Cellulose diacetate (CDA), a bio-based plastic widely used in consumer goods, disintegrates, and degrades in the ocean far quicker than previously assumed, according to a new study published in Environmental Science & Technology Letters. “These findings…

Study outlines challenges to ongoing clean-up of burnt and unburnt nurdles along Sri Lanka’s coastline

November 29, 2021

When a fire broke out on the deck of the M/V XPress Pearl cargo ship on May 20, 2021, an estimated 70-75 billion pellets of preproduction plastic material, known as nurdles, spilled into the ocean and along the Sri Lankan coastline. That spill of about 1,500 tons of nurdles, many of which were burnt by the fire, has threatened marine life and poses a complex clean-up challenge. A new peer-reviewed study characterizes how the fire modified the physical and chemical properties of the nurdles and proposes that these properties affected their distribution along the coast.

“Mantle wind” blows through slab window beneath Panama

November 19, 2021

A Woods Hole Oceanographic Institution-led team unravels the existence of a 900-mile-long mantle conduit between the Galapagos and Central America Woods Hole, MA — Volcanic gases are helping researchers track large-scale movements in Earth’s deep interior. Woods Hole Oceanographic Institution…

WHOI selected for new NSF science & technology center

September 9, 2021

The new Center for Chemical Currencies of a Microbial Planet (C-CoMP) will focus on the chemical processes that underpin ocean ecosystems.

Sunlight can break down marine plastic into tens of thousands of chemical compounds, study finds

September 8, 2021

Sunlight was once thought to only fragment plastics in the marine environment into smaller particles that chemically resemble the original material and persist forever. However, scientists more recently have learned that sunlight also chemically transforms plastic into a suite of polymer-, dissolved-, and gas-phased products. Now, a new study finds that this chemical reaction can produce tens of thousands of water-soluble compounds, or formulas.

Some coral reefs are keeping pace with ocean warming

September 7, 2021

Some coral communities are becoming more heat tolerant as ocean temperatures rise, offering hope for corals in a changing climate. After a series of marine heatwaves hit the Phoenix Islands Protected Area (PIPA) in the central Pacific Ocean, a new study finds the impact of heat stress on the coral communities lessened over time.

Study Finds 6⁰C Cooling on Land during the Last Ice Age, With Implications about Future Global Warming

May 12, 2021

A recent report shows that prior studies have underestimated the cooling in the last glacial period, which has low-balled estimates of the Earth’s climate sensitivity to greenhouse gases. The rather high climate sensitivity is not good news regarding future global warming, which may be stronger than expected using previous best estimates.

Plate Tectonics Fuels a Vast Underground Ecosystem

April 27, 2021

The subsurface is among Earth’s largest biomes, but the extent to which microbial communities vary across tectonic plate boundaries or interact with subduction-scale geological processes remains unknown. In a recently published study, scientists compare bacterial community composition with deep-subsurface geochemistry from 21 hot springs across the Costa Rican convergent margin.

Northern Star Coral Study Could Help Protect Tropical Corals

April 13, 2021

Worldwide, coral reefs are in crisis. Researchers at WHOI and Roger Williams University are finding that studying the recovery of this local New England species from a laboratory induced stressor could help better understand how to protect endangered tropical corals around the world.

Climate Change Can Destabilize the Global Soil Carbon Reservoir, New Study Finds

March 23, 2021

The vast reservoir of carbon that is stored in soils probably is more sensitive to destabilization from climate change than has previously been assumed, according to a new study by researchers at WHOI and other institutions. The study found that…

Oceanus Magazine

an ocean of opportunity

An ocean of opportunity

December 7, 2021

Ocean experts explore the potential risks and rewards of ocean-based solutions to climate change

A coral reef kickstart

November 23, 2021

WHOI’s Reef Solutions Initiative takes a multi-disciplinary approach to investigate solutions for ailing coral reefs

Sea Dust

Secrets in the dust

July 15, 2021

Researchers investigate dust from the ocean’s farthest point from land to reconstruct the climactic history of the Southern Hemisphere, and understand how micronutrients have influenced biological productivity in this oceanic desert.

The ocean has heartburn. Is relief on the way?

July 1, 2021

Researchers investigate the use of alkalinity enhancement to quell ocean acidification and help maintain the sea’s role as a carbon sink

RoCS Photo

Science RoCS Initiative responds to need for increased ocean monitoring

June 10, 2021

Commercial ships are helping oceanographers deploy robotic Argo floats to keep an eye on hard-to-reach parts of the ocean

The ocean science-art connection

June 7, 2021

Some of the most complex insights in marine science are no match for the communicative power of art. Check out these five recent collaborations between ocean scientists and artists

A new ocean soundscape

May 13, 2021

Combining his passions for marine chemistry and music, an MIT-WHOI Joint Program student converts data into songs that reveal the chemical nuances of the ocean.

Earthquake aftermath

福島第一と海: 災害対応の10年間を語る

April 1, 2021

福島第一と海: 災害対応の10年間を語る English Version 2011年3月11日、日本の都市仙台の東約129キロメートルで起きた震度9の地震によって発生した津波は、水柱となって沿岸部に激突し、福島第一原子力発電所を大破した。一万六千人近い人々が犠牲となり、現在も発電所から放射能汚染水が流出している。(撮影:ケン・コステル、©ウッズホール海洋研究所) 2011年3月11日、日本の都市仙台の東約129キロメートルで、海底が激しく隆起した。日本を支える構造プレートの下部にゆっくりと沈み込んでいる太平洋プレートによって蓄積された歪みが、突如スライドし跳ね上げられたのである。ほんの一瞬にして、サッカー場の半分もの大きさの海底の一部が水平方向に押しやられ、9メートル以上上昇した。 日本では毎年数百もの地震を経験するのだが、しかし、東北地方太平洋沖地震はこの国が記録した中でも未曾有の大規模なものであった。マグニチュード9の揺れが長くとも6分も続き、本州を2メートル半も東へシフトさせた。 海底が上部大きく突き上げられ発生した津波は、半時間もしないうちに近隣の日本沿岸地域を襲った。街全体が三階立ての建物に匹敵する水壁によって破壊され、一万六千人近い人々が犠牲となった。 福島第一原子力発電所もこの時被災を免れなかった。地震翌日には爆発が起き、拡散される放射性降下物を避けるため、15万人以上の近隣住民が強制的に避難することを余儀なくされた。さらなる放射性物質が海洋に直接流出し、大気中に拡散したものも最終的には海洋表面に降下した。 「このような天災によって海に流出する放射性物質の量としては、福島第一原発事故は、前例のない出来事だったのです。」と、ウッズホール海洋研究所シニアサイエンティストであるケン・ベッセラー博士は話す。「起きたことを振り返り、現状を把握することは非常に重要です。」 三重の災害から10年目となる今年、ベッセラー博士は世界中の研究者たちと福島での出来事において過去10年間学んできたこと、さらにどのように状況が引き続き変化するのか、遠隔で議論してきた。 発電所の内部 福島第一原子力発電所は、適切に地震に対応するシステムを備えていた。激震によって送電線が破損し、プラントと六基の原子炉が送配電網から遮断され、三基の稼働中の原子炉が自動的に停止した。しかし、原子炉を停止させることは電気を消すように容易なことではない。 「核分裂反応が止まったとしても、放射性物質は熱を発し続けます。」福島県沿岸における研究調査隊を幾度も率いてきた東京海洋大学の神田穣太教授は云う。「かなり長期にわたり水で冷し続けなくてはなりません。」 燃料棒を冷却する水を汲み上げ続けるために、施設は予備発電機に切り替えた。そして、津波が襲った。 原発は海面から9メートル上に掘削された丘陵に建設されていた。その区域で予測されていた津波の高さは最大6メートルであったと、神田教授は云う。しかし、その日襲った津波は11〜15メートルの間と記録された。それは施設を浸水させ、予備発電を破壊した。 冷却システムが故障したのち、原子炉の炉心の温度が上昇し始めた。原子炉内の燃料棒が過熱し溶解し始め、ウラニウム燃料が露出して格納容器が破損した。同時に原子炉の水が蒸気になり金属製燃料棒に反応して、揮発性の水素ガスが発生した。 炉心内に蓄積した圧力を軽減するため、発電所の作業員たちは数日間にわたり何度かガスを放出した。このガスは放射性同位体、あるいは放射性物質を大気中へ流出したが、それだけでは済まなかった。続く数日の間に原発での三度の水素爆発が今まで以上の放射性物質を空中に放出し、その多くは最終的に海洋上に落下したのである。 緊急隊員たちが過熱した原子炉へ必死に高圧放水砲と消火ホースで噴水し、そして自衛隊のヘリが上空から何百トンもの水を投下させた。こうした水は放射性物質を取り込み、海洋へ溢れ出すか、地面に浸透していき、最終的には海へと運ばれていくこととなった。 地震により福島第一原子力発電所は停電し、津波により予備の発電機が浸水したことで、6基の原子炉のうち3基が過熱溶解し、水素ガスが発生したのち爆発した。放射性物質を含んだ地下水や冷却水は海に流出し、海岸の砂や海底の堆積物に、あるいは魚類やその他の生物に蓄積され、大部分は海流に乗って太平洋を横断した。(福島中央テレビ) 2011年6月に行われた最初の国際調査航海では、福島第一原発付近沿岸から482キロメートル以上沖合までの放射性核種の拡散を追跡した。過去10年以上にわたり、科学者、技術者、一般市民が、発電所近海からカナダ及びアメリカ合衆国の西海岸の広範囲において、海水、堆積物、海洋生物のサンプルを採取してきた。(撮影:ケン・コステル、©ウッズホール海洋研究所) 放射能に汚染された海 今回の災害で最も著しく放出された放射性同位体は、ヨウ素131、セシウム134及びセシウム137である。これら全ては有害物質の可能性はあるが、それぞれ異なった速度で減衰する。ほとんどのヨウ素131は数週間で消失する。2年間の半減期を持つセシウム134は10年後わずか3%しか残留しない。しかし急速に減少することを物語ってはいても、福島の海洋への打撃として拭いきれない跡を残した。セシウム137、これは30年の半減期を持つため、減少には何十年もかかる。実際、1950〜60年代に行われた核兵器の大気圏内実験によって放出されたセシウム137が、現在もなお世界中の海洋に少量ではあるが計測可能な量存在するのである。 「原子力発電が多くの国で利用され始め、海洋中には常にある程度のセシウムが存在してきましたが、問題は、今回の事故でどのくらい増加したかということです。」2011年6月に福島県近海で放射性物質計測のための調査航海を率いたベッセラー博士は語る。「我々は、福島第一原発に近い海洋で、1立方メートルにつき5千万ベクレル以上という極めて高いレベルの放射性セシウム濃度を検知しました。」 1ベクレルは、1秒につき一個の原子核が崩壊するのに等しく、非常に微量の放射能である。世界保健機構(WHO)のガイドラインでは、飲料水に含有されるセシウム137の量は1立方メートルにつき1万ベクレル以上でないことを推奨している。災害に見舞われる以前、福島周辺の水質は、1立方メートルにつき約2ベクレルであった。それが、事故直後には5千万を超えるまでに上昇し、その後原発からの放射性物質の流出を食い止めるための対策が功を奏し、数ヶ月で急速に数値は下がった。ある程度の放射性物質は海底の堆積物に累積したが、多くは強い黒潮によって太平洋へと移流拡散され、セシウムが海流にのって北米にまで運ばれてしまうのではないかという恐怖心に火をつけた。 太平洋を横断する福島からの放射性物質の動向を調査するため、ベッセラー博士は西海岸でのセシウムがどのくらいの数値であるかを調査する地域密着型の活動を結成した。彼の研究室は、付近を運行中の船舶から、サーファーたちから、さらには海水浴客から、沿岸域の海水サンプルを入手した。彼らは一部の放射性物質が太平洋を渡って福島から北米まで運ばれてきたことを示す証拠を発見したものの、その数値は1立方メートルにつき10ベクレル以下という極めて低いものだった。 「非常に小さな数字でした。」ベッセラー博士は云った。「もし仮に1立方メートルにつき約10ベクレルという水中で一年間毎日海水浴をしたとして、線量、追加被曝は、歯科のレントゲン一回の千分の一程度でしょう。危険性はゼロではありませんが、非常に少量で、西海岸で水泳をしたり、サーフィンやボートで漕ぎだしたりしても、心配することはありません。」 しかしながら、福島における放射性物質の流出は完全に消散したわけではない。震災後の数年間に比べればはるかに少量ではあるが、原子炉からの漏出、河川の放射性堆積物、汚染された地下水が、海洋に流出し続けている。福島近海における放射性物質濃度は、2016年以来1立方メートルあたり100ベクレル前後というレベルで停滞している。 魚についてはどうなのか? 突然の海洋への放射性物質放出は即座に地元の海洋生物への懸念となり、消費者たちが長期にわたって心配することとなった。日本政府は直ちに漁業を停止させ、領域のどの海産物が安全で、それらを食べても心配はないのかを判断するための徹底した検査とテストプログラムを開始した。 放射性物質は水中で溶解されるかもしくは微粒子状となって存在し海洋に放出されます。」フランス放射線防御・原子力安全研究所上級専門員のサビーン・シャーマソン氏は説明した。「どちらの形態でも海洋生物が取り込む可能性があります。」 汚染された環境に生息する魚類は、外皮を通して、もしくは餌や海水を摂取することで放射性物質を吸収するかもしれない。しかし、どのくらいの期間体内に残留するかは、元素固有である。セシウムは例えば元素周期表上で同じ列に属する、カリウムと似た働きをするため、筋肉や臓器に取り込まれ、海洋生物の体内に何週間も何ヶ月も残留する可能性がある。トリチウム、これは水素の放射性物質であり、主に水のように振る舞い、生物の体内機能からほんの数日で排出されてしまう。ストロンチウムはカルシウムに類似していると、シャーマソン氏は話した。そして、それは生物の骨内に何年も残存する可能性があるとも云う。 また、海洋生物にも固有である。タコはウニとは異なる放射性物質を吸収する。活発な代謝機能を持つ魚類は、汚染をより急速に除去できるかもしれない。 研究者たちは、福島周辺の海底近くに生息する生物に、海水の汚染濃度が下降し始めていたにもかかわらず、より高濃度の放射性物質を検知した。 「これは、これら魚類が汚染された堆積物上や内部の餌を摂取していたからです。」シャーマソン氏は説明する。 しかしながら、数年後には、日本の福島の漁場を含む東北沿岸で水揚げされた圧倒的多数の海産物は、1キログラムあたり100ベクレル(アメリカ合衆国の制限値は1キログラムあたり1200ベクレル)という日本の厳しい放射線量制限値を下回った。2015年以来、何千匹もの魚類が検査された中で、その制限値を超えたのはたった二匹のみであった。 福島第一原発の事故後、誤った情報が拡散し、科学者や政府関係者の情報へ対する世間の不信感が高まった。一般的に誤って伝わったもののひとつの例として、福島第一原発でメルトダウンした直後の放射性物質の広がりを示した地図と思われたものは、実際には地震後に太平洋を横断する津波モデルの分布図であった。 (米国海洋大気庁太平洋海洋環境研究所より転載) 危機に見舞われた信頼 安全が実証されたにもかかわらず、福島県地方から流通する海産物には汚染という汚名が今もつきまとう。2013年から2017年まで駐日アメリカ合衆国大使を務めたキャロライン・ケネディ前大使は、地域を訪問し地元産のものを食べることが安全であると人々に示すため、繰り返し現地を訪れたことを思いおこした。…

Fukushima and the Ocean: A decade of disaster response

April 1, 2021

One decade since explosions rocked Japan’s Fukushima Dai-ichi nuclear power plant, researchers look back at how the ocean was impacted by the radioactivity fallout from the event, and discuss how the situation continues to evolve.

Finding answers in the ocean

November 10, 2020

The test being used to diagnose the novel coronavirus—and other pandemics like AIDS and SARS—was developed with the help of an enzyme isolated from a microbe found in marine hydrothermal vents as well as freshwater hot springs.