およそ1年前、米国ニューヨークのマンハッタン島が高層ビルの重みで地盤沈下を起こしていることが研究から明らかになったが、どうやら大都市の地盤沈下は世界的な問題のようだ。
中国の研究者らの行った新たな調査では、中国全土の主要都市が沈下しており、更に今後都市化が進むことで、人口のかなりの部分に危険な影響が及ぶ可能性があることが報告されている。
地盤沈下とは、土地が周囲の標高に対して相対的に沈むことを指す事だが、これは世界中の都市にとって大きな脅威となる。土地が低くなると言う事は、気候変動による地域の海面上昇を加速させ、内陸部の都市にも影響を及ぼし、道路、滑走路、建物の基礎、鉄道線路、パイプラインへのリスクを増大させる。
今回行われた調査研究の結果、分析対象となった中国82都市のうち、45％が沈下していることがわかった。北京や天津のような被害の大きい都市部では、年間10ミリ以上のペースで沈下しており、2億7000万人近くの都市住民が影響を受けている可能性があるという。
天津のような沿岸都市にとっては、わずかな地盤沈下でさえ、海面上昇の脅威に対してはるかに脆弱な地域となっている。研究者たちはまた、中国最大の都市である上海が3メートル沈下し、現在も沈み続けていることにも注目している。そして、著者らは、中国の沿岸部の土地の約4分の1が、今後100年以内に海面以下になると推定している。
今回、イースト・アングリア大学（UEA）のRobert Nicholls教授とバージニア工科大学バージニア工科大学のManoochehr Shirzaei教授は、この中国の研究に注目し、Science誌に寄稿した。同氏らは、中国全土の土地の動きを正確かつ一貫して地図化した衛星データを分析し導かれた今回の結果について、この現象は中国に限ったことではない、と警鐘を鳴らしている。
「地盤沈下は世界的な現象です。もし今、適応策やレジリエンス計画でそれを考慮しなければ、今後数十年のうちにインフラが広範囲にわたって破壊されることになるかもしれません」と、Shirzaei氏は述べている。
衛星データを使って、中国全土の都市がどれだけ沈下しているかを体系的に測定したのは今回が初めてである。この研究では、2015年から2022年の間にどれだけ都市が沈下したかを測定した。ヨーロッパやアメリカにおける最近の同様の調査でも、一部の都市で著しい沈下が見られたが、中国全土で見られるような広範囲な沈下は見られなかった。「地盤沈下が深刻なのはアジアです」と、Nicholls教授は述べている。
地盤沈下は、主に都市部における人間活動によって引き起こされるものであり、中国や世界の他の多くの地域では目新しい現象ではない。しかし、この研究は、加速する開発が都市にどれほどの影響を及ぼしているかを示しており、脅威を軽減するための対応策に取り組むよう科学者に呼びかけている。
地盤沈下の加速は、その上に住む人間活動の結果である、建物の重さ（ただし、重い建物ほど地表に深く固定されているため、犯人ではないことが多い）、交通網、地下水の除去などによって引き起こされると考えられている。
「地盤沈下は地割れを引き起こし、建物やインフラに損傷を与え、洪水のリスクを高める。過去数十年間、中国における地盤沈下関連の災害は、すでに年間75億元（10億4000万米ドル）以上の直接的な経済損失をもたらし、年間数百人の死傷者を伴っている」と、と研究者たちは指摘する。
「例えば、都市交通システムは、繰り返される動的負荷と交通振動によって、地盤沈下や軌道の底の圧縮を引き起こし、地盤沈下の一因となる可能性がある。北京のようなメガシティでは、地下鉄や高速道路周辺の地域が、最低でも-45mm/年の速度で沈下している」。
しかし、研究者たちは、地盤沈下の進行を食い止めるのに、まだ遅くはないと指摘している。この研究では、産業界や科学・工学界に対し、地盤沈下を前進させる計画や、都市の沈下を遅らせる政策を打ち出すよう呼びかけている。
都市がどの程度沈下しているかを測定することは、都市計画者や政府関係者が将来の地盤沈下を防止したり、すでに起きている沈下を元に戻したりするのに役立つ。地下水の除去が主な問題となっている場所では、都市は急速に沈下している地域からの地下水のさらなる汲み上げを禁止することができる。場合によっては、地盤沈下した土地を支えるために、再び水を汲み上げることも可能である。
例えば、日本の大阪と東京では、1970年代に地下水の取水が中止された後、都市の沈下が止まったり、大幅に減少したりしており、地下水の取水制限が効果的な緩和策であることを示している。
北京も地下水のくみ上げが問題となる地域だ。この大都市はそこに住む膨大な人間の水源を地下水に依存している。だが、2016年の調査をきっかけに、地下水の持続可能性を確保するための大規模な対策が講じられるようになり、政府の介入によって地下水の枯渇は遅くなっている。
都市のどの部分が最も沈下しているのか、そしてそれはなぜなのかを理解することは、都市計画担当者が重い建物を建てる場所や、将来の洪水から建物を守る方法について、より適切な判断を下すのに役立つ。このような局所的な疑問を解明するには、今後、都市ごとのより深い調査が必要になるだろう。
そして、成長する都市で資源にかかる多くの圧力を吸収できるような介入策を講じることで、これらの都市部の人口は、長期的には重要な環境収容力のしきい値の適正な側で生活できるようになるかもしれない。
論文
参考文献
- Sciecne: Earth’s sinking surface
- Virginia Tech: China’s sinking cities indicate global-scale problem, Virginia Tech researcher says
- EurekAlert!: A third of China’s urban population at risk of city sinking, new satellite data shows
- New Atlas: 45% of China’s urban land is rapidly sinking due to manmade development
研究の要旨
中国の大規模な都市化の波は、地盤沈下によって脅かされる可能性がある。宇宙からの合成開口レーダー干渉法を用いて、2015年から2022年までの中国の主要都市における地盤沈下の系統的評価を行った。調査した都市部の土地のうち、45％が年間3ミリメートルより速く沈下し、16％が年間10ミリメートルより速く沈下しており、それぞれ都市人口の29％と7％に影響を及ぼしている。地盤沈下は、地下水の取水や建物の重みなど、さまざまな要因と関連しているようだ。都市の沈下と海面上昇の複合的な影響により、2120年までに中国の沿岸土地の22～26％が海面より相対的に低くなり、沿岸人口の9～11％を受け入れることになる。この結果は、地盤沈下による潜在的な被害を軽減するために、防護策を強化する必要性を強調している。
コメント