新しいアルゴリズムは数分で土砂崩れを検知するのに役立つかもしれない

地滑りは、逃げ遅れた人や動物を死なせたり、財産を流したりするなど、本当に壊滅的な被害をもたらすことがあります。地滑りは、一般的に地震、火山の噴火、または崖などの傾斜した土地を不安定にする大雨の際に発生します。現在、アラスカ大学フェアバンクス校 (UAF) のチームが、数分以内に大規模な地滑りを遠隔で検知し、その地滑りが津波の危険かどうかを判断できる新しい方法を開発した。この方法は、2 月 9 日にThe Seismic Record誌に掲載された研究で説明されています。

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アラスカの氷河フィヨルドの危険を監視する

この研究は、2015年にアラスカのターンフィヨルドに1億立方ヤードの岩石を流した地滑りを例に挙げている。この地滑りによって津波が発生し、水面から620フィートの高さまで植生が失われてしまった。

これに応えて、チームはリアルタイム検知が可能なプロトタイプシステムの開発に協力し、2023年8月からプリンスウィリアム湾のバリーアーム周辺に設置されている。このシステムは、アラスカの監視ネットワークにすでに存在する地震観測所のデータを使用している。

州および連邦の災害対策機関は、バリーアームで地滑りや津波が発生する可能性を懸念している。バリー氷河は大幅に後退し、支えのないフィヨルドの壁、つまり水面から陸地の頂上まで隆起した岩や氷の斜面を残した。過去数年間で、壁は約650フィート沈下した。この地域の地震観測所のデータをさらに分析したところ、2020年と2021年に3件の地滑りが発生したことが明らかになった。

「温暖化により氷河が後退し、支えを失った山腹や丘陵の谷が残されている」とアラスカ大学アーバイン校の研究地震学者エズギ・カラソゼン氏は声明で述べた。「これは特にアラスカ南部沿岸地域にとって重要だ。なぜなら、広大な土地が水に流れ込み津波を引き起こす可能性があるからだ」

研究によると、この不安定さにより、災害対策機関は、氷河壁の壊滅的な崩壊により、わずか20分で近隣の地域に到達する高さ数フィートの津波が発生する可能性があると懸念している。

長周期波を探す

科学者は地震活動を監視しており、地震計にギザギザの波として現れます。地滑りが始まると、通常は地震計に短周期波として記録されます。地滑りが加速するにつれて、識別可能な長周期波が現れます。地滑りは、最終的に地震などの他のエネルギー源よりも多くの長周期波を生成します。地震による破壊は、ほとんどが数秒しか続きませんが、地滑りは 1 分以上続くことがあります。

この研究で用いられている検出方法は、短周期波が密集した地震データの中から地滑りの長周期波を素早く特定するというものである。氷河は毎日何百もの地震を引き起こし、波を発生させる可能性があるため、バリー アームのような沿岸フィヨルドでは地滑りの検出が困難になる。また、地震波が観測所に到達するまでに時間がかかるため、遠く離れた地震観測所ではリアルタイムの評価ができない。

「地震の場合は、海の波の高さを測る機器があり、地震後は津波警報センターが警戒態勢を敷きます」とカラソゼン氏は言う。「しかし、アラスカや世界の他の地域では、地滑りは体系的に監視されていません。地滑りが引き起こす津波が起きても、私たちにはわかりません。これは大きな懸念事項です。」

地滑りアルゴリズムと5分前の警告

新しい監視方法を開発するために、研究チームは地震データを継続的にスキャンして地滑りの長周期波の特徴を検出するアルゴリズムを開発した。システムが一致するものを見つけると、地滑りの位置と量を推定する。監視が行き届いている地域では、地滑りの位置を数マイル以内で推定できる。

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研究チームは、最近発生したバリー氷河の地滑り 3 件とその他の地滑り 6 件のデータを分析してアルゴリズムを構築しました。最終目標は、津波および地震局の職員に警報を発するより大規模なシステムを構築することですが、このシステムを構築するにはさらなる作業が必要です。

さらなる研究者らは、地滑りの地震記録を使用して場所と量を推定できることを示しているが、こうした取り組みは通常、特定の地域に固有のものであり、継続的な更新が必要であり、リアルタイムで使用するようには設計されていない。

「大規模な地滑りをリアルタイムで監視できる可能性は、アラスカの地滑り問題に対処するために現在行われている省庁間の取り組みの重要な要素の一つだ」と、研究の共著者でアラスカ大学地球物理学研究所アラスカ地震センター所長のマイケル・ウェスト氏は声明で述べた。

研究チームによれば、土砂崩れの場所、規模、可能性を判断するこの新しい方法は、土砂崩れ発生後5分以内に津波警報を発令するという米国海洋大気庁の主要目標をサポートするのに十分な速さだという。