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地すべり「地震」は土石流の場所と大きさの手がかりを与える

大都市から30マイル離れた山から1億トンの岩、土、泥、木が滑り落ちて、数日後までそれが起こったことを誰も知らなかったとします。

2009年に台風Morakotが台湾を襲った後、24時間にわたって島の南部地域に約100インチの雨が降った後もそうでした。 Xiaolin地すべりとして知られており、それがぶつかって消滅した村にちなんで名付けられました。残された残骸の厚いカーペットが400人を窒息させ、近くの川を詰まらせました。 混雑した台南市から車でわずか1時間のところにありますが、当局者は2日間にわたって地滑りについて知りませんでした。

「壊滅的な出来事が起こったことを知らずにそれを知ることは驚くべきことです」と、ラモント・ドハティ地球観測所(LDEO)の地形学者、コリン・スタークは述べています。 しかし今、「地震学はそのような出来事をリアルタイムで報告することを可能にします。」先週、スタークと主著者であるLDEO地震学者のGöranEkströmがScienceで発表した研究は、Global Seismographic Network大規模な地滑りが発生した場所だけでなく、かくはん塊がどれだけ速く移動したか、どれだけ走ったか、地形内での方向、および材料がどれだけ動いたかを明らかにすることもできます。

これはすべて、地すべりを訪れることなく、リモートで行うことができます。 さらに、地すべりの特徴を推定するために通常使用されるより退屈な方法とはまったく対照的に、迅速に行うことができます。 過去には、科学者たちは地滑りの報告が彼らに戻ってくるのを待つ必要があり、警告が出たらスライドの写真と衛星画像を検索しました。 できれば、出来事のかなり後に地すべり舌へのトリップを調整して、乱れた岩の質量を推定しました。

しかし、この新しい方法は、科学者が現在遠くから地震を追跡する方法に沿って、地滑りの検出と特徴付けを行います。 強い地震からのエネルギーがその場所に当たると地震計が震えるように、地震学者は正確な位置、深さ、および破壊の方向、地震中に放出されるエネルギーの量、および断層構造プレートのタイプに沿ってスライドすることができます。地震計は地滑り時に移動します。 揺れは、地震や爆発の地震計で通常見られる激しい痙攣ではありません。その特徴は長く、しなやかです。

エクストロームと同僚は、典型的な地震に起因することのない異常な特徴を求めて、長年にわたって一連の地震データを調べてきました。 以前は、テクトニクスで死んだグリーンランドの地震の特徴に関する彼らの研究は、「氷河地震」と呼ばれる新しいタイプの揺れを分類しました。しかし、最近の地すべりの研究の起源は、台風モラコットに由来します。

嵐が台湾を襲った後、エクストロームは世界の地震チャート上で奇妙なことに気づきました。彼らの小刻みは、それぞれがマグニチュード5を超える揺れを伴う一連のイベントが島のどこかで発生したことを示しました。 「当初、私たちが見つけた4つのイベントを他の機関が検出または特定したことはなかったため、特別な何かを検出した可能性が非常に高いように思われました」とエクストロームは説明しました。 数日後、Xiaolinを席巻した怪物を含む地滑りのニュース報道が流し始め、科学者が事件の原因について仮説を立てたことを確認しました。

台湾の小林地すべりの残骸内の眺め。 台湾の小林地すべりの残骸内の眺め。 (写真:David Petley)

Xiaolin地すべりからの地震データを備えた著者は、過去の記録および発生時に大きな地すべりの証拠となる地震サインを検索するコンピューターアルゴリズムを開発しました。 1980年から2012年にかけて世界中で発生した29の大規模な地滑りから情報を収集した後、エクストロームとスタークはそれぞれについてさらに学ぶために地震波のエネルギーと振幅を分解し始めました。

それらの方法の背後にある指針は、ニュートンの運動の第三法則に由来することができます:すべての行動に対して、同等で反対の反応があります。 「たとえば、岩が山腹から落ちると、ピークは突然明るくなります」とScienceNOWのシドパーキンスは説明します。 山は「上向きに跳ね返り、落下する岩から離れ、地滑りの大きさと進行方向を明らかにする最初の地動を生成します。」

エクストロームとスタークは、すべての分析を見ると、地滑りが噴火した火山によって引き起こされたものか、雨水で飽和した崖によって引き起こされたものかに関係なく、地滑りの特徴は、地滑りを開始するために途切れた山腹の長さによって支配されることを発見しました。 この一貫性は、地すべりの挙動を導くこれまでとらえどころのない幅広い原則を暗示しており、科学者が斜面の崩壊による将来の危険性とリスクをよりよく評価するのに役立ちます。

地すべりを研究している人にとって、この論文は別の理由で重要です。 英国のダーラム大学の教授であるデビッド・ペトリーは、ブログで次のように書いています。 これらは非常に遠隔地で発生する傾向があるため、報告されないことがよくあります。」

地すべりのダイナミクスを研究しているPetleyは、 Scienceに掲載されているEkströmとStarkの論文のコンパニオンピースを執筆しました。 彼は、「この手法は現在、大きな高速地すべりを1桁過剰に検出しているため、誤検出イベントを除外するために衛星画像を使用するなど、かなりの作業を必要とします。 それにもかかわらず、それは高山地域の力学の理解を促進する岩崩れの真のグローバルカタログへの道を開きます。 また、渓谷を塞ぐ大規模な地滑りのリアルタイム検出を可能にし、下流の脆弱なコミュニティに警告システムを提供します。」

2010年にパキスタン北部のシアチェン氷河で滑った地すべりの前後の様子。 2010年にパキスタン北部のシアチェン氷河で滑った地すべりの前後の様子。 (Science /EkströmおよびStark経由の画像)

EkströmおよびStarkの方法によって得られた洞察は、2010年にパキスタン北部で発生した地滑りの顕著な例で容易に見られます。 1つ、多分2つの斜面崩壊のエピソード。 しかし、エクストロームとスタークは、数日間で破片が7つの大きな地滑りから滑り落ちたことを示しています。

「人々はめったに大規模な地滑りが起こるのを見ることはありません。 通常、彼らは後遺症しか見ることができません」と、エクストロームは述べています。 しかし、彼と彼の共著者のおかげで、世界中の科学者はすぐに一目でわかるようになりました。

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