世界津波の日 |海の「激しい気性」にどう対処するか？

今日は世界津波の日です。津波が発生すると、陸上の建物や財産に大きな被害が生じることがよくあります。したがって、津波への対応は非常に重要です。津波への対応には、まず海の「荒々しさ」を理解することが特に重要です。

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01 海の多様な「激しさ」：津波にはどんな種類があるの？

津波は本質的に、時速 700 ～ 800 キロメートルの速度と数百キロメートルの波長を持つ大規模な海洋長波です。非常に速く伝播し、エネルギー損失をほとんど伴わずに数千キロメートルを移動することができます。

津波はその発生の仕方によって、後退津波と海進津波に分けられます。

引き潮津波：海岸、島、湾などで海水の異常な引き潮や河川の氾濫が発生し、その後海水が急激に押し寄せて陸地に向かって流れ込むことを指します。典型的な事例は、1960 年のチリ地震と津波で、海は異常な干潮現象を示しました。

海進津波：海面が急激に上昇し、数十メートルの高さの水の壁が形成されて沿岸の陸地に向かって押し寄せ、その後海水が急激に引く現象。典型的な事例: 1983 年 5 月 26 日、日本海中部でマグニチュード 7.7 の地震が発生し、津波が発生しました。津波はまず、沿岸部の異常な高潮として現れた。

津波が家屋を襲う（著作権ギャラリーからの写真、転載は著作権紛争を引き起こす可能性があります）

津波は発生原因によって、地震津波、火山津波、地滑り津波に分けられます。

地震津波：海底で地震が発生した際に、海底地形が急激に隆起・沈降し、海水に大きな乱れが生じ、「沈下型」と「隆起型」の津波が発生する状況を指します。典型的な事例: 2011 年 3 月、日本北東部の海域でマグニチュード 9.0 の強い地震が発生し、津波が発生し、地元で多数の死傷者と財産の損失が発生しました。

火山津波：火山の噴火によって引き起こされる津波を指します。典型的な事例: 1883 年にインドネシアのクラカタウ火山の噴火によって発生した津波は、高さ 40 メートルにも達し、ジャワ島とスマトラ島の 100 以上の村を流し去りました。

土砂崩れ津波：海岸や海辺の地域で土砂が崩れ、堆積物が海に流れ落ちることで発生する津波を指します。地震津波や火山津波と比較すると、地滑りによる津波は波が高く、エネルギーも大きく、検知が困難です。典型的な事例: 2023 年 9 月 16 日、グリーンランドのディクソン フィヨルドで山が崩壊し、約 2,500 万立方メートル (オリンピック プール 10,000 個分に相当) の物質が海に滑り落ち、岩と氷の雪崩が発生し、高さ 200 メートルにも及ぶ巨大な津波が発生し、世界中に影響を与え、9 日間続いた地震信号が発生しました。

2022年、南太平洋の島国トンガの火山が最近激しく噴火し、津波が発生しました。写真は、2021年4月11日にWorldview02衛星が撮影したトンガのホンアハパイ島の衛星画像（左）と、2022年1月17日にGaofen-1衛星が撮影した火山噴火後の島の衛星画像です。オレンジ色の曲線は、地理座標に従ってマークされた島の元の輪郭です。 （写真提供：新華社通信）

津波は、発生した場所からの距離に応じて、海洋横断津波と局所津波の2つのカテゴリに分類できます。

海洋横断津波：遠くで発生し、海を越えて、または遠方から移動する津波を指します。典型的な事例は、2004年後半にインドネシアで発生し、数千キロ離れたスリランカに被害を及ぼした津波です。

局地津波：地震や津波の発生源や沿岸被災地域に比較的近い場所で発生する津波を指します。警報時間が短いため、より深刻な災害を引き起こすことがよくあります。

02海の「激しい気性」によってどんな「防御」が破られましたか。津波の危険性についての簡単な説明

津波が内陸部や沿岸部にもたらす被害は、主に直接的な被害と間接的な被害の2つの側面で現れます。

津波の直接的な危険性：浸水を引き起こし、船舶や港湾施設、建物に影響を与え、橋梁、防波堤、建物の基礎を揺さぶり、倒壊させる。

津波の間接的な危険性：建物、船舶、石油貯蔵所、ガソリンスタンドで火災を引き起こし、下水、石油、有害化学物質による汚染を引き起こし、疫病の発生と蔓延を引き起こし、港、町、村に多大な被害をもたらします。

2018年12月23日、インドネシアのバンテン州パンデグランでは津波が甚大な被害をもたらした（写真提供：新華社通信）

03海の荒波を「治す」：津波の早期警報

津波による被害を軽減し、津波に対する国民の意識と緊急対応能力を向上させるために、すべての国が効果的な早期警報システムと防護対策を確立しています。

1997年、アメリカの科学者たちは、海底に設置した圧力センサーで圧力データを測定し、その測定データを海面のブイを通じて衛星に送信する津波警報装置を発明し、深海津波評価・報告システムを構築した。

地震型津波の場合、早期警報システムは通常、地震警報と同時に、または地震警報の直後に発令されます。しかし、ほとんどの津波警報の範囲は、地震警報の範囲よりもはるかに広いことが多いです。これは、地震と比較して、津波のエネルギー減衰が明らかではなく、長距離を移動することが多いためです。例えば、2023年に米国国立津波警報センターは、南西太平洋のニューカレドニア東方に位置するロイヤリティ諸島付近の1,000キロ以内の海岸に対して津波警報を発令した。

我が国は広大な海域を有するため、津波は大きな海難災害ではなく、津波襲来の記録も比較的少ないですが、津波予報・分析能力も優れています。わが国は1983年に国際津波調整グループに加盟し、現在は国家海洋局津波警報センターと南シナ海地域津波警報センターという2つの津波警報センターを設置しています。 2014年、国家海洋局の指導の下、中国の科学者が独自に開発した津波警報ブイは、太平洋、北西太平洋、南シナ海の津波の数値予報を30秒から5分以内に完了することができる。深海情報をより正確かつタイムリーに収集できるようになり、中国の津波災害に対する緊急処置および対応能力が大幅に向上します。

04 「激しい怒り」を「活力」に変える：津波に対して私たちは何ができるのか？

津波は巨大なエネルギーと破壊力を持つ海洋の力であり、それを制御して克服することは世界中の科学者の夢でした。最も実現可能で実用的な方法は、津波によって発生する海水の規則的な振動を利用して発電し、津波のエネルギーを電気エネルギーに変換することです。津波が特定の装置に当たると、これらの装置は波の運動エネルギーを捕捉して収集し、波のエネルギーを機械エネルギーに変換し、次に水圧または空気圧によって電気エネルギーに変換します。

2005年、中国科学院広州エネルギー転換研究所海洋エネルギー研究室が独自に開発・建設した汕尾市の波力発電所は、低周波共振器の周期配列を通じて波の動きの機械的エネルギーを電気エネルギーに変換し、世界初の独立した安定した波力発電システムとなり、波力エネルギーの電気エネルギーへの安定した変換を実現しました。もちろん、このような波力発電所は存在するものの、津波の不安定性のため、この技術の大規模な利用はまだ開発段階にあり、多くの技術的、経済的、環境的課題を克服する必要があります。

2024年9月。集美大学海洋設備機械工学部の楊少輝教授チームの研究プロジェクト「集大4号」自走式混流空気圧波力発電プラットフォームが無事に打ち上げられた（写真提供：新華社）

05地質史上の「不思議」な事件、津波で真相が明らかに？

津波と海底地震は共存しており、地質学の歴史や地層の記録では珍しいことではありません。最も典型的な例は、竹葉石灰岩の形成メカニズムの発見です。

竹葉石灰岩は石灰岩の一種です。岩石の断面に砂利が含まれることが多く、形が竹の葉に似ていることから竹葉石灰岩と呼ばれています。竹葉石灰岩は、我が国の華北台地のカンブリア紀およびオルドビス紀の系に大量に産出されます。代表的な生産地域としては、山東省の蒼山、平義、張夏などの地域があります。石灰岩中の砂利は大きさが異なり、一般的に長さは 0.3 cm から 10 cm で、ほとんどが泥結晶方解石で、セメントや充填材はほとんどが微結晶または細結晶方解石で、砂利には斜交層理、亀裂、波紋などの構造が伴うことが多い。

竹の葉の形をした石灰岩（写真提供：Douyin動画のスクリーンショット）

笹の葉形石灰岩は、世界中に広く分布し、世界中の人々に愛されている装飾用の石材です。しかし、その起源や分布範囲の広さについてはさまざまな意見があります。 1985年まで、アメリカの科学者マイケル・D・ウィルソンは津波後の混沌とし​​た堆積層に着想を得て、いわゆる竹の葉形の石が津波によって引き起こされた固められたまたは半固められた石灰岩の嵐の流れによる浸食と変化によって形成されたことを発見しました。津波によって地質学史上未解決の事件の真相が明らかになった。

見通し

近年、地球温暖化や異常気象の頻発により、我が国の沿岸地域や南シナ海、特に台湾島への津波被害がさらに深刻化しており、十分な注意が必要です。

画像出典: 国家緊急警報情報公開ネットワークのスクリーンショット

2024年4月3日、台湾省花蓮県の海域で発生した地震により、わが国初のレベル1津波赤色警報が発令され、台湾東部に一定の影響を及ぼしました。したがって、より高度な津波検知・監視機器の開発を継続し、津波警報をより適切に実行することは、我が国の海の静けさと国民の安全を守るために不可欠な要素です。

著者: 劉 漢斌、地質学博士、上級地質エンジニア

査読者: 劉 邦軍、河北工程大学地球科学工学部准教授兼マスタースーパーバイザー

制作：中国科学普及協会