Development of a Regional Landslide Forecast Model for Slowly Moving Landslides in the Western Canada Sedimentary Basin

大地の巨大な圧迫：なぜ地面は動き、どのように予測できるのか

私たちの足元の地面が、岩のように固いものではなく、むしろ巨大でゆっくりとした動きをするスポンジのようなものだと想像してみてください。世界の一部の地域、特に西カナダ堆積盆地の下では、この「スポンジ」は、何千年もかけて氷河によって押しつぶされた古代の粘土や軟らかい岩の層でできています。時間の経過とともに、これらの層は泥で作られた氷河のように、非常にゆっくりと斜面を滑り落ち始めています。これらは、映画で見るような数秒で崩れ落ちる恐ろしい即時的な地滑りではありません。これらは「深層地滑り（Deep-Seated Landslides: DSLs）」と呼ばれるものです。これらは非常にゆっくりと動くため、何年も気づかないこともありますが、その動きは執拗です。

なぜ私たちがこれを気にしなければならないのでしょうか？ それは、このゆっくりとした動きによる圧迫が、まさに現代社会が生活している場所で起きているからです。パイプライン、道路、送電線は、まさにこれらの滑りやすい斜面の上に建設されています。これらを建設するエンジニアたちは、地面が少し動く可能性があることは知っていますが、それには限界があります。もし地面が動きすぎたり、速すぎたりすると、パイプがひび割れたり道路が隆起したりして、修理に数百万ドルもの費用がかかることになります。科学者たちが問い続けてきた大きな疑問は、「これらのゆっくりと動く巨人が、いつ加速するかを予測できるか？」ということです。もし地面が「より湿って」重くなる時期が分かれば、パイプが壊れる前に修理することができ、お金を節約し、人々を守ることができます。この論文は、雨や雪のデータを使用して、大地がいつ滑り始めるかを推測するための「水晶玉」を構築することについて書かれています。

大地の天気予報：滑りを監視する新しい方法

BGCエンジニアリングとアルバータ大学の研究者を中心とするこの研究チームは、単に推測するのをやめ、天候と地面の滑りの関係を測定することに決めました。彼らは、スポンジが水を吸い込むと重くなり滑りやすくなるのと同様に、これらの深層地滑りは土壌が濡れると加速することに気づきました。しかし、単に今日降っている雨を見るのではなく、土壌の「記憶」、つまり昨年や一昨年、そして春の雪解けがどのようであったかを理解する必要がありました。

これを行うために、彼らは膨大なデータを収集しました。彼らは、西カナダ全域のこれらの地滑りの中に埋め込まれた500以上のセンサー（傾斜計と呼ばれます）による30年以上の移動記録を調査しました。これらのセンサーは、毎年地面がどれくらいの速さで動いているかを正確に教えてくれました。次に、この移動データと、地球の天気をシミュレートするスーパーコンピューターモデルであるERA-5を組み合わせました。このモデルは、1950年まで遡る土壌水分、雪解け、降雨の巨大な「地球の日記」として機能します。この「スポンジ」の動きと、その「水のダイアリー」を比較することで、チームは地滑りを加速させる秘密のレシピを見つけ出そうとしました。

動く山のレシピ

研究者たちは、天気のレシピにおける3つの主要な成分が、地滑りが活発になる時期を予測する上で最も重要であることを発見しました。

1. シーズンの開始時における土壌の湿り具合： 具体的には、2月までに地下深く（約1〜3メートル）にどれだけの水があったか。
2. 前年の傾向： 過去12ヶ月間で土壌は湿ってきていたのか、それとも乾燥してきていたのか。
3. シーズン中の「総水量」の衝撃： これが最も重要です。これは、地滑りのシーズン（3月から10月）の間に、90日間の移動窓の中で地面に降り注ぐ水の総量（雨と雪解け水）を指します。

これら3つの成分を用いて、チームは**地域地滑り活動指数（Regional Landslide Activity Index: RLAI）**という新しいツールを構築しました。この指数は、地面の「信号機」のようなものだと考えてください。ただし、単なる赤、黄、緑ではなく、低、通常、高、非常に高い活動という4つのレベルがあります。

仕組みは以下の通りです。コンピューターは気象データを取り込み、**地域地滑り活動スコア（Regional Landslide Activity Score: RLAS）**と呼ばれる値を算出します。

• スコアが低い（0.95未満）場合、それは低活動の年です。ほとんどの地滑りは眠っているか、あるいは眠れる亀のように非常にゆっくりと動いています。
• スコアが0.95から1.40の間の場合、それは通常の活動の年です。一部の地滑りは加速するかもしれませんが、ほとんどはいつものゆっくりとしたダンスを踊っています。
• スコアが1.40から1.80の間の場合、それは高活動の年です。これは地面が落ち着かなくなる時期です。モデルは、この地域の地滑りの約71%が通常よりも速く動き始めると示唆しています。
• スコアが1.80を超える場合、それは非常に高い活動の年です。これは「レッドアラート（赤信号）」ゾーンです。モデルは、ほぼすべての地滑りが、突然走り出す群衆のように、通常よりもずっと速く動くと予測しています。

水晶玉のテスト

チームは単にこれらのルールを捏造したわけではありません。彼らは歴史に照らし合わせてテストを行いました。彼らは、2017年、2020年、2021年に発生した大規模な加速イベントなど、地滑りが実際に問題を引き起こした特定の年を振り返りました。彼らはモデルを過去に遡って実行（バックキャスティングと呼ばれるプロセス）し、それらのトラブルが発生した時期を予測できたかどうかを確認しました。

結果は有望でした。例えば、1997年と1998年には、地面が実際に速く動き始める前に、モデルは「非常に高い活動」の年であることを正しく予測しました。2020年には、モデルは大部分の地滑りが加速すると警告しましたが、それはまさに起きたことでした。著者らは、モデルは完璧ではなく、実際には「通常」であったものを「高」と予測してしまうこともあるものの、重大なイベントを見逃すことは滅多にない（見逃すよりも、リスクを捉えることに長けている）と述べています。

将来展望：2026年の予測

この論文は、彼らの新しいシステムの最初の現実世界でのテスト、すなわち2026年の地滑りシーズンの予測を示すことで締めくくられています。将来どれくらいの雨が降るかを正確に知ることはできないため、彼らは統計的なトリックを使用しました。75年間の気象履歴に基づいた何千ものコンピューター・シミュレーション（モンテカルロ・シミュレーションと呼ばれる）を実行し、起こり得る結果の範囲を推測しました。

その結果、地面が速く動く「確率」を示す一連のマップが作成されました。2026年3月、彼らは「95パーセンタイル」の予測、つまり、起こり得る最悪のシナリオを示すマップを公開しました。シーズンが進み、実際の降雨データが入ってくるにつれて、不確実性は縮まり、予測はより鮮明になります。シーズンの終わりには、その年がどれほど活動的であったかを正確に知ることができるでしょう。

次なるステップは？

著者たちは興奮していますが、これが始まりに過ぎないことも承知しています。現在、モデルは約641の特定の地点からのデータに依存しています。しかし、彼らはこれをさらに改善する計画を立てています。彼らは、数時間おきに動きを測定する新しいセンサーからのデータを追加しており、2025年に打ち上げ予定の新しい人工衛星（NISAR）を待っています。この衛星は、地上にセンサーがない場所であっても、宇宙から地面の動きを「見る」ことができるのです。

この論文は、このモデルが地滑りを止める魔法の杖ではないことを明確にしています。地面は動き続けます。しかし、パイプラインや道路の所有者に対し、地面がいつ落ち着かなくなるかを予測するより良い方法を提供することで、彼らは壊れる前に修理することができるのです。それは、予期せぬ災害を計画的なメンテナンス作業に変え、数百万ドルの費用を節約し、インフラを安全に保つためのものです。著者らは、より多くのデータと優れたモデルがあれば、最終的には地域全体が濡れているかどうかだけでなく、特定の場所のどこで地滑りが加速するかを正確に予測できるようになる可能性があると示唆しています。今のところ、この新しい「地面のための天気予報」は、私たちの足元にあるゆっくりとした、忍び寄る巨人を理解するための大きな一歩となっています。