衛星が致命的な雪崩の理解にどのように役立っているか

Avalanche at Mont Blanc 2019-03-21
The Chamoli disaster site is a hotspot for avalanches.Image: Unsplash/ Krzysztof Kowalik
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  • 雪崩はヒマラヤでよく発生しており、最も破壊的な岩氷雪崩の一つであるチャモリ災害では200人以上が犠牲になりました。

  • 雪崩の土塊は、泥流に変わるまでに約13km下流まで移動し、Rishiganga川とDhauliganga川で鉄砲水を引き起こしました。

  • 衛星は将来の災害の可能性を監視するために利用されており、雪崩をリアルタイムで捉えることで、観測と研究の向上に役立てることができます。

2021年2月、最も破壊的な岩氷雪崩の一つがインド・ヒマラヤの岩氷雪崩が小さな町を襲い、200人以上の命、複数の橋、道路、そして2か所の水力発電所を悲劇的に押し流しました。

チャモリ災害として知られるこの災害は、その規模において特異なものでした。土塊は岩石が80%、氷がわずか20%で構成されていたにもかかわらず、雪崩の土塊は約13km下流まで移動し、泥流に変わった後、Rishiganga川とDhauliganga川で鉄砲水を引き起こしました。

この災害の規模は世界中の科学者の注目を集めました。こhere数か月の間に、10件を超える研究論文が発表され、調査の対象となった原因や、その後の谷の変化について取り上げています。

リモートセンシング

この地域は遠隔地で極端な地形のため現地測定が不足しているため、発表されたこれらの研究はすべて、地球観測(EO)データを広く利用しています。その出所はリモートセンシング衛星です。EO衛星に搭載された特殊なカメラは、地表または大気から放射または反射されるエネルギーを捉えるため、リモートセンシングは特定の環境を迅速かつ効果的に監視するのに役立ちます。

NASAやNASAや欧州宇宙機関、Planet Labsなどの企業は、地球の無償の中〜高解像度画像を提供し、独立した研究や科学的調査を促進しています。実際、Planet Labのサービス衛星PlanetScopeは、チャモリ災害をリアルタイムで捉えることができました。

これらの衛星の数と性能が増加していることは、高山地帯の災害を理解する上で極めて有用であることが証明されつつあります。Google Earthなどのオンライン地理可視化プラットフォームは、繰り返し撮影された高解像度画像を提供しており、迅速かつ効果的な視覚的分析を可能にしています。当社の研究では、豊富なリモートセンシングデータのアーカイブのおかげで、チャモリ災害と同じ場所で発生した以前の氷雪崩を、シミュレーションおよび再現することができました。

雪崩のホットスポット

当社の研究は、他の研究でも報告されている興味深い観察から始まりました。他の研究:チャモリ災害の現場は雪崩のホットスポットです。過去20年間の衛星画像を精査した結果、同じ谷で2つの氷雪崩といくつかの雪崩を特定しました。

以下は、2021年の出来事をより脆弱にした2016年の雪崩です。Image: Anshuman Bhardwaj/University of Aberdeen、

2000年初頭と2016年9月に、懸垂氷河の崩壊によって発生した氷雪崩は、約1,000万m³の氷河氷からなる大規模なもので、谷底の約3.5kmを埋め、最大50mの高さに達した堆積物で覆いました。しかし、チャモリ災害は2016年9月の氷雪崩からわずか4.5年以内に発生したため、このシナリオ全体がさらに興味深いものとなっています。

2021年の災害は、2016年の雪崩の2.5倍以上の体積がありましたが、2016年の純粋な氷質の組成とは対照的に、80%が岩石で構成された雪崩によって引き起こされました。

同じ標高から発生し、5年以内に同じ谷を襲った、この2つの大規模かつ構成の異なる氷雪崩の連続は、独特のものです。これは、氷の含有量が異なる頻繁な雪崩が、その流下距離と破壊力においてどのように変化しうるかを理解するための、前例のない自然の試験場を提供してくれました。

2021年のチャモリ雪崩は岩石80%、氷20%で構成されており、そのためさらに致命的なものとなりました。Image: Anshuman Bhardwaj/University of Aberdeen

将来を予測する

統合的なアプローチを採用し、2016年と2021年の雪崩について、発生前と発生中の流動特性の両方を研究しました。通常値の約5倍を超える地表移動速度の短期的および長期的な変化を観測しました。

地表移動の推定は、過去の氷雪崩の発達と経路の観測において有効であることが証明されています。1973年には、崩壊を予測するため、不安定な懸垂氷河において初めて初めて移動が測定されました。この現地ベースの監視手法の成功は、2014年に、イタリアのグランド・ジョラス南面からの懸垂氷河の「崩落」を、雪崩発生の10日前に正確に予測したことで実証されました。

しかし、これらの高山地域における物流上の問題により、このような現地ベースの取り組みは限られています。当社の観測、特に2016年の雪崩に関する観測は、リモートセンシングによる移動推定が、より広い範囲をカバーできるだけでなく、懸垂氷河を監視し、さらには大規模で危険な氷雪崩を予測するための、適時かつ費用対効果が高く、より安全な方法にもなりうることを示しています。

しかし、リモートセンシング観測には不確実性が伴い、将来の予測可能性を確立するには、地表移動における統計的に有意な傾向を特定するためのさらなる研究が確かに必要です。

使用した熱力学モデルにより、2016年9月の事象と、この事象が谷に及ぼした最大圧力をシミュレーションしました。その圧力は6,000キロパスカル(圧縮強度の指標)であることがわかりました。これは、侵食されやすい堆積物の追加によって谷の断面に目に見える変化をもたらすのに十分な大きさであり、将来の事象を悪化させる可能性があります。

季節的な雪崩によっても、谷のこの部分は十分に潤滑された状態が保たれています。次に、2021年の事象を2つのシナリオでシミュレーションしました。1つ目は、過去の残存雪崩堆積物の侵食特性を指定しないもの、2つ目は、定義された侵食帯を含めたものです。

結果は、過去の氷および雪崩による残存谷堆積物が、2021年の岩氷雪崩の体積と流動を助長した可能性が高いことを示しており、これにより、下流の住民にまで及んだ異例の到達範囲が説明できるでしょう。

2000年と2016年の過去の氷雪崩は、人命や財産に直接的な被害をもたらしませんでしたが、この谷では繰り返し発生する事象です。しかし、チャモリ災害で起きたように、他の氷河災害と組み合わさった場合の将来の影響を予測することは困難です。

気候変動が世界的に加速する中、このような生命を脅かすシナリオは、他の山岳地域でも、より高い頻度と不確実性を伴って発生しつつあります。衛星が頻繁に更新される画像を提供することで、これら高山地帯の災害のパターンを理解することは、将来、多くの命を救い、高価なインフラを守ることにつながる可能性があります。

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