ニューヨークの高層ビルが沈没させている

1889 年 9 月 27 日、労働者はタワービルの最後の仕上げを行いました。 それは 11 階建ての建物で、その鋼鉄骨組み構造のおかげで、ニューヨーク市初の超高層ビルと考えられています。 タワー ビルディングはとうの昔に存在しません – ブロードウェイのプラムスポットは 1914 年に撮影されました – しかし、その建設は建設工事の始まりを示し、その勢いは今も止まりません。

米国地質調査所（USGS）の研究者の推定によると、ニューヨーク市を構成する300平方マイル（777平方キロメートル）には、7億6200万トン（1兆6800億ポンド）のコンクリート、ガラス、鉄鋼が眠っている。 この数字には建設資材に関する一般化が含まれていますが、その驚異的なトン数には、数百万の建物内の設備、建具、家具は含まれていません。 また、それらを接続する交通インフラやそこに住む850万人の人々も含まれていません。

その重量すべてが、その建物が建てられている土地に異常な影響を与えています。 5月に発表された研究結果によると、その地盤は上層の都市の建物によって加えられる圧力のせいで、年間1～2mm（0.04～0.08インチ）ずつ沈下しているという。 そして、これは専門家にとって懸念すべきことです。海面上昇に土地の沈下が加わると、相対的な海面上昇は年間 3 ～ 4 mm (0.12 ～ 0.16 インチ) になります。 それは大したことではないように聞こえるかもしれませんが、数年にわたって、沿岸都市にとっては重大な問題となります。

ニューヨークは、最後の氷河期の終わり以来、すでに地盤沈下に苦しんでいます。 氷床の重みが解放されて、東海岸の一部の陸地は拡大している一方、ニューヨーク市が位置する部分を含む沿岸陸地の他の部分は沈静しつつあるようだ。 「その緩和が沈下を引き起こすのです」と、カリフォルニア州モフェットフィールドにあるUSGS太平洋沿岸海洋科学センターの研究地球物理学者であり、この研究の著者4人のうちの1人であるトム・パーソンズ氏は言う。

しかし、都市の建築環境の巨大な重量がこの地盤沈下を悪化させている、とパーソンズ氏は言う。

そしてこれは世界的な現象です。 パーソンズ氏は、ニューヨーク市は「移住者によって人口が増加し、都市化が進み、海面上昇に直面している米国および世界の他の沿岸都市の代理とみなすことができる」と述べている。

沿岸都市が沈下する理由はさまざまですが、陸地を圧迫する大量の人的インフラが影響を及ぼしています。 このインフラの規模は膨大で、2020 年には人工物の質量がすべての生物バイオマスの質量を上回りました。 (コンクリートがどのように私たちの時代を定義する素材になったかについて詳しく学びましょう。)

何億人もの住民が住んでいるこれらの都市が海に沈むのを止めるために何かできることはないでしょうか？

インドネシアの首都ジャカルタは、地盤沈下と海面上昇の複合作用により、潮害の危険性がますます高まっている (クレジット: Getty Images)

インドネシアの首都ジャカルタなど、世界中の一部の都市は他の都市よりもはるかに早く沈下している。 「一部の都市では、年間数センチメートルの沈下が見られます」とロードアイランド大学ナラガンセット校の海洋学教授スティーブン・ドント氏は言う。 このままでは、海面の上昇を上回る速度で都市が沈下しつつある。 「それに匹敵するには、氷の融解を一桁増やす必要があるでしょう。」

ドント氏はニューヨークの研究の共著者であるだけでなく、衛星画像を使用して世界中の99の沿岸都市の地盤沈下率を測定した2022年の研究の著者3人のうちの1人でもある。 「最近のペースで地盤沈下が続けば、これらの都市は予想よりもずっと早く深刻な洪水に見舞われることになるだろう」とドント氏とその同僚であるロードアイランド大学のペイチン・ウー氏とマット・ウェイ氏は書いている。

東南アジアは、最も急速な地盤沈下に見舞われている都市のリストに大きく入っている。 ジャカルタの一部では、年間 2cm ～ 5cm (0.8 ～ 2 インチ) のペースで地盤が沈下しています。 1,240マイル（1996km）離れた場所に建設中の都市によってインドネシアの首都に代わっているジャカルタのほかに、マニラ（フィリピン）、チッタゴン（バングラデシュ）、カラチ（パキスタン）、天津（中国）があった。 これらの都市はすでにインフラの損傷や頻繁な洪水に見舞われている。

一方、メキシコシティは海岸沿いではありませんが、スペイン人が植民地として占領した際に地下の帯水層を排水したため、年間50センチ（20インチ）という驚くべき速さで沈下しています。 研究によると、沈下が止まるまでにはさらに150年かかり、さらに約30メートル（98フィート）沈下する可能性がある。

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しかし、ドント氏らの研究の焦点は沿岸都市だ。 たとえば、インドネシアのスマランの大部分は年間 2 ～ 3 cm (0.8 ～ 1.2 インチ) で沈下しており、フロリダ州タンパ湾北部のかなりの地域は年間 6 mm (0.2 インチ) で沈下しています。

この沈下はある程度は自然に起こるとウェイ氏は言う。 しかし、建物の負荷だけでなく、地下水の採取や深層の石油とガスの生産によって、人間によってその速度が大幅に加速される可能性があります。 これらのそれぞれの現象の相対的な寄与は「場所によって異なるため、海岸沈下を理解し、それに対処するのは困難な課題となっている」とウェイ氏は言う。

人間の建築環境が成長し続けると、その下の土壌と岩盤に圧力が加わり、沈下を引き起こす可能性があります (クレジット: Getty Images)

しかし、私たちはそれに対処しなければなりません。 水の上昇は、防潮堤を越えて衝突し始めるかなり前に被害を引き起こします。それはすべてのボートを沈める上昇潮です。

ドント氏によると、相対的な海面上昇の最初の影響は地表下で起こるという。 「埋設された公共の電線、埋設されたインフラストラクチャ、埋設された建物の基礎があると、地上に現れるずっと前から海水がそれらに作用し始めます。」 これが続くと、嵐はさらに都市に水をもたらします。

解決策は局所的な沈下の原因によって異なります。

明らかなアプローチの 1 つは、それ自体に問題は伴いますが、構築を中止することです。 パーソンズ氏が説明するように、建物の下の地盤の沈下は「通常、建設後 1 ～ 2 年で完了します」。 ニューヨーク市の大部分には片岩、大理石、片麻岩の岩盤がありますが、これらの岩石にはある程度の弾性と亀裂があり、それが沈下の一因となります。 しかしパーソンズ氏らは、マンハッタン南部で特に広く見られる粘土質の多い土壌と人工の埋め立て材が、最大規模の地盤沈下を引き起こす可能性があると指摘する。 したがって、最大の建物を最も強固な基盤の上に配置することは、下落傾向を軽減するのに役立つ可能性があります。

少なくとも一部の場所では、別の解決策は、地下水の取水と地下帯水層からの抽出を遅らせることです。 パーソンズ氏らは、都市化が進むと採取される地下水の量が増加する可能性が高く、人口増加に対応するための建設工事もさらに増加するだろうと警告している。 都市の水需要を供給し、地下水レベルを維持するためのより持続可能な方法を見つけることが役立つ可能性があります。

しかし、最も一般的なアプローチは、防潮堤などの洪水防御の建設と維持という、乱雑で不完全なプログラムです。 東京の地盤沈下への適応には 2 つの側面があります。 市はコンクリート堤防、護岸、ポンプ場、水門などの物理的構造物を建設してきました。 これらは、避難リハーサルや早期警戒システムなどの社会的対策と組み合わされています。

場合によっては住民自身が介入することもある。2021年の調査では、ジャカルタ、マニラ、ホーチミン市の住民が独自の非公式な措置をどのように講じたかが文書化されている。 これには、床を高くしたり、家電製品を移動したり、マニラでは湿地帯の住宅間に間に合わせの橋を架けたりすることが含まれる。

その他の有用なツールには、減衰タンクがあります。これは、地下に設置され、制御された遅い速度で雨水を放出する大型タンクです。 パイプ製造会社 Wavin の排水専門家である Martin Lambley 氏は、減衰タンクは池、ソーカウェイ (水がゆっくりと排水される瓦礫の穴)、沼地 (湿地帯) などの自然要素と組み合わせる必要があると述べています。 「私たちが今日直面している課題は、都市の下水道や排水システムが最初に導入された頃とは大きく異なります」と彼は言います。

水位が上昇すれば、さらに革新的な解決策が見つかるかもしれません。 2019年、国連はポンツーン構造の形態をとる可能性のある水上都市に関する円卓会議を開催した。 最後に、温室効果ガスの排出を排除して気候変動を阻止すれば、極地の氷床の少なくとも一部の融解を防止または遅らせ、海面上昇を遅らせることができます。

「政府は懸念する必要があると思います」とドント氏は言う。 「数十年後にインフラや経済能力が大幅に失われることを望まないなら、今すぐ計画を始める必要がある。」

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