湖の津波

津波は、水域内の大きな体積の移動によって引き起こされる一連の大きな水波で、多くの場合、地震や同様の出来事によって引き起こされます。これは、湖や海で発生する可能性があり、漁師と沿岸住民の両方に脅威をもたらします。津波は近距離の震源域で発生するため、湖や貯水池で発生した津波では警報時間が短くなります。

内陸津波の危険は、さまざまな種類の地殻変動によって発生する可能性があります。これらの中には、湖沼系内または湖沼系周辺での地震、地滑り、土石流、岩石なだれ、氷河崩壊などがあります。ガスや質量流の特性などの火山活動については、以下で詳しく説明します。湖沼での津波は非常にまれです。

湖沼の津波は、湖沼システムの下または周囲で断層がずれることで発生することがあります。断層は、逆断層、正断層、または斜めの横ずれ断層プロセスを通じて地面を垂直方向に移動させ、これにより上部の水が移動して津波が発生します (図 1)。横ずれ断層が津波を引き起こさない理由は、断層の動きには垂直方向の変位がなく、横方向の変位のみで水の移動がないためです。湖などの閉鎖された盆地では、津波は地震による地震時の変位によって生成される最初の波と呼ばれ、セイシュは湖沼内の調和共振と呼ばれます。^[1]

津波が発生するには、特定の条件が必要です。

• 湖底のすぐ下で発生する必要があります。
• 地震の規模は、通常マグニチュード 4 を超える高または中規模です。
• 津波を発生させるのに十分な量の水を押しのけます。

これらの津波は、比較的小さな水域に閉じ込められ、現場の震源に近いため、被害の可能性が高い。津波発生後の警報時間は短く、津波発生後の組織的な緊急避難は困難である。低地の海岸では、小さな波でも大きな浸水を引き起こす可能性がある。 ^[2]住民は、地震発生時の緊急避難経路を知っておく必要がある。

タホ湖は、断層活動により津波の危険にさらされている可能性があります。カリフォルニア州とネバダ州に位置し、断層に囲まれた山間の盆地にあります。これらの断層のほとんどは湖底にあるか、氷河河成堆積物に隠れています。タホ湖は先史時代の噴火の影響を受けており、湖底堆積物の研究では、高さ10メートルの崖が湖底堆積物を押しのけており、かつて水が押しのけられて津波が発生したことを示しています。タホ湖の津波とセイシュは、最大水深が波長よりもはるかに小さいため、浅瀬の長波として扱うことができます。これは、湖が津波の波の特性に与える影響を示しています。これは、海の方が深く、湖は比較的浅いため、海の津波の波の特性とは異なります。海洋津波の場合、波の振幅は津波が海岸に近づいたときにのみ大きくなりますが、湖沼津波の場合、波は浅い環境で生成され、閉じ込められます。

これは、湖沿いの 34,000 の永住住宅と、その地域の観光業に大きな影響を与えるでしょう。津波の遡上により、地震に起因する恒久的な地盤沈下により、湖の近くの地域が浸水することになりますが、最大の遡上と振幅は、実際の津波ではなく、セイシュによるものです。セイシュは湾内で共鳴し、波を反射して結合し、より大きな定在波を形成するため、被害を引き起こします。^[1]タホ湖はまた、約 5 万年前にマッキンニー湾を形成した盆地の西端の大規模な崩壊を経験しました。これにより、高さ 330 フィート (100 メートル) に近い津波/セイシュ波が発生したと考えられています。^[3]

地中土砂流（地滑りまたは急速な土砂崩れ）は、地震による揺れ、または地滑り層を引き起こす土砂の飽和の結果として、大量の堆積物が不安定になったときに発生します。その後、大量の堆積物が湖に流れ込み、突然の大きな水の移動を引き起こします。地中土砂流によって発生する津波は、最初の初期波が津波波であるという観点から定義され、地中土砂流の観点から見た津波は、3 つのゾーンに特徴付けられます。飛沫帯または波発生ゾーンは、地滑りと水の動きが連動する領域で、地滑りが移動する限り広がります。次の近距離領域は、予測目的に不可欠な振幅や波長などの津波波の特性に基づいています。次に、遠距離領域があります。この領域では、プロセスは主に分散特性によって影響され、湖の津波を調査する際にはあまり使用されません。ほとんどの湖の津波は、近距離プロセスのみに関連しています。^[4]

ダムを越えて貯水池湖に地滑りが起こった最近の例は、1963年にイタリアのヴァイヨントダム災害で発生しました。古地震学的観測やその他の堆積コアサンプルプロキシには、西暦563年のレマン湖を含む世界中で地滑りによって引き起こされた湖沼津波による壊滅的な岩盤崩壊の証拠が存在します。^[5]

ニュージーランド南島のアルパイン断層が破壊した場合、クイーンズタウン（ワカティプ湖）とワナカ（ワナカ湖）の湖畔の町で、修正メルカリ震度5程度の揺れが予測されています。これにより、湖の中で津波を発生させる可能性のある空中土砂流が発生する可能性があります。これは、これらの湖畔の町に住む28,224人の住民（2013年ニュージーランド国勢調査）に壊滅的な影響を与え、人命や財産が失われる可能性があるだけでなく、急成長している観光産業にも損害を与え、復興には何年もかかるでしょう。

この地域を管轄するオタゴ地方議会は、そのような事態が発生した場合、両方の湖で津波が発生する可能性があることを認識している。

湖沼では、火山活動によって津波が発生することがあります。火山活動では、ガスの蓄積によって湖沼が激しく転覆するほか、火砕流などのより複雑なモデル化が必要となる。湖沼の転覆は極めて危険であり、湖底に閉じ込められたガスが上昇するマグマによって加熱され、爆発して二酸化炭素ガスが放出されるときに発生する_。その一例がキブ湖である。^[要出典]

アフリカ大湖のひとつであるキブ湖は、コンゴ民主共和国とルワンダの国境に位置し、東アフリカ大地溝帯の一部となっている。地溝帯の一部であるため、湖底の火山活動の影響を受ける。その結果、湖底にメタンと二酸化炭素が蓄積し、激しい湖水噴火を引き起こす可能性がある。

湖水噴火（「湖水反転」とも呼ばれる）は、火山と湖底の高濃度ガス水との相互作用が原因で、湖水が加熱され、急激な温度上昇によりメタン爆発が起こり、大量の水が押しのけられ、ほぼ同時に二酸化炭素が放出される。この二酸化炭素は多数の人々を窒息させ、ガス爆発によって押しのけられた水から津波が発生し、キブ湖岸に住む200万人全員に影響を与える可能性がある。^[6]湖水反転などのイベントの警告時間は数分程度と非常に短く、イベント自体に気付かない可能性もあるため、これは非常に重要です。この場合、地元住民の教育と準備が重要であり、この現象が実際に起こった場合の影響を軽減するために、湖内で何が起こっているかを理解するために、この分野で多くの研究が行われてきました。

キブ湖の湖の反転は、2 つのシナリオのいずれかで発生する可能性があります。(1) 最大 100 年間のガス蓄積により湖のガス飽和が起こり、ガス飽和度が 100% を超えた深さでガスが自然噴出する、または (2) 火山または地震が反転を引き起こす。いずれの場合も、大量の水が垂直方向に強く持ち上げられると、ガスの泡と水が水面まで上昇し、水面を突き抜けます。泡立つ水柱がガスを含んだ新鮮な水を引き込むと、泡立つ水柱は広がり、より活発になり、仮想的な「連鎖反応」が発生し、水火山のように見えます。非常に大量の水が、最初は垂直に、次に表面の中心から水平に、そして泡立つ水柱の底に向かって水平に押し出され、ガスを含んだ新鮮な水が供給されます。上昇する水柱の速度は、中心部で湖面より 25 メートル以上上昇するまで上昇する可能性があります。水柱は 1 キロメートルをはるかに超える幅に広がり、湖全体を激しくかき乱す可能性があります。水火山が完全に発達するには 1 日かかる可能性があり、その間に 4,000 億立方メートル (約 12tcf) 以上のガスが放出されます。これらのパラメーターの一部、特にガス放出にかかる時間と水柱が上昇する高さは不確実です。二次的な影響として、特に水柱が一連の急上昇で不規則に振舞う場合、湖面は​​最大数メートル上昇し、噴火の震源地から放射状に広がる一連の津波または波が発生します。同時に、表面水は震源地から毎秒 20 ～ 40 メートルもの速度で流れ、中心からの距離が増すにつれて速度が遅くなります。発生する波の大きさは予測できません。波の高さは、水柱が周期的に押し寄せる場合に最も高くなり、その結果、波の高さは 10～20 メートルにも達します。これは、垂直な水柱が水面に上がるまでの経路が常に変化することによって生じます。この全体的な反転動作を予測する信頼性の高いモデルは存在しません。津波予防策として、人々は湖面より少なくとも 20 メートル高い高台に移動する必要があります。ルジジ川ではさらに悪い状況になる可能性があり、湖面の急激な上昇により、タンガニーカ湖まで 700 メートルの急勾配の川の谷で鉄砲水が発生し、20～50 メートルの高さの水の壁が峡谷を流れ落ちる可能性があります。キブ盆地の住民にとって水だけが問題ではありません。4,000 億立方メートルを超えるガスが放出され、空気より密度の高い雲が発生し、谷全体を 300 メートル以上の深さまで覆う可能性があります。二酸化炭素とメタンの混合物に硫化水素が混じったこの不透明なガス雲の存在は、あらゆる生物を窒息させ、死傷者の大半を引き起こすことになるだろう。住民は安全を確保するために、湖面より少なくとも 400 メートル高いところまで登るよう勧告される。不思議なことに、ガス雲は二酸化炭素中のメタンが 20 パーセント程度で、発火しにくい混合物であるため、ガス爆発の危険性はそれほど高くない。^[要出典]

2014年7月21日午後11時24分、バルダルブンガ火山の噴火に伴う地震群発が続く中、アイスランドのアスキヤ火山の斜面では幅800メートルにわたって崩落が起きた。水位350メートルから始まり、カルデラ全体に高さ20～30メートルの津波を引き起こし、局所的な衝突地点ではさらに大きな津波が押し寄せた可能性がある。遅い時間だったため観光客はいなかったが、捜索救助隊は火山から蒸気雲が上がるのを目撃した。これは地滑りによって放出された地熱蒸気と思われる。地熱活動が地滑りに影響を与えたかどうかは不明である。地滑りには合計3000万～5000万立方メートルが関与し、カルデラの水位が1～2メートル上昇した。^[7]

1980 年 3 月 27 日、セント ヘレンズ山が噴火し、スピリット湖は火山からの側面爆風の影響を全面的に受けました。この噴火に伴う爆風と岩屑なだれにより、一時的に湖の大部分が湖底から押し流され、湖水は湖の北岸に沿った山腹で湖面から 850 フィート (260 メートル) もの高さまで波のように押し上げられました。岩屑なだれにより、約 4 億 3000 万立方メートル (35 万エーカー フィート) の熱分解した木々、その他の植物質、火山灰、およびさまざまな起源の火山岩屑がスピリット湖に堆積しました。この火山物質の堆積により、湖の容積は約 5600 万立方メートル (4 万 5000 エーカー フィート) 減少しました。噴火による泥流と火砕流堆積物が、噴火前の自然の出口であったノースフォーク・トゥール川渓谷への出口を塞ぎ、湖面の標高を197フィート（60メートル）から206フィート（63メートル）上昇させた。湖の表面積は1,300エーカーから約2,200エーカーに増加し、最大深度は190フィート（58メートル）から110フィート（34メートル）に減少した。^{[8] [9]}

湖における津波の危険軽減は、生命、インフラ、財産の保護において非常に重要です。湖における津波の危険管理が最大限に機能するためには、次の 4 つの側面のバランスを取り、相互に作用させる必要があります。

• 備え（湖の津波への備え）
  • 避難計画
  • 津波に備えて設備や備品を準備しておく
  • 湖で津波が発生した場合にどのような危険があるのか​​、また何をすべきかについて地元住民に教育する。
• 湖での津波発生への 対応
  • 救助活動
  • 食料や医療機器などの支援物資を現地に届ける
  • 避難を余儀なくされた人々に仮設住宅を提供する。
• 津波からの 復興
  • 破壊された道路網とインフラの再建
  • 被害を受けた建物の再建および移転
  • 瓦礫や浸水した土地の清掃。
• 軽減（次回の津波の影響を軽減するための計画）
  • 津波の遡上に対する緩衝地帯を設けるために土地利用区分を設定し、湖岸に建物を建てることができないようにする。

これらすべての側面を考慮し、継続的に管理・維持することで、湖内の津波に対する地域の脆弱性は減少します。これは、危険自体が減少したからではなく、影響を受ける人々の意識が高まり、実際に津波が発生したときに対処する準備がより整ったからです。これにより、地域の復旧と対応にかかる時間が短縮され、混乱の程度が軽減され、ひいては災害が地域社会に与える影響も軽減されます。

この記事における湖沼津波現象の調査は、一定の制約によって制限されていました。国際的には、特定の湖沼についてかなりの研究が行われてきましたが、この現象の影響を受ける可能性のあるすべての湖沼が調査されているわけではありません。これは特にニュージーランドに当てはまり、主要な湖沼で津波が発生する可能性は危険であると認識されていますが、それ以上の研究は完了していません。

• 津波の一覧
• アイスジャム
• 巨大津波（湖での複数の災害を列挙）
• マウント・ブレイケンリッジ
• クイッククレイ
• セイシェ

• Walder , JS ; et al. (2003). 「陸上の質量流によって発生する津波」。Journal of Geophysical Research: Solid Earth。108 ( B5): 2236。Bibcode :2003JGRB..108.2236W。doi :10.1029/2001JB000707。
• イチノセ、ジーン A.; 他 (2000)。「カリフォルニア州ネバダ州タホ湖で発生した大地震による津波とセイシュ波の潜在的危険性」。地球物理学研究レター。27 (8): 1203– 1206。Bibcode :2000GeoRL..27.1203I。doi :10.1029/1999GL011119。
• Freundt, Armin; et al. (2007). 「湖沼における火山性津波：ニカラグアの事例と一般的な影響」. Pure and Applied Geophysics . 164 ( 2– 3). バーゼル：Springer：527– 545. Bibcode：2007PApGe.164..527F. doi：10.1007/s00024-006-0178-z. ISSN  0033-4553.
• ヘラー、V.ヘイガー, WH州;未成年者、H.-E. （2009年）。ボス、R. (編)。ため池における地すべり発生衝撃波の基礎と計算（技術報告書）。チューリッヒ: ETHチューリッヒ。土井：10.3929/ethz-b-000157446。 VAWミッテルン211。