世界の重要な帯水層が深刻な危機に瀕している

蛇口から流れ出る水、使い捨てボトルに不必要に詰め込まれた水、冷蔵庫の中の野菜を育てるのに使われた水など、そのすべてがどこかの帯水層から来ている可能性があります。帯水層は地下に水を蓄える層で、多孔質の岩石や砂利などの堆積物で構成されています。雨が降ると、一部の水は湖や川に集まり、最終的には海に流れ出ますが、一部は地中深くに浸透し、これらの地下の貯蔵庫に蓄積されます。

私たちは文明社会に潤いを与えるため、浅い井戸を掘ったり、より深いボーリングホールを掘って帯水層に水を汲み上げてきたが、その汲み上げはもはや手に負えないレベルに達している。ネイチャー誌に本日発表された驚くべき新論文では、世界中の1,700の帯水層システムに関する入手可能なデータを検証し、71パーセントの帯水層で地下水が減少していることを発見した。これらの帯水層の3分の2以上は年間0.1メートル（0.33フィート）減少し、12パーセントは0.5メートルの割合で減少している。（この減少は、井戸を覗き込み、翌年再び訪れたときに水位が0.1メートル下がっているのを見るようなものだと考えてほしい。）帯水層のほぼ3分の1で枯渇が加速しており、特に気候が乾燥しており、水やりを必要とする農業が盛んな地域では、減少が加速していることを意味する。

「世界中の何十万もの井戸で行われた3億回にも及ぶ実世界の観測から、2つの主要な発見が明らかになりました」と、カリフォルニア大学サンタバーバラ校の水科学者で、この論文の共同筆頭著者であるスコット・ヤセチコ氏は述べています。「1つは、残念ながら急速な地下水位の減少が世界的に広がっており、特に耕作地が広がる乾燥地帯で顕著であるということです。そして2つ目は、さらに悪いことに、地下水位の減少は、過去40年間で地球上の陸地の不釣り合いなほど大きな割合で、むしろ加速しているということです。」

帯水層は、地下に安全に閉じ込められ、液体が容易に蒸発しない、信頼できる水源であるはずです。それは、干ばつなどの緊急時に利用できる、雨の日のための貯水池、あるいはより正確には、渇水のための貯水池です。しかし、チリからアフガニスタン、インド、中国、そして再びアメリカ合衆国に至るまで、人類は持続不可能なペースでこれらの貯水池を枯渇させています。（下の地図では、濃い赤は年間1メートルの地下水減少を示し、薄い赤は減少が少ないことを示しています。）もともと乾燥した気候が気候変動によってさらに乾燥している地域では、人々は頼れる地上の水が少なくなり、帯水層からの過剰汲み上げを余儀なくされています。

こうした乾燥地帯で大規模な農業が行われている地域では、問題はさらに深刻化します。地球温暖化が進むほど、農作物に必要な水は増えるからです。そして、気候変動によってこれらの地域で降水量が減少すれば、帯水層を自然に満たす水も減少し、通常は人為的な汲み上げ分の一部を相殺することになります。「地下水位の低下が加速している帯水層システムの非常に大きな部分は、過去40年間に降水量が減少してきた地域でもあります」とヤセチコ氏は言います。

脅威は、水が最終的に枯渇するだけでなく、地質学的および水文学的な特異な副作用を引き起こすことでもあります。一部の地域では、地下水が河川に流れ込んでおり、帯水層が枯渇すると、それらの水域も縮小します。海岸沿いでは、地下水の喪失により海水が地下から帯水層に流れ込み、人々や農作物の水源を汚染します。

さらに深刻なのは、地下水の絶え間ない汲み上げが土地の沈下を引き起こしていることです。これは地盤沈下と呼ばれる現象です。帯水層を干拓すると、空の水筒のように崩壊します。ある推計によると、今後20年間でこの地盤沈下は16億人に影響を与え、数兆ドルの損害をもたらす可能性があります。

例えばカリフォルニアでは、農業のせいで、場所によっては土地が数十フィートも沈下している（上の地図で州が濃い赤色になっていることに注目）。インドネシアのジャカルタでは、住民や企業が帯水層の水を汲み上げているため、一部の地域では毎年ほぼ1フィート沈下している。今月初め、研究者らは、米国東海岸の最大74,000平方キロメートル（29,000平方マイル）が年間最大2ミリメートル（0.08インチ）の地盤沈下の危険にさらされており、3,700平方キロメートル以上が5ミリメートル以上沈下していると報告した（ただし、問題は地下水の減少だけではない。他の科学者らは、ニューヨーク市が、高層ビル群が地面を押し下げていることもあって、年間最大4ミリメートル沈下していることを発見している）。こうした沿岸部の沈下は、海面上昇と同時に起こっており、問題を大幅に悪化させている。

沿岸都市の急速な成長により人口が増加し、より多くの水を必要とするようになるというさらなる圧力も存在しますが、その水は地下の帯水層からしか得られない可能性があります。そのため、解決策はシンプルです。地下水の汲み上げを止め、可能な場所では水を地中に還元することです。しかし、水を渇望する人々や作物を育てなければならない状況では、言うは易く行うは難しです。「稀ではありますが、地下水位の低下が回復した事例もあります」とヤセチコ氏は言います。タイのバンコクがその例であり、アリゾナ州アヴラ渓谷の帯水層はコロラド川からの導水により順調に回復しています。

こうした「帯水層涵養」技術は世界中に広がっています。例えばカリフォルニア州では、ヘリコプターから巨大なセンサーを吊り下げ、雨水を導くのに最適な帯水層を見つけ出そうとしています。ロサンゼルス、ピッツバーグなどの大都市では、雨水を吸収して地下に浸透させる都市インフラが整備されています。こうしたスポンジシティは、洪水を防ぐためにできるだけ早く水を流すように道路が設計されてきた、何世紀にもわたる伝統的な都市計画に反するものです。今こそ、コミュニティガーデンやその他の都市緑地が雨水を吸収し、地域の洪水を防ぎ、帯水層を涵養するために、これまで以上に必要とされています。（これらの緑地で太陽光パネルの下で作物を育てれば、都市住民のための食料と再生可能エネルギーを生産することができます。）

自治体は帯水層への負担を軽減するため、水リサイクルプログラムも開始しています。最新技術により、ほとんど飲用できない廃水を超純水に変換し、飲料水や農作物への散水に利用できるようになりました。つまり、家庭や事業所から排出される廃水を海に流す代わりに、リサイクルを継続することで、地域の帯水層水の需要を減らすことができるのです。「廃水を回収し、高度に管理された処理プロセスにかけ、その後、直接飲料水システムに戻すことは、まさに画期的なことになりかねません」と、サンノゼ州立大学で持続可能な水管理を研究しているキャサリン・カオ・クッシング氏は述べます。彼女は今回の研究には関わっていません。

世界の帯水層が今まさに脅威にさらされている今、私たちには実はチャンスがある。都市をより緑豊かにし、沿岸地域の沈下を防ぎ、水との複雑な関係を見直すチャンスだ。「この論文が私たちに考えさせているのは、地球規模で地下水の利用可能性に大きな変化が起こり得るということ、そしてそれに応じた備えをすべきだということです」とクッシング氏は語る。