アマチュアビデオが致命的な津波の理解にどのように役立っているか

ヘルマン・フリッツはラジオでニュースを聞いた。2004年のクリスマスの翌日、ジョージアに住む土木技師のフリッツは休暇でスイスのチューリッヒにある両親の家を訪れていた。スピーカーからレポーターの声が聞こえてきた。「インド洋で地震が発生し、津波が続きました。数千人が死亡したと推定されています。」

当時32歳だったフリッツは、人的被害の大きさに衝撃を受けた。しかし同時に、専門家としての関心も抱きながら話を聞いていた。彼は最近、サバンナにあるジョージア工科大学の教授に就任し、津波を研究していたのだ。風に導かれる海岸の波とは異なり、津波は地震、火山活動、あるいは海底や湖の深海、あるいは海岸沿いで発生し、大量の水を押し流す地滑りによって勢いを増す。この揺れが引き金となって、数分、場合によっては数時間かけて次々と波が押し寄せ、ほとんどの建物よりも高い高さに達する。フリッツはこうしたことをすべて知っていたが、生きている間にこのような津波に遭遇したことはなかった。

残念なことに、ニュースでは詳細がほとんど伝えられていなかったので、フリッツは箱型の家庭用コンピューターにログオンし、米国地質調査所の国立地震情報センターの URL を入力して、何がわかるか調べてみた。

スマトラ島北部の西海岸沖45マイル（約72キロ）で、インドプレートとビルマプレートの間で変位が発生しました。地震の当初のマグニチュードはリヒタースケールで8.0と推定され、太平洋津波警報センターの科学者たちは、せいぜい近隣の島々に局地的な津波被害が出る程度と予想していました。しかし、彼らの予想は外れました。地震発生から40時間近く経って、地震の真の力は745マイル（約1100キロ）の断層線に沿って伝播する間、隠れたままだったことが判明したのです。地震学者たちはマグニチュードを9.0に引き上げましたが、2005年5月に発表された最終的なマグニチュードは、このインド洋地震が記録史上最大のマグニチュード9.1であったことを示しています。

津波はインド洋を襲い、タイのビーチで休暇を過ごしていた人々を溺死させ、インドネシアでは数千戸の家屋を破壊し、家族全員を死に至らしめ、遠く南アフリカの海岸にも押し寄せました。津波が引いて被害状況を調査したところ、23万人が死亡し、170万人が家を失いました。その日、太平洋津波警報センターで働いていたある科学者が私に語ったように、「おそらく文明の夜明け以来、最も破壊的な津波だった」のです。

インド洋津波から15年が経ちました。当時、この異常な津波現象を研究していた科学者は比較的少数で、1946年のハワイ津波の粗い白黒映像など、ほんのわずかなビデオ資料しかありませんでした。しかし、この大惨事以降、この分野は急速に進歩しました。甚大な悲劇は、災害対策計画担当者や政府の資金提供者に緊急感をもたらしました。しかし、この科学的進歩は、それとは無関係な技術開発によっても可能になりました。それは、一般の人々が簡単に使用できるビデオ録画機器です。目撃者が不気味に迫ってくる津波の映像を撮影したおかげで、科学者たちは現在、津波の到達地点や津波が内陸部にどのように押し寄せるかを示す詳細な地図を作成できるようになりました。

12月の朝、両親の机に座り、米国地質調査所のサイトと国際津波掲示板を監視していたフリッツは、自分が必要とされるだろうと悟った。彼の専門知識は、ほとんどの津波専門家よりもさらに難解だった。津波の80%以上は地震によって引き起こされるが、フリッツは火山、地滑り、海底噴火といった、珍しい原因による津波に惹かれていた。彼は以前、永久凍土の融解が地滑りを引き起こす可能性があるアルプスの湖沼における現象を研究していた。しかし、この分野の専門家は非常に少なかったため、留まることはできなかった。新年から1週間後、彼はスリランカ行きの飛行機に乗っていた。

フリッツ氏がコロンボの空港に到着した頃には、世界中から集まった科学者チームが既に南アジア各地に展開していた。フリッツ氏は、スリランカの科学者4名とニュージーランドとアメリカの科学者8名からなる緊急対応チームに合流した。南カリフォルニア大学のエンジニア、コスタス・シノラキス氏もその一人だった。

タクシーでホテルに向かう途中、フリッツは島国の道路に何千人もの人々が行き交うのを目にした。津波の襲来により、50万人のスリランカ人が避難を余儀なくされた。さらに3万5000人が死亡または行方不明となっている。首都には数十の診療所と救援キャンプが開設され、軍の輸送機が上空をホバリングして救援物資を投下していた。

甚大な被害を受けた南海岸の都市、ゴールへの道は、道路状況の悪化によって行き詰まった。道路の大部分が跡形もなく消えていたのだ。のどかな海岸には、破壊された家屋や船の残骸が散乱していた。通信塔の尖った残骸が、まるで城の塔のように砂浜から突き出ていた。

人々は水に抗うすべはほとんどなかった。当時、世界中に地震を検知するための地震観測所が数百カ所あったが、津波発生の兆候となる海面の急激な変化を追跡するように設計されたセンサーはわずか6カ所だった。深海津波評価報告システム（DART）と呼ばれるこのシステムは、海底に設置された機器で波高の不規則な変化を計算し、海面のブイと通信する。ブイはその情報を衛星に中継し、衛星はデータを地域の津波警報センターに送信する。しかし、2004年には、DARTのセンサー6つすべてが太平洋に設置されており、インド洋には1つも設置されていなかった。インドネシア、タイ、モルディブ、その他数カ所に設置された潮位計など、それほど精密ではない海面測定装置が、急激な海面上昇を捉えたのだ。データは1時間間隔で送信されていたが、津波により一部の基地局がオフラインとなり、地域の警報システムは津波の進路にいる全員に警報を発するのに不十分だった。

津波の被害状況を調査する技術も、それほど高度なものではなかった。フリッツ氏と仲間たちは一週間、スリランカ南部の海岸沿いを歩き、上流階級の家の繊細な装飾が施されたバルコニーから黄色い巻尺をぶら下げ、建物に刻まれた水位の跡を測定した。彼らは内陸に運ばれた瓦礫を調べ、水によってどれだけ遠くまで運ばれたかを推測しようとした。また、生存者にも聞き取り調査を行った。ある村では、男性が激流から逃れるため、細いヤシの木に16フィート（約5メートル）登った様子を実演してくれた。写真には、日焼けしてカーキ色の服を着たフリッツ氏が、ビーチサンダルと破れた服が散らばった木々に巻尺をバランスよく持ち替えている様子が写っている。このようにして収集したデータを使い、研究チームは津波の最大高さ、移動速度、そして襲来場所を大まかに推定することができた。

これらは、6年前の津波がパプアニューギニアを襲った時も含め、過去にも使われてきた方法と同じでした。しかし今、新たな技術が登場しました。裕福な人々の間でビデオカメラが普及していたのです。

不気味な偶然にも、津波は休暇旅行シーズンのピーク時に襲来した。タイのカオラックでは、何十人もの外国人観光客が、目に見えない力に引き戻され、水が引いていく無人の海岸線へと歩きながら、ドイツ語と英語で困惑を語った。彼らは海面に風船のように浮かび上がる船や転覆する漁船をズームインし、「一体何なの？」と尋ねた。何が起こっているのかに気づいた彼らは、内陸へと走り始めた。そして、波の勢いが増し、恐ろしい混乱が訪れた。

何日もの間、テレビのニュースでは手ぶれしたビデオカメラの映像が繰り返し流れていた。フリッツは、その恐ろしい映像を見た瞬間、それが科学的な研究の機会になると直感した。

科学者たちが行った大まかな計算は、スリランカの木登りをした人など、現場にいた人々に聞き取り調査して得た非常に大まかな情報に頼っていました。「洪水はどれくらいの波が押し寄せ、どれくらいの速さで押し寄せたのか？どの方向に？どれくらいの深さだったのか教えてください」とシノラキス氏は言います。「世界中で何百人もの目撃者に話を聞いてきましたが、そうした情報を得るのは非常に困難です。人々は命からがら逃げていましたから」。画像のおかげで、科学者たちはより信頼できる目撃証言を得ることができました。「ビデオは信じられないほどの進歩です」。

スリランカの後、チームはモルディブ、そして最も多くの犠牲者が出たインドネシアのバンダ・アチェに派遣されました。津波の映像のほとんどはタイの観光客が提供したものでしたが、インドネシアの街路を1.5マイル（約2.4キロメートル）以上内陸に移動する津波の様子を、生存者も撮影していました。「バンダ・アチェの海岸で津波がどれほどの大きさだったかは、誰も生き残っていないため、把握できていません」とフリッツ氏は言います。

フリッツさんは、ネットで見つけた海水が街の通りを流れる動画をブックマークしていた。その動画は、津波の襲来時に自宅に閉じ込められていた地方自治体職員が住宅街で撮影したものだった。フリッツさんはバンダ・アチェでその男性を見つけ、インタビューした。また、動画の場所を調査し、カメラの視点と動きを調整した。「信じられないほど細かい作業です」とシノラキスさんは言う。その結果、街の各所で水がどれだけの速さで移動したかがより正確に測定され、秒速10～15メートルと測定された。フリッツさんが話を聞いた生存者の多くは、津波が通りに溢れかえるのを遠くから見て、目で波の勢いを測ることができなかったため、津波の速さを著しく過小評価していた。「最初はゆっくりと動いているように見えました。飛行機が滑走路に進入するのを見るのと似ています」とフリッツさんは説明する。

調査チームはビデオを分析することで、津波に関する重要な発見もしました。映像を見る前、フリッツ氏とシノラキス氏は、なぜこれほど多くの人が外洋で波を背にポーズをとって写真を撮っているのか理解できませんでした。犠牲者の中には、それらの写真が生涯最後のものになる人もいました。しかし、分析の結果、通常の波は陸地に到達すると速度が遅くなるのに対し、津波は加速し、人々を驚かせることが分かりました。「これは2004年のビデオによって可能になった重要な観察です」とシノラキス氏は言います。何百人ものインタビューにもかかわらず、「津波が海岸線に到達した後に加速したと証言した目撃者は一人もいませんでした」。

フリッツ氏とチームが収集した情報は、現場の人々が津波の動きを理解するのに役立ちました。研究者たちは事後も状況を把握しようとしていました。フリッツ氏と彼の同僚たちは、ただ反応するだけでなく、備えをしたいと考えていました。そのためにはより多くのデータが必要であり、それは次の大きな津波を待つことを意味していました。

それは6年後のことでした。 2011年、壊滅的な津波が日本の東北地方沿岸を襲いました。当時、カメラ内蔵スマートフォンの普及が進み、何百万人ものアマチュアビデオグラファーが突如として災害の瞬間を記録できるようになりました。恐怖に震える傍観者たちは高層ビルから高解像度でこの出来事を録画し、その映像を瞬時にソーシャルメディアに投稿しました。この津波の引き金となったのは、沖合45マイル（約72キロ）で発生したマグニチュード9.1の地震でした。津波の津波壁は、今や悪名高い福島第一原子力発電所の3基の原子炉でメルトダウンを引き起こしました。

数週間後、フリッツは日本にいた。スリランカとインドネシアを訪れて以来、彼は津波追跡者になっていた。まるで、ボロボロのピックアップトラックで竜巻を追いかけるマニアのようだ。彼はハイチ、チリ、ソロモン諸島など、世界各地で発生した十数回の小規模な異常波の被災地を視察した。そして、他の人たちも同様だった。2011年までに、津波科学分野は爆発的な発展を遂げ、日本ではフリッツは300人以上の研究者の一人として現地にいた。

市民もまた、より適切な備えをしていた。津波は日本を壊滅させ、約1万6000人が亡くなったが、その規模を考えると、驚くべき数の人々が生き残った。三陸沿岸の気仙沼湾では、地震発生から2分後に津波警報が鳴り響き、多くの人々が津波が到達する前に屋根の上に避難することができた。

海上保安庁の屋上で、生存者たちは津波の到来を撮影しました。彼らは映像をフリッツ氏と彼のチームに引き渡し、チームは元の撮影場所を訪れ、地上レーザースキャナー（LIDAR）を使って地形のデジタルマップを作成しました。揺れや視点の変化のない映像を見つけるのは大変でした。5分間の動画では、30秒しか使えないこともあるからです。

ジョージア工科大学の研究室に戻ったフリッツは、実際のスキャン画像を元の動画に重ね合わせ、津波の高さと速度を算出した。さらに、瓦礫を一つ切り離してその速度を測定し、津波の流れのパターンを解釈することもできた。気仙沼湾では、津波の速度が最大で秒速11メートルに達していたことが分かった。「この速度に追いつくには、ウサイン・ボルトのような短距離走者でなければならない」と彼は言う。

シノラキス氏によると、ビデオは人命救助にも役立つという。科学者たちは、画像を使って津波の到達時期を予測するコンピュータモデルの精度を確認できるのだ。「コンピュータモデルのベンチマークとして、他にどんな方法があるでしょうか」と彼は言う。「津波警報を聞いたら、あとどれくらいの時間が残されているのか知りたいですよね。」

フリッツとシノラキスがビデオ撮影に集中していた頃、当時シアトルの太平洋海洋環境研究所所長だったエディ・バーナードをはじめとする他の科学者たちは、世界的な津波検知・警報システムの強化に急いで取り組んでいました。インド洋津波の後、米国は津波の研究と対策に5500万ドルを割り当て、2011年まで毎年2000万ドル以上の追加資金を確保しました。研究所はこの資金を使い、数十基のDARTブイを設置しました。他の国々も同様の措置を取りました。現在、世界の海域には約60基のDARTブイが設置されています。

地震モデルの同時的な改善により、警報センターは地震の規模をより正確に迅速に把握できるようになりました。一部の警報センターでは人員が倍増し、現在では世界中で数千人の研究者がこの自然災害を研究しています。

もし今日のシステムが2004年に存在していたら、「スリランカで1万5000人もの人が亡くなることはなかったかもしれません。インドでも何千人もの人が亡くなることはなかったでしょう」と、ホノルル近郊の太平洋津波警報センター副所長スチュアート・ワインスタイン氏は説明する。「もし同じようなことが再び起こったとしても、何千マイルも離れた場所で人々が亡くなることはなかったでしょう。」

DARTブイと地震計からのデータと、生存者のビデオ映像の情報は、強力な組み合わせであることが証明されています。「2004年以前は、地震が津波を予報してくれると誰もが思っていました」とバーナード氏は言います。「それは私たちの粗雑なやり方でした。あまりにも粗雑だったため、警報の75%は誤報とみなされました。」ワインスタイン氏は、「今では約20分以内に津波予報を作成できるツールが整っています」と述べています。

太平洋海洋環境研究所の科学者たちは、フリッツ氏とシノラキス氏が完成させたモデルに基づき、ハリケーンの高潮予測に似た、浸水の予測精度の向上に取り組んでいます。「これは新たなフロンティアです」とシノラキス氏は言います。例えば、海の真ん中の特定の場所で水位が3メートル上昇したことを検知した場合、研究者たちはその水がどこに、どのくらいの速さで移動するかをかなり迅速に推定できます。

こうした詳細な予測は、避難計画担当者や土木技術者にとって極めて重要です。津波の進路にいる人々が高台へ避難する時間がない場合は、別の選択肢が必要になります。インド洋津波の後、日本の技術者は国内沿岸部の垂直避難構造物の増設を推進しました。上部に大きなプラットフォームを備えた骨組みの駐車場のような形をしたこれらの垂直避難構造物は、2011年の津波の土壇場で37棟が避難所となり、約5,000人の命を救いました。さらに、フリッツ氏が2005年に訪れたバンダ・アチェ地区には、500人以上を収容できるように設計された垂直避難ビルが建っています。「この場所が選ばれたのは、そこで生き残った人々のビデオが十分にあり、安心感を与えたからです」と彼は言います。

フリッツは現在47歳。黒髪に髭を剃り、かつての関心事である破壊的な波の稀な誘因の研究に再び取り組んでいます。ジョージア工科大学で教鞭を執っていない時は、オレゴン州立大学のヒンズデール波動研究所（コーバリスから内陸40マイル）にいることが多いです。

2018年7月、私は波動実験室で彼を訪ねた。私たちは、暗く洞窟のようなアリーナの中にある、幅160フィート（約48メートル）×長さ87フィート（約27メートル）の浅い人工造波水槽の端に立っていた。彼は最近まで、このプールを使って地滑りが津波を引き起こす仕組みを研究していた。その研究のおかげで、彼はプールに3,000ポンド（約1300キロ）の砂利を投げ込んだ男として、学内でよく知られていた。シャベルとほうきを手にした学部生たちが、水の中を歩き回り、何度も何度も瓦礫を片付ける作業をしていた。

私が彼に会ったとき、彼はもっと簡単で、しかももっと整理されたプロジェクトに取り組んでいました。フリッツは、海底火山によって発生する波がどのように振る舞うのかを知りたいと考えていました。これはほとんど研究されていない分野です。それを知るために、彼はオレンジ色の空気タンクを水面下に設置しました。コンピューターの前にいる技術者が、タンクの起爆時間をカウントダウンしました。タンクが爆発すると、水中で火山が噴火したときのように、空気が水面を突き破って上昇しました。水が押しのけられ、波はコンクリートの海岸線に向かって放射状に広がりました。

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写真: オレゴン州立大学

コーバリスにあるオハイオ州ヒンズデール波動研究所の指向性波動盆地の岸に波が砕け散る。この盆地は津波のような波だけでなく、あらゆる方向への波を発生させることができる。

地震は場合によっては海底の広大な範囲に影響を及ぼす可能性がありますが、垂直方向の変位は約10メートルに限られます。火山や地滑りは影響範囲が狭いものの、その狭い範囲でより大きな水の移動を引き起こします。つまり、火山や地滑りによる津波は、発生源付近では非常に高い波を伴うことがありますが、広がるにつれて徐々に小さくなっていきます。これは、大きな波を長距離にわたって伝播させる地震とは異なります。

「火山は地震よりもはるかに稀だ」と、激しい波が消えていく中、フリッツ氏は私に言った。しかし、火山が作り出す津波は最も恐ろしいものの一つだ。夏の終わりまでに、フリッツ氏は300回もの火山津波のシミュレーションを観察し、分析した。

フリッツ氏との会談から5ヶ月後、スマトラ島とジャワ島の間にあるアナク・クラカタウ火山が噴火しました。南西斜面が吹き飛び、160エーカー（約64ヘクタール）の岩屑が狭いスンダ海峡に流れ落ちました。30分後、津波が両島の沿岸低地を襲い、437人が死亡、約1万4000人が負傷しました。インドネシアには地震による津波を検知するための海洋観測機器は設置されていましたが、火山起源の津波については警報を発する仕組みがありませんでした。

フリッツはフィールドに戻った。

GLORIA DICKIE (@GloriaDickie) は、科学と環境について執筆するジャーナリストです。

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