樹木が語る、18世紀の津波の忘れられた物語

2021年9月23日午前7時

大災害の痕跡は、長年にわたり文字通り流されてしまいました。しかし、オレゴン州のダグラスモミは、年輪の奥深くに手がかりを残しているかもしれません。

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1700年1月下旬のある夜、太平洋岸北西部の海岸線に沿って走る2つのプレートが、何世紀にもわたる緊張関係の中で蓄積された張力を解放した。地殻変動の轟音とともに、ファン・デ・フカプレートが北米プレートをすり抜け、マグニチュード約9.0の地震がこの地域全体を揺るがした。海岸線は陥没し、津波が北西部の海岸線全体を襲った。

先住民族の伝承にはこの惨事が語り継がれていますが、科学者がそれらの点と点を結びつけたのは後になってからでした。この出来事の地質学的証拠は1980年代まで発見されていませんでした。

しかし、大地震がいつ発生するかを知るだけでは十分ではありません。その規模とその後の正確な情報は、将来の備えにとって不可欠です。研究は、いずれ再び大地震が発生することを疑う余地なく示しています。カスケード沈み込み帯でマグニチュード8～9の地震が発生する確率は約500年ごとと推定されていますが、19世紀後半に最新の機器によるデータ記録が開始されて以来、実際に発生したことはありません。「観測データがありません。なぜなら、非常に稀な地震だからです」とアリゾナ大学のブライアン・ブラック准教授は言います。「しかし、遅かれ早かれ、再び発生するでしょう。」

ブラック氏のチームは今回、地震によって引き起こされた津波の痕跡と思われる新たな証拠を発見した。それは、津波を耐え抜いたオレゴン州沿岸部の古いダグラスファーの木々の中に埋もれていたのだ。ブラック氏と海洋学者ロバート・ジアック氏は、年輪に基づいて、津波が海水で地表を浸水させた年に樹木の成長が鈍化したことを報告している。チームの年輪年代学者、つまり年輪年代の専門家であるブラック氏でさえ、この関連性を発見するとは予想していなかった。「嬉しい驚きでした」と彼は言う。樹木の成長の阻害と洪水の地理的範囲を結びつけることで、現在と過去をつなぐ窓が開かれる。「津波の浸水範囲を地図化する新しいツールが生まれるかもしれません」と彼は続ける。チームの研究は、6月下旬に「Natural Hazards and Earth System Sciences」誌に掲載された。

海岸沿いの樹木が地震記録の新たなツールとなり得るという考えは、地質学者にとって歓迎すべきものだ。人口密度が高く危険度の高いこの地域で、地震や津波の余波をより深く理解し、政策立案者が将来の災害に備えるために用いる洪水モデルの妥当性を検証するために、これらの樹木を活用できる可能性がある。「私たちはこの地域の地質学的記録に大きく依存しています」と、この研究には関与していない米国地質調査所の地質学者、ジェシー・パール氏は言う。「ここは、多様な分野の科学者が集結して一つの結論を導き出さなければならない、世界でも数少ない場所の一つなのです。」

前回の巨大地震から321年が経ち、この海岸沿いは大きく様変わりしました。沿岸部のコミュニティは人口が増加し、被害を受ける可能性のある建物や道路も増えています。ですから、科学者が1700年に何が起こったのかをより深く理解すればするほど、より適切な備えができるでしょう。

1980年代以降、地球科学者たちは太平洋岸北西部でカスケード地震の痕跡を探し求めてきました。日本の史料には、1700年に発生した「孤児津波」が、近くで明らかな地震がないにもかかわらず、日本の沿岸部を浸水させたという記述があります。しかし、この地震とそれに続く津波の痕跡は、長年の歳月とともに文字通り洗い流されてきました。例えば、液状化現象（地盤の揺れによって砂が小さな火山のように噴火する現象）の証拠は、この地域では見つけるのが困難です。これはおそらく、300年間続いた降雨の影響でしょう。

アメリカ海洋大気庁（NOAA）に勤務するジアック氏は、地震の規模や地形といった地球物理学的パラメータに基づく津波モデルを用いて、過去の洪水の深さや浸水域をシミュレートしている。過去に津波が発生した場所を視覚化するシステムがあれば、将来の避難のための地図作成に役立つ。もちろん、シミュレーションはあくまでシミュレーションに過ぎない。津波の再現に必要な真の情報は、実際に津波を感じた現場から得られる必要がある。「擾乱の規模を示す、いわゆる『プロキシ』を見つける必要がある」とブラック氏は言う。「地質学的あるいは生物学的システムの中に、これらの出来事がどのようなものであったかをより深く理解するための手がかりが見つかるはずだ」

木々は忘れない。1990年代、研究者たちはワシントン州沿岸付近で、枯れた杉の木々が密集した「幽霊の森」を発見した。年輪年代測定の結果、それらの木々は1700年に枯死したことが確認された。しかし、ブラック氏とジアック氏は津波を経験しながらも生き残った木々を探し出した。それらの木の年輪には、巨大な洪水を生き延びたことによるストレスの痕跡が残っている可能性がある。

それらを見つけるのは容易ではありませんでした。「海岸線に十分近い原生林を見つけるには、ちょっとした調査が必要です」とジアック氏は言います。「そして、それには十分な理由があります。」地震後数世紀にわたりこの地域に定住した伐採業者にとって、海岸線近くのアクセスしやすい大木は金の塊のような存在でした。火災で倒木した木もありました。それでも、チームは条件に合うと思われる木々を見つけました。オレゴン州サウスビーチの海岸から約1マイル（約1.6キロメートル）離れたマイク・ミラー州立公園内に群生する、原生のダグラスモミです。

1700年に当時まだ若かったモミの木のそばに立っていたら、地面が揺れるのを感じたに違いありません。数分後には水が押し寄せてきたはずです。聖書に出てくるような水の壁ではなく、「まるで満潮の急激な流れ込みのようだった」とジアック氏は言います。（参考までに、2011年の日本の津波の動画はこちらです。）彼のモデルによると、この公園では津波の速度は秒速2メートルから10メートル、深さは最大10メートルに達するとされています。近くの砂丘から、津波はおそらくすぐに水が引いただろうとジアック氏は推測しています。また、近くの池から、根が塩水に浸かる時間が長かった可能性も示唆されています。いずれにせよ、海水の急流は、塩分に慣れていない木々にダメージを与えるのに十分なはずです。

津波による被害に木々が耐えてきた証拠を見つけるため、ブラック氏は現場の木々から円筒形のコアを採取し、最終的に地震発生時に存在していたとみられる樹齢7本を特定した。同氏は、鉛筆ほどの幅のコアを紙やすりで磨き、年輪の成長によって残る同心円状のパターンを明らかにした。例年よりも生産量が多い年は年輪の間隔が広く、生産量の少ない年は間隔が狭く見える。ブラック氏は、各コアを残りのコアと並べて比較し、それぞれの木の暦年が、過去3世紀にわたり同じ気候を経験してきた近隣の木々と一致するようにした。「パズルを解くようなものです」とブラック氏は言う。そして、明確な傾向が明らかになった。モデルによって予測された洪水地帯の木々は、1700年の間、すべて成長が弱かったのだ。

現在、ブラック氏とジアック氏は、それぞれの年輪に含まれる化学的な違いを検証することに意欲を燃やしている。この違いが、成長の遅れの原因を海水に明確に帰結させる可能性があるからだ。アリゾナ大学の地形学者ウィル・ストラブル氏（この研究には関わっていない）も、チームの慎重な姿勢に同意する。（ストラブル氏とブラック氏は共同研究を行っているが、今回の研究には関わっていない。）1700年にマイク・ミラー氏の樹木群が地震の揺れや気候変動ではなく、海水によって阻まれたという説を証明するには、化学的な証拠が重要となるだろう。

それでもストラブル氏は、1700年の現地データは非常に入手困難なため、津波浸水のシミュレーションを裏付ける上で、こうした証拠がいかに貴重であるかを強調する。「実際に現場に赴き、樹木年輪のようなデータセットを用いてこれらのモデルの検証を行えることこそが、真に斬新な点だと思います」とストラブル氏は語る。

オレゴン州とワシントン州の河川沿いに点在する他の古木も浸水していただろう。化学分析が成功すれば、このツールはマイク・ミラーの林分だけでなく、1700年の津波の範囲をはるかに超えて地図化できる可能性がある。

どの木が塩水ストレスに耐えたのかを突き止めることも有益かもしれないとパールは示唆する。「古い木は枯れやすいのでしょうか？」若い木は根が浅いため、地下水よりも降水量に大きく依存します。また、若い木は回復が早く、あるいは日光を遮る背の高い樹冠が枯れても、後に繁茂する可能性もある。「将来の津波だけでなく、海面上昇も考えられます。塩水に対して最も耐性のある種はどれでしょうか？」とパールは問いかける。

このように津波モデルを検証することで、科学者や計画立案者が危険度の高い地域や安全な避難経路の地図を作成するのに役立つとパール氏は言う。「それが津波の標識をどこに設置するか、避難経路をどこに設置するかを決定するのです。」

ワシントン地質調査所のコリーナ・アレン氏のチームは、この州特有の地図を作成しています。「こうした証拠はすべて、過去に何が起こったのかを解明するのに役立ちます。そして、将来、どこに境界線を引くべきかを考えるのにも役立ちます」と、主任災害地質学者のアレン氏は言います。

樹木の内部バーコードを読み解読したところ、その過去に関する驚くべき事実も明らかになった。地震と津波は過去400年間、樹木にとって最大のストレス要因ではなかったのだ。熱波、干ばつ、強風、あるいは寒波の影響の方が深刻だったのだ。例えば1739年には、年輪はさらに狭くなっていた。研究チームは、これが干ばつの痕跡の痕跡である可能性を示唆している。「実際、干ばつは北西部全域でかなり広範囲に及んだ現象でした」とジアック氏は言う。

こうした気象現象はますます頻繁に発生している。ブラック氏は、この夏の「ヒートドーム」直後にオレゴン州の海岸を訪れた。ヒートドームは木々を「焦がした」。文字通り焦がすことなく、過熱と過乾燥を引き起こしたのだ。「この海岸を20年ほど訪れ、10年間住んでいますが、あの焼け具合は今まで見たことのないものでした」と彼は言う。

気候変動が、地震と津波を生き延びた沿岸の樹木に深刻なダメージを与え、あるいは枯死させる可能性があることは、認識しておくべき重要な点です。「干ばつや火災の可能性は、マイク・ミラーでの津波よりもはるかに大きな影響を私たちの森林に与えるでしょう」とブラック氏は言います。それでもなお、沿岸地域の人々にとって、カスケーディア地震と津波の再来は、米国史上最大の自然災害となるでしょう。そして、木々は再び、木に刻まれた記録を未来の探偵たちが見つけられるように残すことになるかもしれません。

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