地滑り
2018年、ペルーのクスコ近郊で発生した地滑り
世界中で地滑りの潜在的な活動がどのように変化しているかを調べるために、NASA モデルが開発されました。
カリフォルニア州サンマテオ郡の土砂崩れのアニメーション
土砂崩れ
ノワール川(Rivière Noire)、セント・タルバン地滑り 1894 年、ケベック州、カナダ[ 1 ] [ 2 ]

地すべりは、地滑り、岩盤滑り、岩盤崩落とも呼ばれ、[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]落石、泥流、浅いまたは深い斜面崩壊、土石流など、さまざまな地盤運動を含む可能性のある土砂崩れのいくつかの形態です。[ 6 ]地すべりは、山脈から海岸の崖、または水中まで、急勾配または緩勾配のいずれかを特徴とするさまざまな環境で発生し、[ 7 ]後者の場合は海底地すべりと呼ばれます。

地すべりの主な原動力は重力ですが、斜面の安定性に影響を与える他の要因も存在し、それらが斜面の崩壊を招きやすい特定の条件を生み出します。多くの場合、地すべりは特定の事象（豪雨、地震、道路建設のための斜面の切土など）によって引き起こされますが、必ずしもそれが特定できるとは限りません。

土砂崩れは、人間の開発（都市のスプロール化など）や資源開発（採掘や森林伐採など）によって悪化することが多い。土地の劣化は、植生による土壌の安定性の低下につながることが多い。[ 8 ]さらに、気候変動やその他の人間による環境への影響によって引き起こされる地球温暖化は、土砂崩れを誘発する自然現象（異常気象など）の頻度を増加させる可能性がある。 [ 9 ]土砂崩れ対策とは、土砂崩れによる人為的影響のリスクを軽減し、自然災害のリスクを軽減するための政策と実践を指す。

原因

プエルトリコ、ポンセのポルトゲス・ウルバーノ地区マメイェス地区で発生したマメイェス地滑りは、集中豪雨と、一部の情報源によると落雷によって引き起こされた。100棟以上の家屋が土砂に埋もれた。
1950 年、スウェーデンのスルテで発生した地滑り。粘土質の土砂崩れにより 1 名が死亡しました。

地すべりは、斜面（またはその一部）が何らかの過程を経て安定状態から不安定状態へと変化することで発生します。これは基本的に、斜面材料のせん断強度の低下、材料が受けるせん断応力の増加、あるいはその両方が原因です。斜面の安定性の変化は、複数の要因が単独で、あるいは複合的に作用することで引き起こされます。地すべりの自然的原因としては、以下のものが挙げられます。

地滑りは次のような人間の活動によって悪化します。

種類

地滑りの種類

ハングル・ルルイユ・ピカレッリ分類

伝統的用法では、「地すべり」という用語は、地球表面における岩石やレゴリスのほぼすべての形態の土砂移動を指すために、かつては使用されていました。1978年、地質学者のデイビッド・ヴァーンズはこの不正確な用法に着目し、土砂移動と沈下プロセスを分類するための、より厳密な新しい体系を提案しました。[ 26 ]この体系はその後、1996年にクルーデンとヴァーンズによって修正され、 [ 27 ]ハッチンソン（1988年）、[ 28 ]ハンガーら（2001年）、[ 29 ]ハンガー、ルロウエイル、ピカレリ（2014年）によってさらに洗練されました。[ 6 ]最新の更新による分類を以下に示します。

動きの種類 ロック 土壌
秋 落石・氷崩 岩石/瓦礫/シルトの落下
倒す 岩塊の崩壊 砂利/砂/シルトの崩落
岩石の曲げによる転倒
スライド 岩石回転滑り 粘土/シルト回転地滑り
岩盤面すべり 粘土/シルト平面すべり
ロックウェッジスライド 砂利/砂/瓦礫の滑り
岩石複合スライド 粘土/シルト複合土砂崩れ
岩の不規則な滑り
広める 岩盤斜面の広がり 砂・シルトの液状化の拡大
敏感な粘土スプレッド
流れ 岩石/氷雪崩 砂/シルト/土石流
砂・シルト・土石流による土砂崩れ
敏感な粘土質の流動滑り
土石流
泥流
土石流
土石流
アースフロー
泥炭流
斜面変形 山の斜面変形 土壌斜面の変形
岩盤斜面の変形 土壌のクリープ
ソリフラクション
注:斜体で書かれた単語はプレースホルダーです。1つだけ使用してください。

この分類では、6種類の運動が認められています。各種類は岩石と土壌の両方で見られます。「崩落」とは、孤立した土塊または塊が自由落下する運動です。「転倒」とは、土塊が垂直面から回転によって剥がれ落ちることを指します。「滑落」とは、物質が概ね無傷のまま、大きな変形が集中する1つまたは複数の傾斜面または薄い物質層（剪断帯とも呼ばれる）の上を移動する運動です。「滑落」は、運動が発生する面または剪断帯の形状によっても細分化されます。面は地表とほぼ平行な場合（「平面滑落」）とスプーン状の場合（「回転滑落」）があります。「滑落」は壊滅的な規模で発生することもありますが、地表上の動きは徐々に進行することもあります。「スプレッド」は地盤沈下の一種で、物質層が割れ、裂けて横方向に広がります。「流動」は流動化した物質の動きで、乾燥した物質の場合もあれば、泥流のように水分を多く含む場合もあります。地すべりは、何年もの間気づかないうちに進行することもあれば、急速に加速して災害を引き起こすこともあります。斜面変形は、山の斜面全体またはその一部に影響を及ぼす、ゆっくりとした分散的な動きです。地すべりの中には、移動する物体の部位によって異なる種類の運動が見られたり、時間の経過とともにある種類の運動から別の種類の運動へと変化したりするなど、複雑なものもあります。例えば、地すべりは岩石の落下や転倒で始まり、その後、衝撃によって岩塊が崩壊し、土石流へと変化することがあります。また、移動する塊が経路に沿って追加の物質を巻き込む雪崩現象が発生することもあります。

フロー

斜面の土砂が水で飽和状態になると、土石流や泥流が発生することがあります。しかし、乾いた土砂も流れのような動きをすることがあります。[ 30 ]流れる土砂や泥は、木や家屋、車を巻き込み、橋や川を塞いで、流れに沿って洪水を引き起こすことがあります。この現象は、狭い峡谷や急峻な谷によって流れが速くなる高山地帯では特に危険です。土砂流や泥流は斜面で発生する場合もあれば、地滑り土砂が速度を増したり、流れに沿ってさらに土砂や水を巻き込んだりして流動化することによって発生する場合もあります。流れが本流に達すると川がせき止められ、一時的なダムが形成されることがあります。ダムが機能しなくなるとドミノ倒しのように、流れる土砂の量と破壊力が著しく増大する可能性があります。

イタリア、ポテンツァのコスタ・デッラ・ガヴェタ土砂崩れ。年間わずか数ミリメートルの速度で移動し[ 15 ]、ほとんど目に見えないにもかかわらず、この土砂崩れは国道、国道、高架道路、そしてその上に建つ複数の住宅に進行性の被害をもたらしています。
メキシコ、ゲレロ州の岩崩れ

土流は、主に細粒の物質が斜面を下る動きです。土流の速度は、1 mm/年[ 15 ] [ 16 ]という低速から、数 km/h に及ぶ非常に広い範囲にわたります。土流は泥流によく似ていますが、全体的に動きが遅く、内部から流れに運ばれた固体物質で覆われています。粘土、細砂、シルト、細粒の火山砕屑物はすべて土流の影響を受けます。これらの流れは通常、土塊内の間隙水圧によって制御され、この水圧は低い剪断抵抗を生み出すのに十分に高くなければなりません。斜面では、土流の一部は、先端に 1 つ以上の突出部がある細長い形状で認識できます。これらの突出部が広がると、土塊の排水が増加して縁が乾燥し、流れの全体的な速度が低下します。このプロセスによって流れも濃くなります。土砂流は、降雨量の多い時期に発生しやすく、地盤が飽和状態になり水圧が高まります。しかし、乾季にも土砂流が進行し続けることは珍しくありません。粘土質物質の移動中に亀裂が生じ、移動する土砂への水の浸入が促進され、降雨への反応が速まります。[ 31 ]

岩石なだれは、時にはsturzstromとも呼ばれ、流動型の大規模かつ高速で移動する地すべりです。他の種類の地すべりよりもまれですが、非常に破壊的である場合が多くあります。典型的には長い流出を示し、低角度で平坦、またはわずかに上り坂の地形を非常に遠くまで流れます。長い流出を促進するメカニズムは異なる場合がありますが、通常は速度が増加するにつれて滑り塊が弱体化します。[ 32 ] [ 33 ] [ 34 ]この弱体化の原因は完全には解明されていません。特に最大の地すべりの場合、摩擦による剪断帯の非常に急速な加熱が関与している可能性があり、これにより存在する水が蒸発して大きな圧力が蓄積され、一種のホバークラフト効果が生じることもあります。[ 35 ]場合によっては、非常に高い温度のために一部の鉱物が溶けることもあります。[ 36 ]運動の過程で、剪断帯の岩石は細かく粉砕され、ナノメートルサイズの鉱物粉末が生成され、これが潤滑剤として作用して運動抵抗を減らし、速度と滑走距離を長くする可能性がある。[ 37 ]大規模な岩石雪崩の弱化メカニズムは、地震断層で発生するメカニズムと似ている。[ 34 ]

2013 年のペルーでの突発洪水後の地滑り。

スライド

地滑りは、あらゆる岩石や土壌材料で発生する可能性があり、平面または曲面または剪断帯上での質量の移動によって特徴付けられます。

土石流は、水や氷が混ざった物質の混沌とし​​た動きを特徴とする地滑りの一種です。通常、植生の密集した斜面が飽和状態になり、折れた木材、小さな植生、その他の土石が不規則に混ざり合うことで発生します。[ 31 ]土石流と雪崩は、その動きが流体のようで、一般的にはるかに速いため、土石流とは異なります。これは通常、せん断抵抗が低く、斜面が急峻なことが原因です。典型的には、土石流は斜面の高い位置にある大きな岩石の破片が剥離することから始まり、下降するにつれて砕け散ります。

粘土・シルト地すべりは通常はゆっくりと進行しますが、大雨や急激な雪解けによって一時的に加速することがあります。緩やかな斜面で発生し、基盤岩などの平坦な表面を移動します。粘土層やシルト層自体にも崩壊面が形成されることがあり、通常は凹面形状を呈し、回転すべりを引き起こします。

浅い地すべりと深い地すべり

ガルダ湖畔のホテル・パノラマ。道路建設のため、デボン紀頁岩の丘陵の一部が削り取られ、傾斜斜面が形成されました。上部の岩塊は層理面に沿って剥がれ落ち、丘を滑り落ち、滑落の麓に岩の山が形成されています。

斜面崩壊のメカニズムには大きな不確実性が含まれることが多く、土壌特性の不均一性に大きく影響される可能性がある。[ 38 ]滑り面が土壌マントルまたは風化した岩盤内（通常、深さ数十センチから数メートル）にある地すべりは、表層地すべりと呼ばれる。土石流や土石流は通常浅い。表層地すべりは、透水性の低い土壌の上に透水性の高い土壌が重なる斜面でよく発生する。透水性の低い土壌は浅い土壌に水を閉じ込め、高い水圧を発生させる。表土が水で満たされると不安定になり、斜面を滑り落ちる可能性がある。

熱帯暴風雨タラスの豪雨により、紀宝郡瀬原町の山で深層土砂崩れが発生
パキスタンにおける土壌と表土の地滑り

深層地すべりは、滑り面が大部分が深い位置にある地すべりであり、例えば樹木の最大根付き深さよりはるかに深い場所にある。通常、深層の表土、風化岩、および/または岩盤が関与し、並進運動、回転運動、または複雑な運動を伴う大規模な斜面崩壊が含まれる。[ 39 ]断層や層理面などの脆弱面に沿って発生する傾向がある。上部の凹状の崖と麓の急勾配によって視覚的に識別できる。 [ 40 ]深層地すべりはまた、地質学的時間スケールで景観を形成し、河川の流れを大きく変える堆積物を生成する。[ 41 ]

  • 雪崩は地滑りとメカニズムが似ており、大量の氷、雪、岩が山の斜面を急速に落下します。
  • 火砕流は、火山の爆発によって生じた熱い灰、ガス、岩石の崩壊した雲が、噴火している火山から急速に流れ落ちることによって発生します。
  • 極端な降雨と流れは、地滑りが発生しにくい平坦な環境でも溝の形成を引き起こす可能性があります。

結果として生じた津波

海底で発生した地滑り、あるいは海中に影響を及ぼす地滑り（例えば、大規模な落石や火山の崩落など）は、津波を引き起こす可能性があります。 [ 42 ]大規模な地滑りは、通常数百メートルの高さに達する巨大津波を引き起こすこともあります。1958年には、アラスカのリツヤ湾でそのような津波が発生しました。[ 43 ] [ 44 ]

地滑り予測マップ

地すべり災害分析とマッピングは、壊滅的な損失の軽減に有用な情報を提供し、持続可能な土地利用計画のガイドライン策定に役立ちます。この分析は、地すべりに関連する要因を特定し、斜面崩壊を引き起こす要因の相対的な寄与を推定し、要因と地すべりの関係を確立し、そのような関係に基づいて将来の地すべり災害を予測するために使用されます。[ 45 ]地すべり災害分析に使用されてきた要因は、通常、地形、地質、土地利用/土地被覆、水文地質に分類できます。地すべり災害マッピングでは多くの要因が考慮されるため、地理情報システム(GIS)は、大量の空間参照データを収集、保存、操作、表示、分析する機能を備えており、迅速かつ効率的に処理できるため、適切なツールです。[ 46 ] Cardenasは、地すべりマッピングのための不確実性モデリングツールと組み合わせてGISを徹底的に使用したという証拠を報告しました。[ 47 ] [ 48 ]リモートセンシング技術は、地すべり災害の評価と分析にも広く活用されています。航空写真や衛星画像による地すべり前後のデータは、地すべりの分布や分類、傾斜、岩相、土地利用・土地被覆といった特性を収集し、将来の災害予測に役立てられています。[ 49 ]また、災害前後の画像は、災害後の景観の変化、地すべりの誘因、そして再生・復興のプロセスを明らかにするのにも役立ちます。[ 50 ]

衛星画像をGISや現地調査と組み合わせて使用​​することで、将来の地滑り発生の可能性のある地図を作成することができます。[ 51 ] [ 52 ]このような地図は、過去の地滑りの発生場所を示すだけでなく、将来の地滑りの発生場所も明確に示します。一般的に、地滑りを予測するには、その発生が特定の地質学的要因によって決定され、将来の地滑りは過去の地滑りと同じ条件下で発生すると仮定する必要があります。[ 53 ]したがって、過去の地滑りが発生した地形条件と予想される将来の条件との関係を確立する必要があります。[ 54 ]

自然災害は、人々と環境の葛藤を如実に表す例です。物的損害や人命損失を軽減するには、早期の予測と警報が不可欠です。地滑りは頻繁に発生し、地球上で最も破壊的な力の一つとなり得るため、その原因と、発生を予防し、あるいは発生した際に回避する方法を十分に理解することが不可欠です。持続可能な土地管理と開発もまた、地滑りによる悪影響を軽減するための重要な鍵となります。

有線伸縮計は斜面の変位を監視し、無線またはWi-Fiを介して遠隔地にデータを送信します。現場設置型または戦略的に設置された伸縮計は、地滑りの危険性を早期に警告するために使用できます。[ 55 ]

GISは、膨大な量のデータを迅速かつ効果的に収集、保存、操作、分析、そして表示できるため、地すべり解析において優れた手法を提供します。非常に多くの変数が関与するため、地球表面で何が起こっているかを完全かつ正確に描写するには、複数のデータレイヤーを重ね合わせることが重要です。研究者は、特定の場所において地すべりを引き起こす最も重要な要因がどの変数であるかを把握する必要があります。GISを用いることで、過去の事象や将来起こりうる事象を示す非常に詳細な地図を作成することができ、人命、財産、そして費用を節約できる可能性があります。

1990年代以降、GISは意思決定支援システムと組み合わせて使用​​され、ヴァル・ポーラ災害（イタリア）の地域で収集された監視データに基づいて、リアルタイムのリスク評価を地図上に表示することにも成功しています。[ 56 ]

先史時代の地滑り

スイス、フリムスの岩盤崩落の残骸を貫くライン川

歴史的な地滑り

地球外地滑り

太陽系の多くの天体では、過去に地滑りの痕跡が検出されていますが、ほとんどの観測は限られた期間しか観測できない探査機によって行われており、また太陽系のほとんどの天体は地質学的に活動していないように見えるため、近年に地滑りが発生したことはあまり知られていません。金星と火星は、周回衛星による長期マッピングの対象となっており、両惑星で地滑りの例が観測されています。

  • 金星の地滑り発生前と発生後のレーダー画像。右側の画像中央には、明るい亀裂の左側に広がる、明るく流れのような新たな地滑りが見える。1990年の画像。
    金星の地滑り発生前と発生後のレーダー画像。右側の画像中央には、明るい亀裂の左側に広がる、明るく流れのような新たな地滑りが見える。1990年の画像。
  • 火星で進行中の地滑り、2008年2月19日
    火星で進行中の地滑り、2008年2月19日

地滑り対策

イタリアのキエーティにおける2 つの擁壁とその他の土壌斜面安定方法。

地すべり対策とは、地すべりの影響を軽減することを目的として斜面上で行われる人為的な建設活動を指します。地すべりは、多くの原因によって引き起こされる可能性があり、時には複数の原因が重なり合うこともあります。季節的な降雨による表層侵食やせん断強度の低下に加えて、斜面上部への過度の重量物の追加や、斜面中央部または斜面下部の掘削といった人為的な活動によっても地すべりが引き起こされることがあります。

多くの場合、個々の現象が時間の経過とともに複雑に絡み合って不安定性が生じ、特定の地すべりの進展を再現することが困難になる。そのため、地すべり災害軽減対策は、一般的に地すべりを引き起こす可能性のある現象に基づいて分類されるのではなく、[ 65 ]使用される斜面安定化方法の種類によって分類される。

  • 幾何学的手法では、丘陵の斜面の形状（一般的には傾斜）が変更されます。
  • 水文地質学的手法では、地下水位を下げたり、物質の水分含有量を減らしたりすることが試みられる。
  • 化学的および機械的な方法では、不安定な塊のせん断強度を高めたり、不安定化を引き起こす力に対抗するために能動的な外力（例：アンカー、岩石または地面の釘打ち）または受動的な外力（例：構造井戸、杭、または補強された地盤）を導入したりします。

これらの方法はそれぞれ、斜面を構成する材料の種類によって多少異なります。

地すべり監視

地すべりの監視は、危険な状況を予測し、適時に警報を発令し、人命や財産の損失を回避し、適切な計画と軽減策を講じるために不可欠です。現在、地すべりを監視するための様々な技術が存在します。

リモートセンシング技術

  • InSAR（干渉型合成開口レーダー）：このリモートセンシング技術は、地盤変位を時間経過とともに高精度に測定します。大規模なモニタリングに最適です。[ 66 ] [ 67 ]
  • LiDAR（光検出と測距）：時間の経過とともに取得されたさまざまな点群を比較することで、時間の経過に伴う変化を検出するための詳細な地形の3Dモデルを提供します。[ 68 ] [ 69 ]
  • 光学衛星画像：地表の変化、地形学的特徴（亀裂や崖など）を特定し、地滑りが発生しやすい地域をマッピングするのに役立ちます。[ 67 ]
  • UAV（無人航空機）：この技術は、アクセスできない地域で高解像度の画像と地形データを取得します。[ 70 ]
  • 熱画像：熱画像により、斜面の水の動きや応力を示す温度変化を検出することができます。[ 71 ]

地上ベースの技術

  • GPS (全地球測位システム): 地球を周回する衛星群を使用して、特定の地点における地上の動きを時間の経過とともに追跡します。
  • 地形調査：斜面上のマークされたターゲットの変位を測定します。
  • 地上設置型レーダー（GB-SAR）：SARセンサーを用いて地表の変形を継続的に監視し、リアルタイムで動きを検知する。InSARと同じ原理である。[ 72 ]

地質工学計測機器

  • 圧力計: 地滑りの重要な引き金となる地下水位と間隙水圧を監視します。
  • ロード セル: 擁壁またはアンカーの応力の変化を測定します。
  • 傾斜計: 斜面または擁壁の小さな角度の変化を検出します。
  • 伸び計: 亀裂または張力領域に沿った変位を測定します。
  • 傾斜計：掘削孔の傾斜の変化を監視することで地下の動きを検出します。[ 73 ]

地震探査技術

• 受振器と加速度計: 斜面の不安定性を示す可能性のある地震の振動や動きを検出します。

気候変動による土砂崩れへの影響

気候変動による気温、平均降雨量と極端降雨量、蒸発散量への影響は、地すべりの分布、頻度、強度に影響を与える可能性がある。[ 74 ]しかし、この影響は地域によって大きく異なる。[ 75 ]そのため、気候変動が地すべりに与える影響は地域規模で研究する必要がある。気候変動は地すべりにプラスの影響とマイナスの影響の両方を及ぼす可能性がある。気温上昇は蒸発散量を増加させ、土壌水分の減少につながり、大気中のCO2増加によって植生の成長を刺激する可能性がある。これらの両方の影響により、状況によっては地すべりが減少する可能性がある。一方、気温上昇は地すべりの増加を引き起こす。

  • 雪解けが加速し、春には雪上に降る雨量が増加し、強い浸透現象を引き起こす。[ 76 ]
  • 永久凍土の劣化により、間隙氷が失われ、土壌と岩盤の凝集力が低下します。[ 77 ]これは主に高地で発生します。
  • 氷河の後退により、山の斜面が緩やかになり、急峻さが増すという二重の効果が生じます。

地域的に平均降水量が減少または増加すると予想されるため、[ 75 ]浸透、地下水位、河岸浸食の変化により、降雨誘発性土砂崩れもそれに応じて変化する可能性があります。気候変動により、豪雨を含む異常気象が増加すると予想されています。[ 75 ]これは、土壌や岩石への集中的な浸透[ 78 ]と、土石流を引き起こす可能性のある流出イベントの増加により、土砂崩れに悪影響を及ぼします。

参照

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