ニュースで見たことがあるかもしれません。地球が何の前触れもなく開いたとき、道路に巨大なあくびのような穴が開き、間違った場所にいた不運な車を飲み込みました。あるいは、メキシコで休暇中、その国の美しいセノーテ、つまり緑豊かな緑に囲まれた水で満たされたプールを見たかもしれません。

これらの地質学的特徴は両方とも陥没穴であり、地面の穴をはるかに超えた地層です。多くは深さ 100 フィート (30 メートル) 未満ですが、陥没穴は池のように見える場合もあり、何百マイルにも及ぶ場合もあれば、裏庭に目立たないように存在する場合もあります 。

この記事では、シンクホールがどのように発生し、どのような問題を引き起こすかについて説明します。

陥没穴ができる仕組み

シンクとも呼ばれるシンクホールは、水の影響が大きいです。陥没穴は通常、頻繁に水にさらされることによる浸食によって形成されます。

それは、土壌の下にある岩石の種類によって決まります（表土と呼ばれるその上の土壌とは対照的です）。ほとんどの陥没穴は、岩盤が塩、石膏、石灰岩、ドロマイト、その他の種類の蒸発岩や炭酸塩岩などの柔らかい鉱物や岩石に由来する領域で発生します。

陥没穴は通常、二酸化炭素の吸収や植物との相互作用により酸性になった水が岩盤を削り取るにつれてゆっくりと発達します。酸性の水が岩石を溶解すると、水のための導管、つまり地下通路が形成されます。これらの導管は、涵養地域として知られる地下盆地の開発に役立ちます。

涵養地域は、そこから出入りし、地下 (頭上の地球) に流入する水が岩盤を侵食するため、陥没穴の形成に寄与します。発生中の陥没穴に水が溢れると、表土やその他の物質の一部が導管に引っかかり、さらに水が閉じ込められ、外へ流れる能力が制限される可能性があります。

水不足も陥没の原因となる可能性があります。一部の地下空洞では、実際に水が土の薄いはみ出しを支えている可能性があります。その水位が低下すると、オーバーハングは支えがなくなり、崩壊します。

シンクホールはどこに形成されますか?

全米各地で陥没穴が出現。フロリダは頻繁に雨が降り、湿地帯が多いため、陥没穴がよく発生しますが、アラバマ、ケンタッキー、ミズーリ、ペンシルバニア、テネシー、テキサスでも陥没穴は顕著です 。

陥没穴は通常、石灰岩や石膏などの可溶性の岩石を含むカルスト地形で発生します。

英国では、陥没穴が発生しやすい地域は主に田園環境にあり、英国地質調査所によると、特にリポンやイングランド北東部のその他の地域に発生しています。

自然に発生する陥没穴の種類

陥没穴を覗いているとドラマチックに見えますが、実際に活動が行われているのは表面の下です。陥没穴の正体は、表土または岩盤の上の土壌の下にある隙間、裂け目、空洞、空洞に集中しています。これらの隙間が発達し、拡大し、融合すると、表土からの土が隙間を埋め始めます。

カバー崩壊のシンクホール

突然開いて車を飲み込む陥没穴の場合、表土がそれ自体を支えられるほど安定しなくなったため、陥没穴が形成されました。

これらの一般的なタイプのシンクホールは、崩壊シンクホールまたはカバー崩壊シンクホールです。こうした陥没穴は地表に突然現れることもありますが、それを引き起こす浸食はおそらく数週間または数年前から地下で目に見えないところで行われていたと考えられます。それでは、地下へ向かいましょう。

蓋が崩壊した陥没穴の最上層は通常、粘土を多く含む土壌でできた柔らかい表土です。時間が経つと、その土の下に小さな洞窟が形成されます。新たに空いた土地を利用して、日和見の堆積物が洞窟に流出し始めます。これは剥離として知られるプロセスです。

剥離が進むと、地下の空洞はさらに多くの堆積物で満たされ、表土の下の空間が空洞になります。最終的には表土が非常に薄くなり、下の空洞に突然崩壊が起こり (これが「覆土崩壊」です)、陥没穴が形成されます。

場合によっては、カバーは自重を支えることができますが、不運な人や車からの追加の重量がその上を通過すると崩れてしまいます。

覆い沈下シンクホール

覆土沈下陥没穴では、水が柔らかい表土に浸透します。

このタイプの地形の例としては、最大 100 フィート (30 メートル) の砂で構成され、その下に少量の粘土があり、その後柔らかい石灰岩になる表土があります。石灰岩が溶けて空洞ができると、表土からの堆積物が浸透し、地球にお椀のような印象を与えます。

これらの陥没穴は、直径と深さがわずか数フィートであることが多く、ある程度の大きさに達すると砂や堆積物が穴に流れ込むため、他の多くの陥没穴よりも小さい。

この土砂の流入は、陥没穴と地下導管を繋ぐ亀裂や通路を止めて水の流出を阻止することができます。これらの陥没穴の多くは、水が排出される場所がないため、池になります。また、カバーの崩壊による陥没穴に伴うような壮観な陥没も発生しません。

溶解シンクホール

溶解または溶解の陥没穴は、基本的に地面に深い跡が残ります。これらの陥没穴には通常、薄い表土 (存在する場合) があり、それが洗い流されるか浸食されます。露出した岩石は、酸性の水に触れると徐々に溶解します。

裸地が窪んで浅い盆地が形成されている。多くの場合、溶解陥没穴の表面には水が溜まり、一種の池が形成され、その下の岩石の浸食がさらに進行します。

また、他のタイプの陥没穴と同様に、通常であれば水が流出する亀裂に物体やその他の物質が引っかかる可能性があります。覆い沈下陥没穴とは異なり、陥没穴に落ちたり、侵食中の岩盤を覆ったりする表土や覆い堆積物はありません。

陥没穴は自然災害ですが、人間の活動によっても発生する可能性があります。

人間によって引き起こされた陥没穴

特に都市環境では、人為的な陥没穴が発生します。場合によっては、産業活動や開発、柔らかい石灰岩の岩盤、200 フィート (61 メートル) 未満の表土が組み合わさって陥没穴が発生することがあります 。

以下の人間の行為もシンクホールを引き起こす可能性があります。

陥没穴は、地表排水路など水が定期的に流れる場所や、特に地下水を汲み出すことによって水源が転用または遮断された場合にも形成されることがあります。

破損したパイプは、洪水や土壌の弱体化によって陥没穴の発生に寄与する可能性がありますが、パイプの周囲にあるはずの土や石の排出口にもなる可能性があります。十分な量の物質がパイプに落ちて運び去られると、周囲の地面が不安定になり、陥没穴の形成、下水や水の流出、その他の災害の原因となります。

フロリダの人為的陥没穴

人類が引き起こした最悪の陥没穴の 1 つは、1994 年に中央フロリダに位置するポーク郡で発生しました。

まず、背景について説明します。世界のリン酸塩の 30 パーセントはフロリダ産であり、最終的には肥料の成分として使用されることがよくあります 。急成長するリン酸塩産業には、リン石膏として知られる低濃度の放射性廃棄物が大量に発生します。フロリダの鉱山会社は、リン石膏を数百エーカーをカバーし、重量が数百万トンにもなる巨大なスタックに配置します。

建設や人工礁で使用するためのリサイクルを含む他のリン石膏の処理方法は、材料が放射性物質で再利用できないかどうかについての議論のため、まだ普及していない。ほぼ10億トンがフロリダ中央部にある。陥没穴だらけのフロリダの柔らかい地形を圧迫するその重量は、災害を引き起こす可能性があります。

これらの煙突の 1 つが深さ 150 フィート (46 メートル) の陥没穴に崩壊したのは 1994 年のことでした。数百万トンのリン石膏が陥没穴に入り、州の水道を汚染した。浄化には数百万ドルの費用がかかり、陥没穴の問題と、州のリン酸塩産業から排出される数百万トンの副産物廃棄物の用途を見つける必要性の両方に光を当てた。

陥没穴がどのように形成されるか、そしてそれに関連するいくつかの基本的な危険性について説明しました。しかし、他にどのような問題を引き起こす可能性があるのでしょうか?

またまた肥料で！

ロシアのベレズニキでは、1986年に初めて巨大な陥没穴が現れたが、これは明らかにカリ鉱山が浸水した後だった。この陥没穴は現在、深さ 656 フィート (200 メートル)、長さ 262 フィート (80 メートル)、幅 131 フィート (40 メートル) に達しており、さらに拡大しています。この陥没穴は、この地域の大規模なカリ産業を脅かしている。カリは多くの肥料の重要な成分です。

シンクホールによって引き起こされるさらなる問題

陥没穴の崩壊は必ずしも重大な危険をもたらすわけではありません。サイズによっては、単に不便な場合もあります。陥没穴は、人間の安全にとっても、建物やインフラにとっても危険な存在であり、その突然の、または一見大きく見える出現によって引き起こされます。

建設プロジェクトでは、パイプの破損や不注意な掘削によって引き起こされる陥没の恐怖と闘わなければならないことがよくあります。これらの地層の空洞は修復に費用がかかり、貪欲に家や車を飲み込み、瓦礫や下水を吸い込むことで地下水供給を汚染する有毒な能力を持っています。

どこでも洪水、洪水

陥没穴に関しては、洪水が特に懸念されます。洪水は陥没穴の発生に寄与するだけでなく、陥没穴はさまざまな方法で周囲地域の洪水の要因となる可能性があります。

陥没穴を導管や川などの地下水源に接続する出口がゴミや瓦礫で満たされると、水が流れる場所がなくなります。その後、たらいや陥没穴が水で満たされ、洪水が発生します。

シンクホールの浸水は、水が導管や他の出口から排出されるよりも早くシンクホールに流入するという理由だけで発生することもあります。

最後の洪水シナリオは、溢れた川が地下の流れや導管を介して陥没穴につながるときに発生します。陥没穴を流れる水は通常、川に流れ込みます。しかし、川はすでに氾濫しているため、流れの逆転が起こり、余分な水が陥没穴に逆流して陥没穴が水で満たされ、周囲が浸水する可能性があります。

グアテマラシティの悲劇

シンクホールは突然、そして猛烈な勢いで現れる可能性があり、都市計画者やエンジニアは常に念頭に置いておかなければなりません。この種の注目に値する悲劇的な事件がグアテマラの首都グアテマラシティで発生しました。

2007 年 2 月 23 日の早朝、深さ 330 フィート (101 メートル) の陥没穴がほぼ瞬時に出現し、密集した市街地で少なくとも 3 人が死亡し、家屋が食い荒らされました。地面が揺れ、破裂した下水道管からは雨とともにひどい臭気が漂い、これが災害の原因となったと考えられる。

大惨事は突然発生したが、住民らは陥没穴が現れる約1カ月前に地面が揺れる音を聞いたり感じたと報告した。政府は調査のためにロボットカメラシステムを派遣する計画を立てていたが、間に合わなかった。

シンクホールの検出と対処

場合によっては、陥没穴の崩壊が迫っていることを確認するのに政府機関が必要ないこともあります。むしろ、地面にぽっかりと空いた穴からそれは明らかだ。しかし、陥没穴の検出が難しい場合もあります。たとえば、下の空隙にまだ崩壊していない薄い表土が陥没穴を覆っている場合などです。

特に基礎周辺の物的損害は、何か問題があることを示す微妙な警告サインである可能性があります。さらに、植物が予想外に枯れている場合は、通常は植物に栄養を与えている下流の川が陥没穴によって分断されている可能性があります。他に注意すべき兆候には、汚染または濁った井戸水、新しい池や木の形成、倒れているように見える標識などがあります。

シンクホールをその場しのぎのゴミ箱として使用する人もいますが、実際にはそこに投げ込まれたものが地元の水道に流れ込む可能性があります。多くの地域社会では、この行為は環境に有害であるだけでなく、違法です 。

陥没穴によって家が損害を受けた場合、住宅所有者の保険で補償される場合があります。当局は人々の安全を守るために柵で囲うか、陥没穴に印を付ける必要がある。南西フロリダ水管理区は砂で埋めることを推奨していますが、多くの住宅所有者は専門の請負業者に依頼しています。

陥没穴が公共の土地にある場合は、市当局に連絡する必要があります。公共の土地や私有地で深刻な陥没穴が見つかった場合は、侵食を防ぐためにコンクリートや土工設備を使用して修復する必要がある場合があります。

米国は陥没穴を無視するわけにはいかない。この国の老朽化した下水道と水道システムは、グアテマラシティのような致命的な陥没穴が発生する可能性があると専門家を懸念している。

彼らの懸念は、疑いなく、全国的に重要なインフラ整備が不足しているという事実から来ている。パイプや橋などは 50 年ほどしか持たないはずで、現在ではその予定された耐用年数に近づいているか、すでに耐用年数を過ぎています。

たとえば、2007 年 8 月 1 日に発生し、13 人が死亡したミネアポリスの悲惨な州間高速道路 35W 橋の崩壊を覚えているかもしれません。当局は後に、橋の崩壊の原因を設計の欠陥と、橋の支持システムをアップグレードせずにコンクリート製の車線分離帯などの重量を徐々に追加したことによるものだと主張した。

3人は群衆ですか？

いくつかの陥没穴が集まって大きな盆地または穴を形成する場合、新しい地層はポリェンです。

珍しくて見事な陥没穴

フロリダ州ポーク郡にある大きな陥没穴についてはすでに説明しました。ベレズニキ、ロシア。そしてグアテマラシティ。次に、世界中の他の珍しい陥没穴をいくつか見てみましょう。

カッタラうつ病

おそらく、カッタラ恐慌ほど特徴的な陥没穴はないでしょう。この巨大な陥没穴はむしろ大きな盆地に似ており、エジプトの広い帯に広がっている。これは地球上で自然に形成された最大の陥没穴です 。この窪地の深さは「わずか」436フィート（133メートル）だが、幅は75マイル（120キロメートル）、長さは50マイル（80キロメートル）もある。

この窪地は険しい地形のため、第二次世界大戦中はイギリス軍にとって重要な防衛国境となり、現在は観光名所になっています。カッタラ恐慌をエネルギー生産に利用するために、さまざまな計画が考案されてきました。可能性の 1 つは、水力太陽光発電プロジェクトの一環として、そこを水で満たし、盆地の低標高と水の蒸発を利用することです。

サリサリナマのシンクホール

カッタラ恐慌のような陥没穴は美しく、比較的無害な場合もありますが、驚くべきものと悲惨なものの違いは場所によって決まることがよくあります。

ベネズエラにはサリサリナマ陥没穴があります。これは、幅 1,000 フィート (305 メートル)、少なくともその深さのほぼ完全な円形の盆地です。これらの陥没穴は、出現する場所が特徴的です。これらの陥没穴は、この国のテプイ地域の高いメサの頂上にあります。

テプイは、緑豊かな森と滝に満ちた信じられないほど孤立した地域です。サリサリナマの陥没穴は 1974 年に初めて、平らな頂上のテプイ山の高地で発見されました。この陥没穴は「失われた世界」の一部であると表現する人もいます 。これらの陥没穴は科学者にとって宝の山であり、サリサリナマの陥没穴以外では見られないユニークな動植物種に魅了され続けています。

また、陥没穴とテプイは、何世紀にもわたって多くの探検家を魅了してきました。人里離れた環境への挑戦に惹かれた人もいれば、テプイの上の川に大量の金塊が打ち上げられるという噂に惹かれた人もいます。

セノーテ

「プラネット アース」ドキュメンタリー シリーズを見たことがあれば、水中の洞窟や小川につながった水で満たされた陥没穴であるセノーテについてよくご存じでしょう。セノーテはしばしば豪華な水泳スポットを形成し、水中洞窟、滝、その他の興味深い地層を特徴としています。

中東の国オマーンのビンマ陥没穴も同様です。この陥没穴は、そのきらめく半透明の青緑色の水に多くの観光客を魅了します。同様に、オーストラリア南部のマウント ガンビアには、絵のように美しい水で満たされた陥没穴と火山のクレーターがあります。これらの陥没穴の中には、よく手入れされたテラス付きの庭園があるものもあります。

死海

世界の陥没穴活動の中心地の 1 つは、イスラエルとヨルダンの間に挟まれた塩分濃度の高い水域である死海です。死海は地球上で最も低い地点（海抜 417 メートルまたは 1,371 フィート）であり、重要な観光地および史跡であるだけでなく、数億羽の鳥の渡りルートの一部でもあります。

死海の水位は、鉱物採掘産業の取り組みと、海に水を供給するヨルダン川の水を作物への給水や飲料水の供給に転用しているため、年々低下している。

死海のこれらの地域は陥没穴だらけになっています。蒸発した淡水プールは塩の堆積物を破壊し、「穴」を作り、地盤を不安定にし、陥没穴を引き起こしています。死海と地中海または紅海を結ぶ数十億ドル規模の運河など、さまざまな救済策が提案されている。

ある科学者は、海は塩分濃度が高くなりすぎてこれ以上蒸発できないため、必ず平衡点に達するだろうと理論づけています。しかし、その頃には死海の大きさは21世紀初頭の約3分の1になる予定で、その間、海周辺のリゾートは水の後退と取り残された陥没穴だらけの不安定な大地に悩まされている。