メキシコシティの地下鉄システムは急速に衰退している。 次はあなたのものかもしれません。

この記事はもともと『WIRED』によって掲載されたもので、クライメート・デスクとのコラボレーションの一環としてここに再掲載されています。

メキシコシティは建物とコンクリートが広がっているため、一見柔らかそうに見えないかもしれませんが、実際は柔らかそうに見えます。 スペインの征服者たちがさらなる都市化のためにテスココ湖を排水して以来、土地は重みで徐々に圧縮されてきました。 これは地盤沈下として知られる現象で、その結果は悲惨です。メキシコシティは年間最大 20 インチも沈下し、インフラに大混乱を引き起こしています。

これには、ニューヨーク市に次いで北米で 2 番目に大きい同市の地下鉄システムも含まれます。 現在、科学者は人工衛星を利用してメキシコシティ全体の沈下速度を綿密に測定し、沈下により鉄道に損害を与える可能性がある場所をマッピングできるようになった。 「ここ都会にいると、建物が少し傾いていることに慣れてしまいます」とメキシコ国立自治大学のリモートセンシング科学者ダリオ・ソラノ・ロハスは言う。 「レールがぐらつくのがわかります。 メキシコシティの地下鉄に乗ると変な気分になります。 それが危険かどうかはわかりません—あなた 感じる 危険だとは思うけど、そんな確信はないよ。」

Scientific Reports 誌に掲載された最近の研究で、ソラノ・ロハスは確実性を追求しました。 彼と彼のチームは、レーダー衛星データを使用して、2011 年から 2020 年の間に市内全体の標高がどのように変化したかを測定しました。沈下は均一ではありません。 レートはいくつかの要因によって決まります。 世界的に最も劇的な例は、地下水の過剰抽出によるものです。十分な量の液体を汲み出すと、地面は空の水筒のように崩壊します。 インドネシアのジャカルタが年間最大10インチ沈下しているのはそのためです。 カリフォルニアのサンホアキンバレーでは、農家が地下水を汲み上げすぎたため、過去1世紀の間に土地が8フィートも沈下した。

同様の帯水層の流出は、悪化する水危機に見舞われているメキシコシティでも起こっている。 「地下はスポンジのようなものです。水を取り出すと、体積が減って変形してしまいます」とソラノ・ロハスは言います。 どのくらいの体積になるかは、都市の特定の部分の下にある堆積物によって異なります。古代の湖は、すべての地域で粘土と砂が同じ割合できちんと層になっていたわけではありません。 「それにより、地上ではさまざまな動作が発生します」とソラノ・ロハス氏は付け加えた。

メキシコシティ全体の地盤沈下率は、年間20インチからまったくないまで、大幅に異なります。メキシコシティは硬い火山岩の上に建てられています。 これにより、土地の沈下が平方マイルごと、またはブロックごとに異なるだけでなく、平方フィートごとに異なる「不同沈下」が生じます。 道路、鉄道、建物の一方の端と他方の端で異なる沈み方をしていると、不安定になります。

上に示したアカティトラ駅の傾斜した道路交通遮断機はこのようにして作られています。 そしてその下は、オセアニア駅の線路の変形。 これらの場所のいずれかで土地が均一な速度で沈下している場合、線路や道路も均一に沈下するため、問題は発生しない可能性があります。 「地下鉄システムの一部の区間が、設計よりも速く移動していることがわかりました」とソラノ・ロハス氏は言います。 この調査では、地下鉄の高架区間のほぼ半数で不等沈下が発生していることが判明した。 これは、システムの通常のしきい値である 50 年が経過する前にサービスを受ける必要があり、その時点で最適な運用を継続するにはセグメントのリハビリテーションまたは修理が必要になることを意味します。

メキシコシティ地下鉄を運営するSistema de Transporte Colectivoは、度重なる問い合わせにもかかわらず、この件についてコメントを提供しなかった。

地下鉄システムはその性質上、無秩序に広がる路線網です。メキシコ シティには、地下鉄の地下、上に見られるように地上、そして高架プラットフォームを走る 140 マイルの線路が含まれています。 「本当に安定している地域から、年間 30 センチメートル、さらにはほぼ毎年 40 センチメートル近く沈下している地域まで変化しています」とソラノ・ロハス氏。 「したがって、ここでの目標は、最も大きな被害が発生する可能性のある場所を確認することでした。」

そのダメージはいくつかの形で発生します。 土地が沈下すると溝ができて雨水が溜まり、鉄道沿いに洪水が発生する可能性があります。 それによって列車に電力を供給する電気システムが混乱する可能性がある、とソラノ・ロハス氏は言う。

また、標高の変化によってレールの勾配が増加する可能性があります。 ソラノ・ロハスによれば、地下鉄の列車は最大3.5パーセントの勾配で運行するように設計されているが、線路の一部の区間は現在、沈下によりその2倍になっているという。 「鉄道の水平にわずかな変化があると、列車は簡単に脱線する可能性があります」と、バージニア工科大学の環境安全保障の専門家で、地盤沈下を研究しているが新しい論文には関与していないマヌーチェル・シルザイ氏は言う。 「ほとんどのインフラストラクチャには特定のしきい値があります。 ある程度の地盤沈下の差は許容されます。 しかし、多くの場合、例えばメキシコシティで見られるような率は考慮されていません。」

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ソラノ・ロハス氏らは、オリボス駅近くの高架のエリアで沈下を発見したが、この高架は2021年に地下鉄の電車が通過中に崩壊した。 「2021 年より前にこの解析の一部を行ったところ、その地域で変位が異なっていることが検出されました」と Solano-Rojas 氏は言います。 「私たちは『ああ、そうだね、将来ここで何かが起こるかもしれないね』という感じでした。」 これを見つけたのは偶然ではないと思います。」 ソラノ・ロハスは、災害に対する地盤沈下の潜在的な寄与についてはさらなる評価が必要であると慎重に述べたが、公式調査は建設ミスを挙げており、地盤沈下については言及していない。

この研究では、研究者らは地下鉄セグメントではなく、地上の地下鉄インフラストラクチャを調べました。基本的に、視覚的に確認できるシステムの部分です。 （下の写真は、陸橋を支える柱の沈下差を示しています。）しかし、システムのオペレーターにインフラストラクチャーがどれくらいの速さで沈下するかに関する情報を提供することで、彼らの作業が介入に情報を提供できることが期待されます。 エンジニアは、たとえば鉄道の下に材料を追加して、失われた標高を復元できます。 しかし、地下鉄の強化はさらに困難になる可能性がある。 「それに対する具体的な解決策はありません」とシルザエイ氏は言う。 「ほとんどの場合、そのような事態が発生すると、プロジェクトを中止して新しいレーンを開こうとするだけになります。」

これはメキシコシティだけの問題ではありません。 今年初め、シルザエイと彼の同僚は、東海岸のインフラが、ゆっくりではあるが着実な地盤沈下により深刻な問題に陥っていることを発見した。 彼らは、大西洋岸の 29,000 平方マイルが年間最大 0.08 インチの沈下にさらされており、最大 1,400 万人、600 万の不動産に影響を与えていると計算しています。 約1,400平方マイルが年間最大0.20インチ沈下している。

研究者らは、不同沈下は鉄道だけでなく、堤防や空港などあらゆる種類の重要なインフラを脅かしていることを発見した。 ニューヨーク市のような大都市には、巨大な重量が地面を押すというさらなる問題があり、それだけで地盤沈下につながります。 ベイエリアも沈みつつある。 どちらの海岸でも、地盤沈下が海面上昇の問題を大きく悪化させている。水が上がってくるのと同じように陸地が下がっているのだ。

世界のどこでそれが起こっていても、人々は地盤沈下を遅らせるために地下水の過剰採取をやめなければなりません。 新しいシステムはすでに帯水層への圧力を軽減しています。 たとえば、トイレの水を飲料水にリサイクルするコストはますます安くなってきています。 そして、より多くの都市が「スポンジ」インフラストラクチャー、つまり雨水を地下の帯水層に浸透させ、本質的に地盤沈下を防ぐために土地を再膨張させる多くの緑地を導入している。 気候変動がメキシコシティを含む世界各地で干ばつを悪化させ、地下水の供給にこれまで以上の圧力をかけているため、こうした取り組みはますます緊急性を増している。

衛星データの増加により、都市はすぐには回避できない地盤沈下をより適切に対処できるようになります。 「政府には、より構造化された行動計画を立てるために、この種の研究を利用するチャンスがあると本当に感じています」とソラノ・ロハス氏は言う。