英国のレディング大学の水文（すいもん）学者であるハンナ・クロークが自宅オフィスで仕事をしていた2022年8月17日、雨が降り始めた。それは歓迎すべき光景だった。相次ぐ熱波と過去50年で最悪とされる干ばつのせいで、イングランド南部の大半の土地が乾き切っていたからだ。衛星画像からも、緑豊かなこの一帯が不気味なほど黄色く変色していることが一目瞭然だった。
しかし、専門家であるクロークの目は、ほかの人が気づかないようなことも見逃さなかった。雨水が芝生の上にたまったまま地面に染み込んで行かず、水はけのいい場所が庭の木の根元に集中していたのだ。日照りが続いたせいで土壌の質が変わり、水を吸い込む力が衰えていたのである。
このように待ちに待った雨が降り出した途端に鉄砲水が発生する事例が、最近になって欧州各地で頻発している。「土がコンクリートやアスファルトのような働きをし始めています」と、クロークは指摘する。「地面に落ちた雨粒が土の上を流れて行ってしまうという、土壌物理学上の根本的な問題が起きているのです」
土壌が水分を吸収しなくなる理由
意外に思われるかもしれないが、土は少し湿り気を帯びているときが最も水分を吸収しやすい。「極端に乾いていたり湿っていたりすると、土は水を吸い込みにくくなります」と、クロークは説明する。少量の水を加えると、土の隙間の状態は一変する。無数の穴や細い筋ができて、水を含みやすくなるのだ。
理由のひとつに挙げられるのが、表面張力の働きである。水の分子が集まると、乾いた土の隙間を通れないほど大きい水滴になることがある。土が少しでも濡れていれば、同じ大きさの水滴であっても土の湿り気のせいで表面張力が弱まり、すでに地中にある水分と結びついて流れやすくなる。さらに地面が乾燥していると、細かい土の隙間が逃げ場を失った空気で満たされてしまい、水が地中に流れて行かなくなる。
また、土の粒子そのものが水をはじく「疎水性」を帯びることもある。地表付近にいる微生物が熱さと渇水で死滅すると、ワックス状の物質が放出されるからだ。
しかも、地面は極度に乾燥すると不浸透性の地殻を形成する場合があり、その上を人や耕運機が通って地面が踏み固められることで、さらに状況が悪化することもあるという。こうした要因が重なると、土壌は極度に乾燥して雨水を吸収できなくなってしまう。
「この22年は1月から7月までの湿度が1976年以来の最低記録になるほどひどい乾燥に見舞われており、土壌の水分はかなり減っています」と、英国水文学研究所（UKCEH）の水文学者であるサイモン・パリ―は語る。「しかも、2度の熱波襲来を含め夏の間ずっと酷暑が続いていたことで、地面は焼かれたように干上がっています。つまり、地表が水をほとんど通さないバリアと化し、地面に吸収される雨水の量がますます制限されているのです」
レディング大学のクロークの同僚であるロブ・トンプソンが、この現象を説得力のある映像で紹介している。このツイートは広く拡散された。
草の乾き具合が異なる3カ所の地面で、それぞれ水の入ったグラスが逆さまにされる。濡れた草、例年の夏と同じ状態の草、熱波を受けて枯れてしまった草の3通りだ。前者ふたつのグラスの水はゆっくりと地面に吸い込まれていくが、3つめのグラスは動画の最後までほぼ満たされたままである。
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干ばつや洪水がもたらす悪循環
鉄砲水は、人間が手を加えたせいで地表の状況が悪化してしまった都市部に特有の現象とされてきた。ところが、干ばつはこの現象をどんな場所をも襲う可能性のあるものに変えてしまったのだ。「干ばつと熱波によって、都市部と農村部のいずれにおいても自然のままの地面は降雨に対してまずは同じ反応を示すらしいことが明らかになりました」と、UKCEHのパリ―は言う。
ある種の悪循環も起きているかもしれない。干ばつや洪水を経験した場所では、その後に起きる干ばつや洪水がさらに深刻化する恐れがあるからだ。原因が干ばつによる山火事であっても、木々を根こそぎにする鉄砲水であっても、いちど丸裸にされた土地はその後も鉄砲水に襲われやすくなり、地滑りや土砂崩れを起こす可能性も高まる。
厳しい日照りが続くと、植物は枯れ、地面が露出し、土壌の保水力が低下する。豪雨もまた地表に固い土の層をつくるので、次に雨が降ったときに雨水がその上を勢いよく流れてしまうことになる。
その影響は驚くほど長く尾を引く。過去に干ばつに見舞われた森の土は、現在の土壌の状態にかかわらず水をはじきやすくなることが、ドイツの研究チームによって確認されたという。
鉄砲水のリスクを抑える最善の方法
気候変動の影響により、欧州が経験しているような干ばつはさらに頻発するだろう。それでも、悲惨な結果を招きうる鉄砲水のリスクを抑える方法はいくつかある。すでに多くの国で、例えば緑地をコンクリートに置き換えることによる洪水発生のリスクを考慮するよう開発業者に義務づける規制の準備が進んでいる。
だが、鉄砲水を防ぐには、農場や公園、庭園にも変革が求められるかもしれない。くぼみや池があり、たまった水が地面にゆっくり染み込んでいくような起伏に富んだ土地であれば、水がすぐに流れ去ってしまうこともなくなるはずだ。
植物の多様性も重要になる。さまざまな花や樹木が混在する場所は、平坦で乾いた芝生より水を多く吸収するだろう。クロークは雨が降ることを見越し、自宅の庭の芝生に水の通り道となる穴をいくつも開けたという。
「地面に少し起伏をつけておくことが重要です」と、クロークは言う。「最近の住宅によくある環境保全型の排水設備と同じ原理です。溝や土塁をつくって土地をわざとでこぼこにしておくと、あちこちに小さな水たまりができますから」
日照りが続いた後の鉄砲水のリスクを抑える最善の方法は、人類が土壌にもたらした異変を少しでも和らげ、わたしたち人間のせいで起きてしまった気候変動の影響を減らすことだと言っていいだろう。
「忘れてならないのは、これまでも洪水や干ばつはあったということです。最大の問題は、わたしたちが地形を変え、河川を変え、水をくみ上げてきたその方法と、そうして手に入れた水を使い過ぎていることにあります」と、クロークは指摘する。「気候の変動に伴い、事態はさらに悪化するでしょう。でも、こうした現象とうまく共存できる方法があるはずです」
（WIRED US/Translation by Mitsuko Saeki/Edit by Daisuke Takimoto）
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