グレートソルトレイク東縁下にある淡水貯留層の航空地球物理イメージング

有名な塩湖の下に隠れた淡水

ユタ州のグレートソルトレイクは、その塩分濃度の高さから泳ぐ人が簡単に浮かぶことで知られています。だからこそ驚きかもしれませんが、研究者らは現在、この湖の東岸の下に大規模な淡水の塊が隠れているという有力な証拠を得ています。本研究では航空機の下に吊るした機器を使って地盤と湖底を「X線撮影」するように観測し、将来の西部の水供給に大きく影響し得る埋蔵地下水貯留層を明らかにしました。

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グレートソルトレイクは西半球で最大の塩水湖であり、海への流出がありません。流入するのは河川、雨、雪、そして地下水ですが、流出は蒸発だけであり、そのため塩分が時間とともに濃縮されます。周辺の山地、特に東側のワサッチ山脈は湖面よりもはるかに多くの雨や雪を受けます。雪解け水はそこで地中に浸入し、地下をゆっくり湖へ向かって下流に移動します。井戸や地上での観測を用いた以前の研究は、湖縁近くの薄い極めて塩分の高い層の下で淡水が上方に押し上げられていることを示唆していましたが、この隠れた淡水域がどれほど広がっているかは不明でした。

空中から地中を走査する

研究者らはこの疑問に答えるために、航空電磁法と磁気探査を用いました。ヘリコプターの下に吊るしたワイヤーループが地中に短いパルスを送り、センサーが地下の応答を測定しました。塩分の多い水は電気をよく通し、岩石や淡水は導電性がずっと低くなります。これらの信号を高度な三次元コンピュータモデルで逆解析することで、チームはファーミントン湾の東縁下およそ上部100メートル程度の電気的な地図を作成しました。同時に、地球の磁場の微妙な変化を測ることで、より深い硬い岩盤の形状――水を含む柔らかい堆積物を下支えする“基盤”――を推定しました。

塩水の下の淡水層

航空画像はシンプルだが印象的な構造を明らかにしました。表層近くには塩水や塩分に浸された堆積物に対応する薄い高導電層があり、ファーミントン湾付近では通常約10〜15メートルの厚さで、湖の深い西部ではより厚く50〜80メートルに達することもありました。しかし東側の薄い塩層の直下には、塩分が低くより抵抗性の高い広いゾーンがプレーや湖縁下に横方向に広がっていることがモデルで示されました。この抵抗性体は淡水地下水と整合し、近隣の井戸から採取したコアの塩分および化学組成の測定結果とも一致しました。言い換えれば、ヘリコプターによる観測は湖の塩の“皮”を透かしてその下に広がる淡水地下水貯留層を描くことができたのです。

淡水のオアシスと深部構造

高解像度の地図は、この隠れた水の振る舞いを説明する小さな特徴も捉えました。その一つはプレー上の円形の盛り上がりで、そこには淡水を好むヨシが密に繁茂しています。電気画像はこの盛り上がりの下で塩層が急に薄くなり、淡水がより浅いところまで上昇して塩水を通して自然湧泉のような状態を作っていることを示しています。より大きなスケールでは、磁気データはアンテロープ島や東部の湾の近くで基盤岩が浅く（約200メートル未満）存在する一方で、盆地の外側に向かって急に3〜4キロメートルもの深さに落ち込んでいることを明らかにしました。この深い溝は非常に厚い堆積物の積み重なりを擁しており、大量の地下水、しかも多くは淡水を貯える可能性が高いと考えられます。

水資源とそれ以外への意義

航空機搭載の電気・磁気観測を地上観測と組み合わせた本研究は、グレートソルトレイク東縁の下に比較的薄い塩の覆いに保護されたかなりの量の淡水地下水貯留層が横たわっていることを示しています。さらに、西側の深い盆地にはより大きな淡水飽和堆積物の体積が満たされている可能性を示唆しますが、これを確定するにはさらなるデータが必要です。この成果は、航空機ベースの調査が世界中の大きな塩湖の下にある淡水・塩水の境界を迅速かつ非侵襲的に描けることを実証しています。水ストレスに直面するコミュニティにとって、これらの手法は表面塩分に依存する脆弱な生態系を乱すことなく隠れた地下水資源を評価し、持続可能な利用を計画するための有力な手段を提供します。

引用: Zhdanov, M.S., Jorgensen, M., Cox, L. et al. Airborne geophysical imaging of freshwater reservoir beneath the eastern margin of Great Salt Lake. Sci Rep 16, 11287 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-40995-5

キーワード: グレートソルトレイク, 地下水, 航空電磁探査, 淡水貯留層, ハイドロジオフィジックス