チリ中部の海成段丘を用いた完新世海面記録における構造運動と気候信号の分離

古い海岸線が今日重要な理由

現代の海面が上昇するにつれて、沿岸都市、湿地、インフラはいっそう大きなリスクに直面しています。備えるためには、海がどれだけ上がるかだけでなく、陸地自体が上下にどのように動くかを知る必要があります。多くの海岸では、ゆっくりとした構造的隆起や沈降が、気候起源の海面変動を覆い隠したり誇張したりします。本研究は地震多発地帯であるチリ中部沿岸を対象に、この問題に取り組み、古い岩を刻んだ海岸線を用いて地盤の移動と海面の上昇・下降の影響を分離し、将来の沿岸リスクをより明確に示す手がかりを提供します。

段状の断崖は自然の潮位計

サンティアゴの南に続くチリの海岸線には、海成段丘と呼ばれる岩のベンチや断崖が並んでいます。各段丘は、海面がある高さで長くとどまったときに波が削ってつくった平坦な平台で、その後地盤の隆起により波の作用域から持ち上げられました。著者らは、高解像度の航空レーザースキャンを用いて、500キロにわたる海岸沿いに完新世（約過去1万2千年）の段丘を百以上、さらにそれより古い後期更新世の段丘を200以上マッピングしました。古い海食崖がかつての波打ち面に接する「海岸線角」を慎重に同定することで、これらの段丘をかつての海面の位置を記録した自然の潮位計として扱いました。

ゆっくり進む地盤隆起の解読

各段丘の高さのうちどれだけが海洋の変動ではなく構造的隆起に由来するかを理解するために、研究チームは若い完新世段丘と約12万5千年前の最後の間氷期に形成された古い段丘を比較しました。若い段丘と古い段丘の標高は沿岸に沿って強く線形の関係を示し、古い段丘から推定される隆起率が若い段丘のパターンと一致しました。この密接な関係は、沿岸が少なくとも12万5千年の間ほぼ一定の速度で上昇してきたことを示しており、多くの大地震があってもその傾向は続いています。この発見により研究者らは、構造的隆起を長期的な背景トレンドとして扱い、完新世段丘の高さから数学的に差し引くことが可能になりました。

過去の高水位を明らかにし、全球モデルを検証する

構造的成分を除去すると、完新世段丘の残りの高さは当時の海面が現在に対してどれだけ高かったかを反映します。解析の結果、このチリ沿岸のこの部分では中期完新世に海面が現在の平均海面より約3.2メートル高かったことが示されました。著者らはこの推定値を、氷床と地球の軟らかい内部が相互作用して数千年にわたり局所的な海面を上げ下げする様子をシミュレートする一連の全球「氷河性調整（glacial isostatic adjustment）」モデルと比較しました。外殻が比較的厚く、その下のマントルの粘性がやや低いあるモデルは、段丘に基づく推定よりわずか約0.3メートル高い中期完新世高水位を予測しました。波による侵食と沿岸隆起をシミュレートする地形発達モデルにこの同じ海面履歴と隆起率を入力すると、観察された段丘高さのパターンも再現できました。

安定した運動が将来の海岸にもたらす意味

チリ沿岸は2010年のモーレ（Maule）マグニチュード8.8の地震のような巨大地震で知られ、海岸の一部が2メートル以上急激に持ち上がったり他の地域が下がったりしました。それでも著者らがこの地震の前後を参照した段丘標高を比較したところ、推定される中期完新世海面は実質的に変わりませんでした。多くの地震サイクルと数百キロにわたる記録を通じて、岩盤段丘の記録は短期的な上下を平均化し、安定した長期的な隆起率を明らかにします。その安定性は、今後千年単位でここでの垂直方向の地盤運動が最近の過去と同様の範囲にとどまる可能性が高いことを示唆しています。

変わりゆく海岸線世界への教訓

地盤の長期的な上昇を過去の海面変動から明確に分離できることを示すことで、本研究は局所的な地質記録と全球的な海面モデルの双方に対する信頼性を高めます。将来の洪水、沿岸湿地の健全性、炭素貯留を懸念する計画担当者や研究者にとってのメッセージは、特に構造的に活発な境界では千年規模の隆起や沈降を考慮に入れる必要があるということです。泥質の湿地や砂浜と比べてしばしば見過ごされがちな岩礁の海岸線は、本研究で将来の相対海面変動の予測を洗練し、地球の固体表面と海洋が気候変動にともなってどのように応答するかを理解する上で強力な記録であることが示されました。

引用: Melnick, D., Jara-Muñoz, J., Garrett, E. et al. Separating tectonic and climate signals in Holocene sea-level records using marine terraces in central Chile. Sci Rep 16, 9083 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-43249-6

キーワード: 海面変動, 地殻隆起, 海成段丘, 完新世高水位, チリ海岸