130億リットルの水が消えた？淡水湖が突然塩水湖に変わる？何が起こっているのか？

前世紀の終わりには、130億リットルの真水を蓄えていた米国ルイジアナ州のピネル湖が、わずか数日間で完全に干上がってしまいました。もし、これらすべてが設計図上の座標マークの誤りと、わずか 36 cm のドリルの刃によって引き起こされた人類史上の大惨事であると言わなければ、人類が何世代にもわたって生き残り、繁殖してきた地球が、人間の小さな行為によって取り返しのつかないほどの影響を受けるとは信じないかもしれません。

ピネル湖

▏災害の原因：豊富な地下資源

ルイジアナ州はアメリカ南部に位置しています。アメリカ合衆国の母なる川であるミシシッピ川は、州の東部を流れ、最終的にメキシコ湾に流れ込みます。したがって、ルイジアナ州はミシシッピ川の河口ともみなすことができます。しかし、まさにこの地理的条件がルイジアナ州を米国で最も標高の低い州にしているのです。結局のところ、州の南部の土地の多くはミシシッピ川の沖積平野であり、非常に平坦ですが標高は非常に低いのです。しかし、低い地形は必ずしも悪いことではありません。それどころか、このような地質条件により、ルイジアナ州は自然な農作物栽培条件と豊富な鉱物資源に恵まれています。特に石油資源、すなわち石油埋蔵量は米国の11％を占めています。そのため、多くの石油会社がここに本社を置き、石油資源の開発に取り組んでいます。これにより、ルイジアナ州の石油化学製品の生産量は、国全体の 25% という驚異的な割合を占めることになります。

さらに、この州の石油資源は陸地の下だけでなく海底にも存在するということも言及する価値がある。そのため、石油会社は、より多くの原油を抽出し、その場で精製するために、陸上と沖合の両方で掘削することがよくあります。既存の統計によれば、ルイジアナ州の石油精製所の生産量は米国で第 3 位であり、毎年約 150 億ガロンのガソリンを精製することができます。これは、米国の年間石油輸入量の約 10 分の 1 に相当します。これは、その出力の驚くべき範囲を示しています。もちろん、生産レベルによって各石油会社の利益の厚みも決まります。これにより石油資本は大騒ぎになった。石油埋蔵量がある限り、実際の状況がいかに厳しくても、石油開発は続けなければならない。この狂気の渦中、ニューイベリアと呼ばれる小さな町が石油資本の注目を集めました。

ニューイベリアはルイジアナ州南部の都市で、前世紀に豊富な塩鉱山で有名になりました。市全体の財政も主に岩塩鉱山の採掘と開発に依存しています。なぜ塩の採掘は地元の人々にとってそれほど魅力的なのでしょうか?塩鉱山に対する地元の大きな需要は、日常生活からではなく、産業上の需要から生まれています。化学産業における最も基本的な原材料の一つである塩は、「化学産業の母」として知られ、産業界で幅広い用途に使用されています。ピネル湖の地下には「湖塩」と呼ばれる資源があります。適切な処理を行えば、この塩はさまざまな工業生産や製品加工に使用でき、大きな利益をもたらします。

しかし、地下の塩鉱山は他の鉱物とは異なります。それらのほとんどは古代の湖や海の堆積物によって形成されるため、地下では不均一に見えます。同時に、岩塩自体の気密性が非常に高いため、この凹凸のある空間に古代生物の死骸が積み重なれば、大規模な油田が形成される可能性がある。調査の結果、地質調査の専門家は、大量の塩鉱山が存在するということは、その近くに驚くほどの量の石油を埋蔵する油田が存在することも意味することが多いと結論付けました。その結果、ニューイベリアの塩鉱山は石油会社の注目の的となった。しかし、誰もが驚いたことに、これが産業災害の始まりにもなりました。

事故後、湖には巨大な渦が形成された

▏災害の核心：塩鉱山と油田

当時の状況によれば、ニューイベリアの塩鉱山は主にピネル湖の湖底に集中していたため、石油会社も主にこの周辺で探査を行っていた。しかし、石油採掘を行うには地元政府の許可を得る必要があり、競争が起こっている。最終的に、多大な努力の末、ニューヨーク州に本社を置く大手石油会社テキサス・ペトロリアムが、この地域の探査許可を取得しました。当時、石油探査は非常に魅力的な産業であり、テキサス石油会社は探査権を取得するために多額の資金を費やしたに違いありません。そこで、探査ライセンスを取得後、調査作業を正式に開始すると発表した。

しかし、ピナー湖の実際の状況は非常に複雑です。塩鉱山は湖底のすぐ下に位置しており、同社専門家のモデル計算によれば、油田は湖底と塩鉱山の間の領域に位置するはずであり、調査作業は非常に困難となっている。テキサス石油会社は、激しい議論と綿密な計算を経て、平均深度が3メートルを超えないピネル湖に巨大な掘削プラットフォームを建設し、湖底下の地域の現地掘削と探査を行うことを決定しました。これは資源の無駄遣いのように聞こえるかもしれないが、テキサス・オイルは湖底の下で石油が発見され次第、直ちに採掘することを計画しており、建設費と時間コストを可能な限り節約し、それによって巨額の初期投資を相殺する。

しかし、掘削プラットフォームの建設は地元住民の反対を招いた。景色の美しいピナー湖は彼らの休暇の楽園であり、湖の上に巨大な鉄骨構造物を建てれば必然的に自然の静けさが破壊されるからだ。住民の要求はニューイベリア政府に受け入れられ、当局はテキサス石油に警告を発した。しかし、地元政府が心配しているのは住民からの苦情ではなく、湖底の下にある塩鉱山だ。

それにもかかわらず、調査チームは耳を傾けなかった。彼らは工事の進行を加速し、直径36センチのドリルを湖に挿入し、湖底を掘削した。当初、掘削作業は非常に順調に進みました。湖底は硬くなく、ドリルビットは簡単に貫通しました。しかし、ドリルビットが400メートルの深さまで到達したとき、突然動かなくなってしまいました。熟練作業員は何かがおかしいと感じてドリルビットを引き戻そうとしたが、ドリルビットが動くと湖底からくぐもった音が聞こえ、掘削プラットフォームが振動して傾いた。これによりプラットフォーム上の作業員は危険を感じ、直ちに全員を岸へ避難させることを決定した。

上陸後、作業員たちは当初、掘削プラットフォームの基礎に問題があるのではないかと推測したが、実際の状況はもっと悪かった。ドリルビットは実際にピナー湖と塩鉱山の間の障壁を貫通しました。大量の湖水が塩鉱山に流れ込み始め、川底の水圧が劇的に変化し、掘削プラットフォームがバランスを保つことができなくなった。塩鉱山で働いていた労働者は湖水の流入に気づき、すぐに避難警報を鳴らした。この時点では浸水は深刻ではなく、地下で作業していた塩鉱山労働者55人全員が無事に避難した。しかし、全員が避難を終えた直後、浸水はますます深刻になっていった。当初36センチだった掘削穴は、直径55メートルの巨大な漏斗に変わり、拡大を続けた。

湖の下の巨大な穴が大量の湖水を飲み込み、湖上の掘削プラットフォーム、はしけ船11隻、船舶1隻を飲み込んだ。湖上に直径400メートルの巨大な渦潮が出現した。これは、塩鉱山や家庭で一般的に使用されている食卓塩が本質的に塩化ナトリウムであり、水に溶けやすいためです。湖水が鉱山に流れ込むと、採掘されなかった大量の塩鉱山が溶解し、洞窟内の空間が無限に広がり、より多くの湖水を吸収できるようになりました。次に、ピネル湖周辺のすべてが被害を受けました。また、レイクアイランド植物園を含む390エーカーの土地も地中に埋もれました。最終的に、湖全体が塩鉱山に沈んでしまいました。

さらに悪いことに、ピネル湖はメキシコ湾とつながっています。湖水が消失したことで圧力の不均衡が生じ、2日連続で海水が逆流した。鉱山によって大規模な地滑りが起こり、湖底が崩壊してルイジアナ州で記録された中で最も高い滝が形成され、高さはなんと50メートルに達しました。かつての淡水湖ピネル湖は消滅し、代わりに深さ60メートルにもなる塩水湖が誕生した。驚くべきことに、渦潮に巻き込まれたはしけは、海水が逆流した後、奇跡的に湖の底から浮かび上がり、再び塩水湖の表面に浮かびました。

これは大惨事ではあったが、幸いにも当時ピナー湖の周囲には人が集まっておらず、数時間で周囲の住民を避難させることができたため、大きな犠牲者は出なかった。 3匹の不運な犬以外には犠牲者はいなかった。一連の災害によりテキサス・オイルは巨額の負債を抱えることになり、同社は最終的にダイアモンド・クリスタル・ソルトに3,200万ドル、被害を受けた植物園に1,280万ドルを支払った。この事件によりテキサス石油会社の財務状況は非常に悪化し、最終的には21世紀にシェブロン石油社に買収されました。両者は統合され、今日の有名なシェブロン グループが誕生しました。

かつての湖底塩鉱山の内部

▏災害啓発：環境保護は小さな問題ではない

高額の補償金と塩井戸の閉鎖によってこの誤りは終結したものの、湖水の塩分濃度が急激に上昇したため、生態系は回復することができなかった。ピネル湖に生息する生物にとって、人間の小さなミスは悲惨な結果をもたらす可能性がある。

ピネル湖の事件の後、専門的な塩採掘組織であるテキサス・カンパニーと掘削請負業者であるウィルソン兄弟がなぜ掘削座標のずれというミスを犯したのか、人々は疑問を持ち始めました。専門家は、この間違いは不注意によるものではなく、異なる座標を使用したことが原因である可能性があると結論付けた。塩鉱山の調査を担当した技術者は、直交座標系を使用するはずでしたが、実際にはガウス・ルガー投影座標系を使用しました。それぞれの投影座標系は独自の平面直交座標系を持っているため、テキサスと探査会社が同じ座標点を設定しても、地図上に記された実際の場所は全く異なるものになります。間違った掘削位置決めポイントに従って掘削すると、正常な塩の採掘は不可能になります。
歴史上最も「壮大な」工学災害の一つとみなされるピネル事件が、直径36センチのドリルビットで間違った場所に井戸を掘ったことから始まったとは、誰が想像しただろうか？これらの事故は死傷者や財産の損失を引き起こしただけでなく、生態環境に回復不可能な損害をもたらしました。さらに、レイク・ピナーの事故は、安全の問題が企業内で解決すべき問題だけではなく、社会全体が注意を払うべき問題でもあることを人々に認識させました。

生命の安全と環境保護は社会全体に共通する大きな関心事です。社会の一員として、私たち一人ひとりがこれらの問題にもっと注意を払い、同様の事故が二度と起こらないよう常に安全意識を高めていく必要があります。同時に、政府と企業もより大きな責任を負い、安全管理を強化し、安全施設のレベルを向上させて、安全上の危険を根本的に回避する必要があります。私たちが協力してこそ、より安全で健康的な生活環境を作り、将来のより良い生活のための強固な基盤を築くことができます。 （インターネットからの写真）

著者 |キウイ

ニュージーランドのリンカーン大学で金融を専攻して卒業。彼は一般向け科学知識に強い関心を持っており、多くの一般向け科学雑誌に一般向け科学記事を発表しています。事実に注意を払い、最先端の技術を積極的に探求してください。