更新日: 25/01/24

ブルー・マウンテンズの地質史を視覚化する

地球物理学者としてのキャリアを長年積み重ねてきたピーター・ハザリー氏は、折に触れて Surfer を活用してきました。石炭採掘のコンサルティングと、シドニー大学の鉱山地球物理学研究室教授という二足の草鞋で成功を収めた後、ピーター氏は引退の時を迎えていました。

ピーター氏は、この機会を利用して、地質学への情熱を本を書くという新たな手段で追求することに決めました。本の題材にしたのは、趣味で探検し、地質学者として専門的に研究してきた地域、ニューサウスウェールズ州のブルー・マウンテンズ (Blue Mountains) です。

カトゥーンバ渓谷 (Katoomba Valleys) の先端部の典型的な風景を示す写真

ブルー・マウンテンズについて

ブルー・マウンテンズはオーストラリアのシドニーに隣接するニュー・サウス ウェールズ州に位置する山脈です。世界遺産にも登録されているこの山脈は、主に砂岩で形成された堆積台地で、アメリカ南西部のグランド・キャニオンに似ていますが、深く生い茂るユーカリの森と川の渓谷が特徴的で、これらが現代のブルー・マウンテンズの景観を形作っています。

ピーター氏は、この山脈の地質学的な歴史をもっとダイナミックな方法、すなわち、学術的な書物でも一般向けの書物でも伝えることができると考えていました。現在、彼は時間を持て余し、限られた学術界の科学者コミュニティよりも幅広い読者に届くガイドブックの執筆に取り組んでいます。

ニュー・サウス・ウェールズ州政府は、州全体の地図制作活動の一環として広大な森林地帯に広がるブルー・マウンテンズ (約 440 平方マイル) の LiDAR データを収集しています。このデータの多くは、政府の Web サイトに一般公開されています。ただし、範囲が広いため、このデータは 2 km x 2 km のグリッド「タイル」として提供され、それぞれのタイルには数千のポイントが含まれています。さらに厄介なことに、これらのタイルは異なる複数の座標ゾーンにまたがっていることもあります。

ここで Surfer が役に立ちます。ピーター氏は、Surfer の座標系機能と Grid Mosaic 機能を使用して、これらすべてのタイルを同じ座標系に変換し、数十ものタイルを 1 つのきちんとした実用的なグリッドにまとめました。これらのタイルを取り扱いやすい LiDAR データセットに変換することで、モザイク化し、再サンプリングしたグリッドを自身の本に取り込むことができるようになります。さまざまな興味深い場所の物語を伝えるすべての章に、ブルー・マウンテンズ山脈全体の中の該当するグリッドを使用できるわけです。

3D 地質地図で表されたカトゥーンバ渓谷の南端の写真。このビューは、地図で表されたエリアを直接見ることができます。
3D View に表示したカトゥーンバ渓谷の地図。3D サーフェス上には地質図も重ねています。

 

ブルー・マウンテンズを形成した地質学的プロセス

各マップのグリッドが一旦できあがると、 Surfer の「素晴らしい可視化」ツールを駆使できます。ピーター氏は、これらのグリッドに一般公開されているデータベースからダウンロードしたレイヤーを重ねて、見事な地形図を作成しました。その後、Surfer のカスタム・カラーマップ設定を使用して、高原地帯の標高の高いポイントを最もよく識別できるカラースケールを生成することで、地形図をワンランク上に引き上げることができました。さらに、この風景の歴史を描くのに役立つのが、Surfer のカスタム・シンボルオプションを使用した河川経路の可視化です。

Classed post レイヤーを使用して作成した流域沿いのシンボルは、渓谷内の急勾配のゾーン “knick zones” がどこにあるのかを識別するものです。川が地形よりも古くから存在する場合、これらの急勾配のゾーン (ニックポイントとも言う) は、隆起の発生後に上流に向かって徐々に広がります。

公開されている LiDAR データを元に作成したカトゥーンバ渓谷 (Katoomba Valleys) の地形図

ピーター氏が作成したこの地図では、川床をデジタイズし、これらの急峻なニックポイントがどこで発生しているかを特定できます。ニックポイントの位置を特定できると、その周囲の景観を詳しく調べ、ブルー・マウンテンズ山脈の大半を占める特徴的な台地を形成する侵食プロセスと地質学的隆起の証拠を明らかにすることができます。

ブルー・マウンテンズの景観を形作る地質学的に重要なもう1つの力は、地滑りです。ピーター氏は、 Surfer に LiDAR データを取り込むことが、古代の地滑りの場所を特定して視覚化する非常に効果的な方法であると考えています。ブルー・マウンテンズの谷は植物で非常に密に覆われているため、景観が地滑りによって形成されたとわかる手がかりを見つけるのは地質学者にとって必ずしも容易ではありません。しかし、LiDAR データを使用すると、密集したユーカリの森を見通すことができ、実際の地表のイメージを作成できます。

上の地図に表示されている、対応する古代の地滑り現場の写真。密集した植生によって実際の地表が見えにくくなっている点に注目してください。
LiDAR データの 3D 視覚化により、砂岩の崖の崩壊による残存地滑り (relict landslide) が明らかになりました。地滑りの背後の台地にある微妙なブーメラン型の特徴は、最後の氷河期の寒くて不毛な時代に遡る小さな砂丘です。

LiDAR データを Surfer で処理すると、これらの古代の地滑り地形が、最終的に素晴らしい 3D モデルとして表示されます。これは、巨大な崖に囲まれた谷の形成においてニックゾーン侵食とともに、地滑りが主要な侵食要素であることを示す証拠となります。この地形が形成されてきた数千年の間に発生した地滑りは頻繁ではありませんでしたが、地滑りが侵食プロセスに重要な貢献をしてきたことは明らかです。

ピーター氏は、Surfer による表現がすっきりとして分かりやすいものであることから、安心して執筆活動を進めることができると考えています。この本では、ニックポイントや残存地滑りといった地質学的な様々な特徴が、毎年何千人ものアウトドア愛好家が楽しんでいるこの風景の歴史を明らかにする上で重要な要素であることを詳細に掘り下げています。ピーター氏が伝えてきたストーリーは、専門的な鉱物探査から、ビジュアル重視の一般ユーザー向けの地図の作成に至るまで幅広い領域にわたりますが、Surfer はいつでも頼りになるツールとしての地位を占めていました。

著者による注記:

2022 年 6 月現在、ピーター氏の書籍 “The Blue Mountains: exploring landscapes shaped by the underlying rocks, uplift and erosion ”(ブルー マウンテン: 下にある岩、隆起、浸食によって形成された風景を探る) がリリースされています。このガイドブックでは、この素晴らしい自然地域の地質、生態、歴史についてさらに詳しく説明しています。私たちと話す時間を割いてくれたピーターに感謝します。共著者のイアン ブラウンにも言及したいと思います。イアンは生態学者であり写真家で、彼の作品はガイドブックにも掲載されています。ガイドブックを購入してイアンの写真をもっと見たい場合は、下のリンクをクリックしてください。

 

記事原文

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