Дослідження: 28 найбільших міст США поступово просідають під землю

Нове дослідження, опубліковане в журналі Nature Cities, виявило тривожну тенденцію — всі 28 найбільших міст США поступово просідають. Це явище спостерігається не лише в прибережних містах, де відносний рівень моря викликає занепокоєння, але й у містах, розташованих у глибині країни.

Використовуючи новітні супутникові дані, науковці змогли скласти детальні карти вертикальних рухів земної поверхні з точністю до міліметра на ділянках площею всього 28 метрів квадратних. Дослідження показало, що у 25 з 28 міст понад дві третини території зазнає просідання. Загалом у зонах ризику проживає близько 34 мільйонів людей.

Найшвидше просідає Х'юстон, де понад 40% території опускається більш ніж на 5 міліметрів на рік, а 12% території — вдвічі швидше. В окремих місцях швидкість просідання сягає 5 сантиметрів на рік. Слідом за Х'юстоном йдуть інші техаські міста — Форт-Верт і Даллас. Локальні зони швидкого просідання виявлено також поблизу аеропорту Ла-Гуардія в Нью-Йорку та в окремих районах Лас-Вегаса, Вашингтона та Сан-Франциско.

Провідний автор дослідження Леонард Охенхен, науковий співробітник Обсерваторії Землі Ламонт-Доерті при Колумбійській школі клімату, зазначає: «З подальшим зростанням міст ми спостерігатимемо, як все більше міських територій розширюватимуться в зони просідання. З часом це просідання може створити таке навантаження на інфраструктуру, що перевищить межі безпеки».

Дослідники проаналізували дані про видобуток підземних вод на рівні округів у постраждалих районах. Співставлення цих даних з рухами земної поверхні показало, що видобуток підземних вод для людських потреб є причиною 80% загального просідання. Цей процес відбувається внаслідок викачування води з водоносних горизонтів, складених дрібнозернистими відкладами. Якщо водоносний горизонт не поповнюється, порожнини, раніше заповнені водою, можуть зрештою обвалитися, що призводить до ущільнення порід знизу та просідання поверхні. У Техасі проблему загострює видобуток нафти та газу.

У деяких регіонах діють природні чинники. Зокрема, вага потужного льодовикового щита, який покривав значну частину Північної Америки до 20 000 років тому, спричинила підняття землі по його краях, подібно до того, як повітря переміщується з однієї частини кульки в іншу при стисканні. Навіть сьогодні, коли льодовик давно розтанув, деякі з цих піднятих ділянок все ще просідають зі швидкістю 1−3 міліметри на рік. Це явище впливає на такі міста, як Нью-Йорк, Індіанаполіс, Нешвілл, Філадельфія, Денвер, Чикаго та Портленд.

Вісім міст — Нью-Йорк, Чикаго, Лос-Анджелес, Фінікс, Х'юстон, Філадельфія, Сан-Антоніо та Даллас — охоплюють понад 60% населення, що проживає на територіях, які просідають. Примітно, що в цих містах з 2000 року сталося понад 90 значних повеней, що частково пов'язано зі зниженням рельєфу.

Важливим відкриттям стало те, що в деяких містах спостерігається диференційований рух — сусідні ділянки просідають з різною швидкістю, або одні ділянки просідають, тоді як інші піднімаються. Підняття в певних районах може бути спричинене швидким поповненням водоносних горизонтів поблизу річок чи інших водних джерел. У трьох містах — Джексонвіллі, Мемфісі та Сан-Хосе — підняття навіть перевищує загальне просідання.

Диференційований рух становить особливу небезпеку, оскільки, якщо вся міська територія рухається вгору чи вниз рівномірно, це мінімізує ризик навантаження на фундаменти будівель та іншу інфраструктуру. Однак якщо споруди зазнають нерівномірних вертикальних рухів, це може призвести до небезпечного нахилу.

Дослідження виявило, що близько 1% загальної площі в 28 містах знаходиться в зонах, де диференційований рух може вплинути на будівлі, дороги, залізничні колії та інші споруди. Ці території зазвичай розташовані в найщільніших міських центрах і наразі містять близько 29 000 будівель. Найбільш небезпечними в цьому відношенні є Сан-Антоніо, де 1 з 45 будівель піддається високому ризику, Остін (1 з 71), Форт-Верт (1 з 143) та Мемфіс (1 з 167).

Автори дослідження наголошують на необхідності використання цієї нової інформації для пошуку рішень. У багатьох місцях повені можна пом'якшити шляхом підняття рівня землі, вдосконалення дренажних систем та створення зеленої інфраструктури, такої як штучні водно-болотні угіддя для поглинання паводкових вод. Міста, вразливі до ризиків нахилу, можуть зосередитися на модернізації наявних споруд, врахуванні рухів землі в будівельних нормах та обмеженні нового будівництва в найбільш загрожених зонах.