Защо все повече градове остават под вода и как може проблемът да бъде решен

Много градове по света потъват. Причината за това е, че много вода се извлича от подземните води под тях, пише The conversation. Това потъване прави крайбрежните градове по-уязвими към покачването на морското равнище със затоплянето на климата.

Този процес обаче може да бъде спрян и обърнат. Това може да се случи с възстановяване на подземните води, като по този начин градовете ще се издигнат отново. Една неочаквана подробност се оказва много важна - разломите играят ключова роля за определянето на местата, където възстановяването на подземните води и издигането на земната повърхност протичат най-бързо, сочи ново проучване, публикувано в сп. Nature.

Глобалният проблем с потъващите градове

Слягането на земната повърхност – постепенното потъване на терена – засяга много от големите градове по света.

Световната метеорологична организация: Последните 11 години са най-горещите от 1850 г.

В някои части на столицата на Индонезия Джакарта земята потъва с повече от 10 сантиметра годишно. Това подтиква правителството да планира преместването на града.

Снимка: iStock

Крайбрежният град Тяндзин в Китай е дом на 15 милиона души. Той също е сред местата, засегнати от особено силно слягане на земната повърхност. Ако процесът продължи със същите темпове, до 2120 г. 15% от населението на града ще се окажат под вода.

Снимка: iStock

Подобни процеси се наблюдават на различни места – от Сан Диего до големите градове в Иран - навсякъде, където подземните води се изпомпват по-бързо, отколкото могат да се възстановят.

Подпочвени води на 50 см под земята са причинили свлачището край Пампорово

Снимка: Сан Диего, САЩ, iStock

В Нова Зеландия скорошни проучвания показват, че около 80% от градската крайбрежна ивица потъва и че подземните води може да са един от факторите за това.

Как градските подземни води водят до потъване

Много градове са построени над естествени резервоари на подземни води и точно водата от части е тази, която ги държи. Представете си гигантски воден балон под един град, който представлява подземните води. Когато подпочвените води се изпомпват, „балонът“ се спуква и земята над него потъва.

Този ефект от изпомпването на подземни води върху слягането на земята е известен и затова по-доброто управление на подземните води често се предлага като ключова стратегия за забавяне или спиране на слягането.

Не е ясно обаче как реагира земята под съответния град, когато се възстановят подземните води. Дали земята просто се издига обратно, равномерно, като балон, който се надува отново, или се случва нещо по-сложно? За да се отговори на тези въпроси, са нужни две неща - дългосрочни записи за това къде се натрупва подземната вода и точни измервания на котата на земната повърхност в милиметри.

Осака - естествената лаборатория

Осака предостави идеалните условия за изследването. Между 20-те и 60-те години на XX век интензивното изпомпване на подземни води понижава нивото им под града с до 30 метра, а на места земната повърхност сляга с повече от два метра.

Потопено историческо село изплува от водите на язовир в Турция (СНИМКИ)

Снимка: iStock

Това кара японското правителство да въведе строги ограничения върху изпомпването на подземни води в началото на 60-те години. През следващите десетилетия нивата на подземните води постепенно се възстановяват. За да се проследят нивата на подземните води, са използвани данни от 44 наблюдателни сондажа, някои от които достигат до 500 метра под земната повърхност. Данните обхващат период, започващ от 1985 г.

За измерване на минималните промени във височината на земната повърхност е използвана специална техника. Тя включва многократно заснемане на земната повърхност със сателитни радари, като данните се съпоставят с изключително точни измервания на наземни станции чрез глобалните навигационни спътникови системи. Резултатите са впечатляващи. В по-широкия район на Осака, където живеят около 15 милиона души, земната повърхност се издига, и то бързо. Средната скорост на издигане е около 4 милиметра годишно, а на някои места достига 12 милиметра годишно. Нивата на подземните води също се покачват постоянно – с темпове до един метър годишно. Там, където нивата на водата се повишават най-бързо, земната повърхност също се издига най-бързо.

Учени: Планетата ни навлиза в „парникова траектория“, върви към климатичен хаос

Разпределението на издигането обаче е силно неравномерно. В един градски квартал земната повърхност може да се издига бързо, докато на по-малко от 100 метра разстояние, по същата улица, процесът може да протича значително по-бавно. Тези резки промени не са случайни. Те очертават тесни, но непрекъснати зони, които пресичат града. Изследване сочи, че тези зони почти напълно съвпадат с известните тектонични разломи.

Разломите действат като язовири

Разломите са пукнатини в земната кора и обикновено се свързват със земетресенията. Но тук те играят друга роля. Представете си разлом като завеса, висяща вертикално под земята, прорязваща подземните води. Тя задържа водата, блокирайки страничния ѝ поток и действайки като подземен язовир.

От едната страна на разлома Уемачи в Осака нивата на подпочвените води се покачват три пъти по-бързо, отколкото от другата страна. Учените откриват, че същият модел се повтаря и при други разломи в града. Водните язовири са разположени от страната „нагоре по течението“ на разлома, където водата не може лесно да тече, което води до по-бързо възстановяване на подземните води и по-бързо издигане там, докато страната „надолу по течението“ изостава.

Учени: Почти половината от плажовете ще изчезнат до края на века

Изследването подчертава потенциално важна възможност за крайбрежните градове да се адаптират към покачването на морското равнище. Там, където изчерпването на подземните води е допринесло за слягане на земята, намаляването на използването им и тяхното възстановяване би могло да намали, а на някои места и потенциално да обърне процеса.

Тъй като нивото на моретата продължава да се покачва, предпазването на земята под крайбрежните градове от потъване може да бъде все по-важна част от адаптирането към затоплящия се свят.