Все крупнейшие города США тонут, - исследование

В рамках данного исследования стало ясно, что 25 из 28 городов демонстрируют признаки оседания на двух третях своей площади или более. Общая численность населения в этих районах составляет около 34 миллионов человек.

Используя новейшие данные, исследователи обнаружили, что скорость оседания в разных частях одного и того же города может существенно варьироваться. В некоторых местах может наблюдаться опускание, в то время как в других - подъем. Основным фактором, вызывающим такие изменения, является массовая добыча подземных вод, хотя в некоторых регионах действуют и другие силы.

Леонард Охенен, ведущий автор исследования и постдокторский исследователь в Климатической школе Колумбийского университета, отметил: «С увеличением городов мы будем наблюдать, как они расширяются в области, подверженные оседанию. Со временем это может привести к нагрузкам на инфраструктуру, превышающим допустимые нормы».

Проблема оседания, особенно в прибрежных мегаполисах, таких как Венеция, Джакарта и Новый Орлеан, уже привлекла внимание ученых, однако многие исследования опирались на ограниченные данные, охватывающие обширные территории.

Данные об оседании земель в городах США. Средняя скорость вертикальных перемещений (VLM) для 28 городов, исследованных в данном проекте, обозначена цветом в зависимости от скорости VLM:


В исследовании использованы последние спутниковые данные для анализа вертикальных перемещений земли на уровне миллиметров в сетках площадью 28 метров (примерно 90 футов). Наиболее быстро опускающимся городом оказался Хьюстон, где более 40% территории теряет высоту более чем на 5 миллиметров в год, а 12% - даже в два раза быстрее. В других техасских городах, таких как Форт-Уэрт и Даллас, также наблюдаются значительные оседания. Среди других проблемных зон можно выделить окрестности аэропорта ЛаГуардия в Нью-Йорке, а также части Лас-Вегаса, Вашингтона и Сан-Франциско.

Исследователи также проанализировали данные о заборе подземных вод на уровне округов и сопоставили их с данными о движениях земли. Результаты показали, что около 80% общего оседания связано с изъятием подземных вод. Это происходит, когда вода извлекается из водоносных горизонтов, что может привести к уплотнению грунта и его оседанию на поверхности. В Техасе данная проблема усугубляется добычей нефти и газа.

Ученые предупреждают, что рост населения и потребление воды, в сочетании с климатическими засухами, могут усугубить ситуацию с оседанием.

Существуют и природные факторы, способствующие оседанию. Например, огромный ледяной щит, который находился на территории Северной Америки около 20 000 лет назад, вызвал подъем земли по краям. Даже после его исчезновения, некоторые из этих участков продолжают оседать со скоростью от 1 до 3 миллиметров в год. Это касается таких городов, как Нью-Йорк, Индианаполис, Нэшвилл, Филадельфия, Денвер, Чикаго и Портленд.

Кроме того, масса зданий также может оказывать влияние. Исследование 2023 года показало, что более 1 миллиона зданий в Нью-Йорке создают давление на землю, что может способствовать оседанию города. Также было установлено, что некоторые здания в Майами опускаются из-за нарушений в грунте, вызванных соседним строительством.

Около 60% населения, проживающего на тонущих землях, сосредоточено в восьми крупных городах: Нью-Йорке, Чикаго, Лос-Анджелесе, Фениксе, Хьюстоне, Филадельфии, Сан-Антонио и Далласе. С 2000 года в этих городах произошло более 90 значительных наводнений, что, вероятно, связано с оседанием.

Также отмечено, что в некоторых городах наблюдаются разные скорости оседания: соседние районы могут опускаться с разной скоростью или даже подниматься. Это движение вверх может быть связано с пополнением водоносных горизонтов вблизи рек. Например, в трех городах - Джексонвилл, Мемфис и Сан-Хосе - подъем в некоторых зонах компенсирует общее оседание.

Такое дифференцированное движение представляет собой риск, поскольку неравномерные изменения высоты могут привести к наклону зданий и других объектов инфраструктуры. В отличие от рисков, связанных с наводнениями, ущерб от оседания может возникнуть даже при незначительных изменениях в движении земли.

Исследование показало, что лишь около 1% общей площади 28 городов находится в зонах, где дифференциальное движение может негативно сказаться на зданиях и инфраструктуре. Тем не менее, такие зоны часто расположены в самых густонаселенных центрах, где находится около 29 000 зданий. Города, наиболее подверженные рискам, включают Сан-Антонио, с высоким риском для 1 из 45 зданий, Остин (1 из 71), Форт-Уэрт (1 из 143) и Мемфис (1 из 167).

Охенен отметил, что последствия для отдельных зданий в этих зонах пока неясны и могут потребовать более глубокого анализа. Ранее проведенное исследование 225 обрушений зданий в США с 1989 по 2000 год показало, что только 2% из них были связаны с оседанием грунта. Однако факторы, вызвавшие 30% случаев, остались неизвестными, что предполагает возможность более значительного влияния оседания.

В заключение авторы подчеркивают необходимость использования этой новой информации для поиска решений. Они предлагают, что во многих случаях можно смягчить последствия наводнений путем повышения уровня земли, улучшения дренажных систем и внедрения зеленой инфраструктуры, такой как искусственные водно-болотные угодья. Города, находящиеся под угрозой опрокидывания, могут сосредоточиться на модернизации существующих зданий, учете движений земли в строительных нормах и ограничении нового строительства в наиболее уязвимых зонах.