Земята под най-големите градове в САЩ потъва, къде и защо?

Според ново изследване земята под най-големите градове в САЩ потъва - явление, което застрашава сгради, пътища и железопътни линии. Но това потъване, известно като слягане, не се случва по един и същи начин на всяко място, нито дори по един и същи начин в един град, пише The Washington Post.

Изследователите картографираха как земята се движи вертикално в 28-те най-населени града в САЩ и установиха, че всички градове в някаква степен се свиват като изпуснат матрак. Двадесет и пет от тях са намалели с две трети от земята си. Според изследването, публикувано в четвъртък в Nature Cities, около 34 млн. души - около 10 % от населението на САЩ - живеят в свличащите се райони.

Градовете с най-широко разпространено понижение, където са засегнати 98% от територията на града, включват: Чикаго, Далас, Кълъмбъс, Охайо, Детройт, Ню Йорк, Индианаполис, Шарлот, Денвър, Хюстън и Форт Уърт.

Много от тези потъващи градове са разположени във вътрешността на страната. Свличането на земни пластове обикновено е голям проблем за крайбрежните градове, където покачващото се морско равнище може по-лесно да достигне брега и да залее райони. Но изследователите твърдят, че потъването на земята във вътрешността на страната може да дестабилизира инфраструктурата и да влоши наводненията по време на бури.

„Свличането на земята често не спира на границата на крайбрежните райони. Това е проблем, който засяга навсякъде, както във вътрешността на страната, така и в крайбрежните райони“, казва Леонард Охенен, водещ автор на изследването и изследовател в Колумбийския университет.

Сградите, пътищата и дори самата почва оказват натиск върху всичко под тях. Земята отдолу се състои от няколко слоя седименти, включително водоносни хоризонти с много поресто пространство между седиментните зърна. Водата запълва пространствата и помага за поддържането на част от тежестта отгоре. Но ако водата се отстрани и почвата се компресира, земята се утежнява.

Причините за свличане на вода могат да варират в различните градове.

По Източното крайбрежие и района на Големите езера, земята бавно потъва в отговор на топенето на ледниците от последния ледников период - известно като ледниково изостатично приспособяване .

В големи градове като Ню Йорк теглото на сградите буквално притиска почвата надолу. Бетонните джунгли също така абсорбират повече топлина, която може да се пренесе под земята и да деформира почвата и скалите - както се вижда в Чикаго . Тихоокеанският северозапад е подложен на тектонична активност на плочите, където една плоча попада под друга плоча и води до потъване.

Вашингтон, окръг Колумбия, например, има няколко фактора, които предизвикват слягане. Градът потъва, тъй като ледниците от ледниковия период се топят. Най-високите темпове на слягане се наблюдават около парка Източен Потомак (повече от 5 милиметра годишно), който е построен върху рекултивирана земя, пълна с меки, нестабилни седименти. Но по поречието на река Анакостия част от земята се издига, тъй като реката презарежда системата от подземни води.

Най-доминиращата причина за потъване на води в повечето места е изпомпването на подпочвени води за пиене и земеделие, установиха изследователите. Те установиха, че премахването на подпочвени води е причинило 80% от потъването в градовете.

„Използването на подземни води няма да намалее“, каза Охенхен. „На повечето места няма да кажете на хората да спрат да добиват подземни води, защото това може да е единственият наличен ресурс за определен регион или град.“

Тексас е дом на най-бързо потъващите места в страната, които изпомпват подпочвени води, но също така и много нефт и газ. Хюстън отдавна е известен с това, че потъва с най-бърза скорост, повече от 5 милиметра годишно. Но екипът откри няколко други града в Тексас по-навътре в сушата, които се движат с подобни високи темпове, включително Далас и Форт Уърт.

Потъването на земята увеличава риска от наводнения, защото може да задържа дъждовните води за по-дълги периоди, каза Ширзаеи. Например, по време на урагана Харви през 2017 г. той установи, че 85% от наводнената площ в района на Хюстън-Галвестън е потънала с повече от 5 милиметра годишно. По време на урагана Хелен през 2024 г. потъналите площи може да са затруднили отстраняването на наводненията през следващите дни.

„Свличането на земята промени дренажната мрежа, така че водата не можеше да се оттече извън града“, каза Ширзаей.

Щети по критична инфраструктура могат да възникнат, когато един град претърпи различни нива на слягане на малка площ. Например, сграда, разположена на частично повдигнат и частично потъващ терен, е по-вероятно да бъде дестабилизирана. Не е необходима и голяма разлика във височината.

В 28-те града, най-гъсто населените градски центрове са имали проблеми с нестабилна земя, застрашаваща 29 000 сгради. Проучването установи, че Сан Антонио е с най-висок риск за сградите, въпреки че не е имал най-бързите темпове на слягане. Там 1 от 45 сгради е била изложена на висок риск от повреди; Остин е показал висок риск за 1 от 71 сгради; Форт Уърт е бил 1 от 143; а Мемфис е бил 1 от 167.

„Не искаме да създаваме паника“, каза Ширзаеи. Той добави, че „хубавото на свличането на земята е, че темповете са много бавни“ и дава време на общностите да се подготвят или да смекчат последиците.

Някои места са успели да забавят и спрат свличането на земни маси, като са използвали система, която събира вода от дъжд, наводнения, реки или пречистени отпадъчни води и я връща в подземните водоносни хоризонти. Такива системи съществуват в долината Коачела в Калифорния, Санта Клара и Санта Ана, в испанския окръг Ел Карасило и в Пекин.

„Наличието на подробни карти на движението на земята, както и информация за причините за него, може да помогне при разработването на политики“, каза Пейман Тахмасеби, изследовател на слягания в Минното училище в Колорадо и Технологичния университет в Хамбург, който не е участвал в проучването.

Констатациите, каза Тахмасеби, могат също да помогнат за създаването на по-добри планове за управление на подземните води или за подобряване на градското планиране по начин, който ограничава щетите и всякаква опасност за живота на хората.

„Трябва да започнем да говорим за тези решения още сега“, каза Охенхен, който очерта някои възможни подходи в проучването. „Този ​​проблем само ще се увеличава с напредването ни в бъдеще.“