میلیون ها نفر در معرض خطر: 28 شهر بزرگ ایالات متحده در حال غرق شدن هستند

زمین زیر شلوغ ترین شهرهای آمریکا به آرامی در حال غرق شدن است و با آن ، ساختمانها ، جاده ها و پل هایی که از زندگی روزمره پشتیبانی می کنند. این فرآیند که به عنوان فرونشست زمین شناخته می شود ، ممکن است عناوینی مانند سیل یا زمین لرزه را به دست نیاورد ، اما تأثیر طولانی مدت آن به همان اندازه جدی است. هنگامی که حتی هر سال چند میلی متر تغییر زمین اتفاق می افتد ، خسارت می تواند به صورت سکوت ایجاد شود و پایه و اساس زیرساخت های اصلی را تضعیف کند و تهدید سیل شهری را افزایش دهد.

در سرتاسر ایالات متحده ، حداقل 28 نفر از بزرگترین شهر این کشور در حال تجربه فرونشست زمین هستند. در مطالعه ای که در شهرهای طبیعت منتشر شده است ، محققان ویرجینیا تکن از فناوری رادار ماهواره ای برای اندازه گیری سرعت این شهرها استفاده کردند. نتایج شگفت آور بود: در هر شهر مورد تجزیه و تحلیل ، حداقل 20 درصد از منطقه شهری فروکش می کند. در بیشتر موارد ، بیش از 65 درصد از هر شهر نشانه هایی از حرکت نزولی زمین را نشان می داد.

این تحقیق ، به رهبری لئونارد اونها و استادیار Manoochehr Shirzaei ، از سال 2015 تا 2021 با استفاده از داده های ماهواره ای با وضوح بالا از Sentinel-1 ، تغییرات ارتفاع زمین را نقشه برداری کرد. مطالعه آنها شهرها را در حدود 34 میلیون نفر – یا تقریبا 12 درصد از جمعیت ایالات متحده – در اختیار داشت. این بدان معناست که ده ها میلیون نفر ناآگاهانه در زمین ناپایدار زندگی می کنند.

برخی از مناطق بیشتر از سایر مناطق تحت تأثیر قرار می گیرند. به عنوان مثال ، در بخش هایی از هیوستون ، زمین در سال 10 میلی متر در سال غرق می شود – تقریباً نیم اینچ. شهرهای دیگر مانند نیویورک ، دنور و سیاتل در حدود 2 میلی متر در سال فروکش می کنند که ممکن است خیلی به نظر نرسد. اما شیفت های کوچک و ثابت می توانند با گذشت زمان کل سیستم ها را به خطر بیندازند و به خطر بیاندازند.

اونها گفت: “بسیاری از تغییرات کوچک با گذشت زمان ایجاد می شوند و نقاط ضعف در سیستم های شهری را بزرگ می کنند و خطرات سیل را افزایش می دهند.”

استخراج آب زیرزمینی علت اصلی است. شهرها برای حمایت از جمعیت در حال رشد به آب احتیاج دارند و بسیاری از آن را از سفره های زیرزمینی پمپ می کنند. اما هنگامی که آب سریعتر از آبخوان برداشته می شود ، می تواند دوباره پر شود ، فضاهای خالی فرو می رود و زمین بالای غرق می شود.

توسعه شهری نیز نقش دارد. با ایجاد شهرها ساختارهای بیشتری ، وزن اضافه شده استرس را بر روی زمین قرار می دهد. در مناطق ساحلی ، افزایش دریاها این مشکل را بدتر می کند ، در حالی که در مناطق سردتر مانند آلاسکا ، ذوب شدن Permafrost یکی دیگر از عوامل مهم است.

منطقه هوستون -گالوستون در تگزاس برای ده ها سال یک کانون فرونشست است. استخراج طولانی مدت آبهای زیرزمینی ، نفت و گاز باعث شده است که زمین در برخی از مکان ها تا 5 سانتی متر (2 اینچ) در سال غرق شود.

در جاهایی مانند ققنوس ، لاس وگاس و بخش هایی از دلتای می سی سی پی نیز همین مسئله صادق است. حتی شهرهای ساحل شرقی مانند جاده های همپتون در ویرجینیا و چارلستون در کارولینای جنوبی به دلیل ترکیبی از فرآیندهای طبیعی و فعالیت های انسانی ، سرزمین خود را به آرامی پایین می بینند.

تنظیم ایزوستاتیک یخبندان – یک بازگشت آهسته از زمین که یک بار توسط یخچالهای طبیعی فشرده شده است – همچنین به غرق شدن در سواحل شرقی کمک می کند. در همین حال ، در شمال دور ، آلاسکا با تغییرات غیرقابل پیش بینی روبرو است زیرا دمای گرم شدن زمین یخ زده را ذوب می کند.

بر خلاف سیل ، که دارای اثرات قابل مشاهده و فوری هستند ، خطرات فرونشست اغلب تا زمانی که سازه ها شکسته شوند یا بنیادها از بین بروند ، غافل می شوند. جاده ها ممکن است دست و پنجه نرم کنند ، ساختمانها ممکن است کج شوند و لوله های زیرزمینی ممکن است شکسته شوند – اما همه به یکباره. این امر باعث می شود تا زمانی که آسیب گران یا حتی خطرناک شود ، غافل شود.

Shirzaei این مشکل را به عنوان یکی از “خطر نهفته” توضیح می دهد ، جایی که زیرساخت ها با گذشت زمان به آرامی تضعیف می شوند ، با عواقب شدیدی که فقط بعداً روشن می شود. در شهرهایی که تنوع زیادی در نرخ غرق شدن دارند – از جمله نیویورک ، لاس وگاس و واشنگتن دی سی – این جنبش ناهموار استرس بیشتری را بر ساختارها ایجاد می کند.

حل و فصل دیفرانسیل ، جایی که برخی از مناطق سریعتر از سایر مناطق غرق می شوند ، باعث ایجاد شکاف ، کج و شکاف در سطوح جامد می شوند. شیرزی گفت: “این خطر اغلب در مراکز شهری به سرعت در حال گسترش است.”

برای بدتر شدن اوضاع ، بسیاری از این شهرها در حال حاضر با فشار از تغییرات آب و هوا روبرو هستند. تغییر الگوهای آب و هوا ، خشکسالی های مکرر و درجه حرارت بالاتر باعث افزایش تقاضای آب می شود ، در حالی که باعث کاهش مجدد آب طبیعی می شود. با افزایش فشار آب ، این احتمال وجود دارد که زمین های بیشتری شروع به غرق شدن کنند.

آنچه باعث می شود این مطالعه از جزئیات و مقیاس تصاویر ماهواره ای استفاده شود. با استفاده از داده هایی با وضوح حدود 28 متر و دقت در سطح میلی متر ، تیم Shirzaei می تواند تغییراتی را مشاهده کند که در غیر این صورت بدون توجه به آن می رسد.

ابزارهای سنتی مبتنی بر زمین مانند GPS و ایستگاه های تراز کردن می توانند فرونشست را به طور دقیق اندازه گیری کنند ، اما آنها همان پوشش گسترده را ارائه نمی دهند. مدل های یادگیری ماشین به پر کردن برخی از شکاف ها کمک کرده اند ، اما حتی آنهایی که اغلب تغییرات زمین در مقیاس خوب را از دست نمی دهند. تصویربرداری رادار ماهواره ای ، معروف به INSAR (رادار دیافراگم مصنوعی تداخل سنجی) ، با ارائه نقشه های با وضوح بالا و در سطح شهر که نشان می دهد زمین در حال غرق شدن است ، شکاف هایی را نشان می دهد.

با استفاده از این روش ، این مطالعه بیش از 29000 ساختمان را که در مناطق پر خطر یا بسیار پرخطر نشسته اند ، شناسایی کرد. این نوع داده ها برای دولت ها و برنامه ریزان محلی که باید تصمیم بگیرند در مورد محل ساخت ، چگونگی به روزرسانی زیرساخت ها و چگونگی محافظت از جوامع در برابر فاجعه ای که ممکن است تا سالها در خط نباشند ، ضروری است.

با افزایش تهدید فرونشست زمین ، نیاز به سیاست های باهوش تر و برنامه ریزی بهتر شهری نیز وجود دارد. Shirzaei و تیمش از شهرهای خود خواستند که سه استراتژی کلیدی را اتخاذ کنند:

این اولین بار نیست که تیم Shirzaei زنگ هشدار را صدا می کند. سال گذشته ، آنها ارزیابی گسترده ای از خطرات سیل در 32 شهر ساحلی ایالات متحده منتشر کردند و مکانهای برجسته در امتداد ساحل اقیانوس اطلس را که در آن زمین در حال غرق شدن تا 5 میلی متر در سال است ، برجسته کردند. خطرات ترکیبی از افزایش دریاها و سقوط زمین ، خطر را به ویژه در هنگام طوفان افزایش می دهد.

آخرین مطالعه آنها با توجه به توجه به داخل کشور ، این کار را انجام می دهد. این نشان می دهد که فرونشست فقط یک مسئله ساحلی نیست. شهرهای بزرگ به دور از اقیانوس با همان تهدیدها روبرو هستند و بسیاری از آنها آماده نیستند.

شواهد واضح است: فرونشست زمین تهدیدی از راه دور نیست ، اما یک خطر فعلی که بی سر و صدا در حال تغییر و تحول شهرها در سراسر ایالات متحده است ، آنچه را که به ویژه چالش برانگیز است ، تغییر می دهد این است که چقدر نامرئی است. فرونشست یلند در شهرهای ایالات متحده هر روز غرق شدن زمین را نمی بینید ، اما اثرات طولانی مدت می تواند ویران کننده باشد.

جلوگیری از آسیب با دانستن اینکه زمین و سرعت زمین در کجا حرکت می کند ، شروع می شود. به همین دلیل داده های ماهواره ای با وضوح بالا و سیستم های نظارت محلی بسیار مهم هستند. با داده های بهتر ، شهرها می توانند انتخاب های هوشمندانه تری انجام دهند – از نحوه مدیریت آب ، تا جایی که می سازند ، تا نحوه آماده سازی برای آینده.

Shirzaei معتقد است که شهرهایی که اکنون در سازگاری سرمایه گذاری می کنند ، در طولانی مدت بهتر خواهند بود. نادیده گرفتن مشکل فقط خطرات بیشتری را در جاده دعوت می کند. از آنجا که شهرهای آمریکا همچنان به رشد خود ادامه می دهند ، سیستم هایی که از آنها پشتیبانی و محافظت می کنند نیز باید – از زمینی که روی آن ایستاده اند ، شروع کنند.