Новини науки

 Рівень моря піднімається не лише тому, що теплішає океан. Нове дослідження показує, що під ногами мешканців приморських мегаполісів відбувається ще одна малопомітна драма: сама суша просідає під вагою міст і через викачування води. У результаті для багатьох прибережних міст море «піднімається» майже вдвічі швидше, ніж це видно зі середніх глобальних оцінок, повідомляють автори роботи в журналі Nature Communications.

Що відомо коротко

    У густонаселених прибережних регіонах відносний рівень моря зростає близько 6 мм на рік — майже удвічі швидше за кліматично зумовлений підйом океану.
    Ключовий додатковий чинник ризику — просідання суші (субсиденція), спричинене діяльністю людини та природними геологічними процесами.
    До головних причин просідання належать надмірний забір підземних вод, видобуток нафти й газу, ущільнення молодих осадів у дельтах та вага будівель.
    У мегаполісах на кшталт Джакарти, Тяньцзіня та Бангкока окремі райони просідають на сантиметри щороку, місцями до 42 мм на рік.
    Дослідження свідчить, що краще управління підземними водами може суттєво сповільнити або й майже зупинити просідання, як це сталося в Токіо та регіоні Х’юстон–Галвестон.

Як міста «тягнуть» узбережжя донизу

Уявімо, що узбережжя — це гігантський матрац. З одного боку на нього тисне океан, вода в якому розширюється від нагрівання та поповнюється талою кригою. З іншого — на цей матрац сідають дедалі важчі міста, водночас витягуючи з нього «пружини» у вигляді підземної води. Матрац не просто стискається зверху — він ще й провалюється вниз.

Саме це й спостерігають дослідники з Німецького геодезичного дослідницького інституту Технічного університету Мюнхена та Тулейнського університету. Вони показали, що в багатьох густонаселених прибережних регіонах просідання суші додає до підйому моря кілька міліметрів щороку. Тобто місцевий рівень моря зростає не лише тому, що стає більше води, а й тому, що «дно» під людьми опускається.

За словами керівника дослідження, Юліуса Ельсмана (Julius Oelsmann), щоб правильно оцінити ризики, вже недостатньо дивитися тільки на океан: потрібно так само ретельно відстежувати, що відбувається із самою сушею — особливо там, де проживають мільйони людей.

Чому земля під містами просідає

Дослідники відзначають кілька головних рушіїв субсиденції. Один з них — інтенсивне викачування підземних вод. Якщо аквіфер уявити як губку, заповнену водою, то при надмірному заборі вона висихає й стискається, а поверхня над нею просідає.

Другий чинник — видобуток нафти й газу, коли з надр витягують флюїди, які раніше підтримували гірські породи. Третій — ущільнення молодих осадових порід у дельтах річок, що природно відбувається з часом, але може посилюватися діяльністю людини.

До цього додається вага будівель і інфраструктури. Шари ґрунту під мегаполісом працюють як багатошарова подушка: що важчий «пасажир», то швидше вона сплющується. Усе це накладається на повільні геологічні процеси на кшталт тектонічних рухів і післяльодовикового «відскоку» земної кори.

Найвразливіші країни та «гарячі точки» просідання

За оцінками авторів, одні з найвищих показників відносного підйому рівня моря (тобто з урахуванням просідання суші) спостерігають у Таїланді, Бангладеш, Нігерії, Єгипті, Китаї та Індонезії. Там середні показники для узбереж, зважені за чисельністю населення, становлять близько 7–10 мм на рік.

Підвищені темпи зафіксовано також у США, Нідерландах і Італії — приблизно 4–5 мм на рік. Для окремих міст дослідники виділяють справжні «гарячі точки» субсиденції: Джакарти (13,7 мм на рік у середньому), Тяньцзіня (13,5 мм), Бангкока (8,5 мм), Лагоса (6,7 мм) та Олександрії (4 мм).

При цьому просідання може істотно відрізнятися навіть у межах одного міста. У Джакарті є райони, які опускаються до 42 мм на рік, тоді як інші частини міста, навпаки, повільно піднімаються.

Є й протилежні приклади: у частині узбереж Швеції та Фінляндії відносний рівень моря, за даними дослідження, знижується. Там земля досі продовжує підніматися після останнього Льодовикового періоду — пост льодовиковий «відскок» відбувається швидше, ніж піднімається океан.

Як підземні води можуть стати «важелем» захисту

Флоріан Зайц (Florian Seitz), професор геодезичної геодинаміки та директор Німецького геодезичного дослідницького інституту ТУ Мюнхена, наголошує: у багатьох прибережних мегаполісах саме забір підземних вод є головним керованим чинником просідання. А це означає, що місцеві політичні рішення й системи водокористування можуть істотно змінити ситуацію.

Інструменти тут схожі на аптечку для перевантаженого «матраца»: краще управління підземними водами, жорсткіша регуляція відбору, перехід на альтернативні джерела води та штучне поповнення аквіферів можуть помітно сповільнити опускання суші, а подекуди й майже припинити його.

Прикладом є Токіо. Колись там просідання перевищувало 10 см на рік, а в найбільш уражених районах сягало приблизно 24 см на рік. Завдяки державним заходам і розвитку альтернативних джерел води ці темпи вдалося різко знизити.

Схожу історію має й регіон Гарріс–Галвестон у Техасі. Там також головною причиною просідання було інтенсивне викачування підземних вод. Для вирішення проблеми ще в 1975 році створили спеціальний округ із контролю субсиденції, який регулює забір води, стимулює використання інших джерел і підтримує програми збереження водних ресурсів.

Це вже остаточні висновки чи лише проміжний крок?

Робота опублікована в рецензованому журналі Nature Communications і дає узагальнену кількісну оцінку глобальної проблеми. Водночас автори наголошують, що причини й масштаби просідання відрізняються від міста до міста, тож для локальних рішень потрібні детальніші регіональні дослідження.

Чому про просідання суші говорять значно менше, ніж про підйом океану?

Кліматично зумовлений підйом рівня моря — глобальний і відносно рівномірний процес, який легше вимірювати з космосу та моделювати. Субсиденція ж дуже локальна, її причини різняться, а спостереження потребують густої мережі датчиків і спеціальних методів. Тому цей чинник довго залишався в «тіні» кліматичних оцінок.

Чи можна повністю зупинити просідання в містах?

Досвід Токіо та Х’юстон–Галвестона показує, що антропогенну частину просідання можна сильно скоротити або майже зупинити, якщо змінити політику щодо водних ресурсів. Проте повністю позбутися природних геологічних процесів неможливо, їх можна лише враховувати під час планування забудови й захисних споруд.

Що це означає для майбутнього прибережних мегаполісів?

Міста, які ігнорують просідання, можуть недооцінити швидкість і масштаб затоплень, плануючи дамби, дренаж і нову інфраструктуру. Врахування субсиденції дає змогу точніше оцінити ризики й інвестувати не лише в береговий захист, а й у зміни в системах водопостачання та землекористування.

Ми звикли думати, що загрозу для прибережних міст несе лише зростаючий океан, але дедалі очевидніше, що самі міста «тягнуть» себе донизу — і від того, як люди керують водою та забудовою, залежить, наскільки глибоко вони зануряться під майбутні хвилі.