Триллионы долларов ущерба: Опасные последствия человеческой деятельности нависают над пятой частью населения мира
Открытые источники
Оригинал на сайте Wired
Экономика Калифорнии в XX веке стремительно шла вверх, но почва штата двигалась в обратном направлении. Быстрое развитие сельского хозяйства, а также рост сельскохозяйственной промышленности в долине Сан-Хоакин в сочетании с сильной засухой привели к чрезмерному забору воды из водоносного горизонта. Эти огромные, пустые залежи подземных вод сдувались-точно воздушные шары. Геологи называют это явление просадкой грунта. К 1970 году земля в долине опустилась на восемь метров, и это было далеко не идеальным последствием для людей и инфраструктуры над водоносным горизонтом.
Новости по теме
Долина Сан-Хоакин была геологически готова к заселению, но ее судьба не уникальна. Во всем мире, от Нидерландов и Индонезии до Мехико, геология вступила в сговор с изменением климата в своем стремлении выбить землю из-под ног человечества. Изнурительная засуха приводит к ускоренному истощению водоносного горизонта, а из-за повышения уровня моря опускающаяся почва становится все более уязвимой для наводнений. Согласно результатам недавнего исследования, опубликованного в журнале Science, 1,6 миллиарда человек могут пострадать от проседания в ближайшие 20 лет, а ущерб составит триллионы долларов.
"Просадке почвы не уделяется должного внимания, потому что это медленное явление. Это не будет признано, пока они не увидят ущерб воочию",-говорит Мишель Снид, специалист по просадкам из Геологической службы США, которая была соавтором исследования. - Погружение грунта само по себе не является проблемой. Но если оседание происходит на побережье, это большая проблема. Там, где есть глубокие колодцы и скважины, они разрушаются из-за просадки грунта. И в этом вся проблема" .
Для того чтобы проседание стало проблемой, необходимы два обстоятельства. Во-первых, соответствующий состав почвы, а во-вторых, чрезмерно эксплуатируемый водоносный горизонт. В водоносном горизонте вода содержится в песчанике, гравии и глине. Когда содержание глины в таком осадке особенно велико, ее частицы похожи на пластины, которые беспорядочно заполнили раковину. Они расположены беспорядочно, и вода заполняет пространство между частицами. Но если начать извлекать воду из такого слоя, то пространство между частицами исчезает, и они плотнее прилегают друг к другу. "Эти тарелки теперь занимают упорядоченное положение и больше похожи на стопку тарелок в кухонном шкафу", - говорит Снид. — Совершенно очевидно, что в этом случае они занимают меньше места. Таким образом, уплотнение водоносного горизонта приводит к просадке грунта на поверхность."
Но если вы закачаете воду обратно в водоносный горизонт, обязательно ли эти наши плиты вернутся в свое хаотичное, неупорядоченное состояние? К сожалению, нет. "Вода немного раздвинет эти частицы, мы получим небольшое расширение в системе водоносного горизонта, и почва немного поднимется. Но она поднимется очень незначительно", - говорит Снид. — Мы можем говорить только о паре сантиметров. Частицы все равно будут помещены, как тарелки, в наш кухонный шкаф." Итак, на данный момент у нас есть двойная проблема. Земля опустилась и больше не поднимется, и водоносный горизонт больше не сможет удерживать столько воды, сколько раньше, потому что он сжат. - Это очень важно,- говорит Снид. "Люди в разных местах по всему миру, включая Калифорнию, начинают использовать водоносные горизонты в качестве управляемых резервуаров. Но из-за уплотнения грунта емкость этих резервуаров уменьшилась."
Из-за роста населения и более интенсивных засух из-за изменения климата водные ресурсы находятся под растущей нагрузкой, и земля тонет во всем мире. Некоторые районы индонезийской столицы Джакарты, например, опускаются на 25 см в год, а уровень моря вокруг нее поднимается. Компьютерные модели показывают, что всего за 30 лет 95% северной части Джакарты может оказаться под водой. Ситуация настолько серьезна, что Индонезия намерена перенести свою столицу.
Но ученые до сих пор не моделируют глобальные риски от проседания. Чтобы построить свою модель, Снид и его коллеги изучили доступную литературу о просадках в 200 местах по всему миру. Они учитывали геологические факторы (высокое содержание глины), а также топологию, так как просадка грунта чаще происходит на равнинной местности. Исследователи учитывали демографический и экономический рост, данные о водопользовании и климатические переменные.
Они пришли к выводу, что в планетарном масштабе проседание грунта в ближайшие 20 лет будет угрожать 12 миллионам квадратных километров территории. Это всего лишь 8% суши земли, но человечество имеет привычку строить большие города в прибрежных районах, которые часто подвержены просадкам. Так ученые пришли к выводу, что в результате проседания почвы пострадает 1,6 миллиарда человек. Их модель далее показала, что в глобальном масштабе оседание вызовет ущерб на общую сумму 8,19 триллиона долларов. Это 12% мирового ВВП.
Да, постепенное оседание почвы не так разрушительно, как внезапное землетрясение или извержение вулкана. "Но это вызывает косвенные последствия, которые в долгосрочной перспективе влияют на здания и инфраструктуру, увеличивают площадь затопления в речных бассейнах и в прибрежных районах",-говорит геофизик Херардо Эррера-Гарсия (Gerardo Herrera-García) из Института геологических и горных исследований Испании, ставший ведущим автором исследования.
Просадка грунта очень чувствительна к изменению климата, по крайней мере косвенно. В условиях потепления на нашей планете засухи будут длительнее и интенсивнее. "Это очень важно,-говорит Эррера-Гарсия, - потому что независимо от годового количества осадков, самое главное, что у нас есть длительный сухой период." Запасы воды в водохранилищах будут сокращаться, и городам придется откачивать все больше и больше воды из водоносного горизонта. И когда структура такого водоносного горизонта разрушается из-за упорядоченного расположения глиняных частиц, которые мы называем тарелками в посудном шкафу, пути назад уже нет. Из-за проседания грунта под угрозой находятся 1,6 миллиарда человек, и это только к 2040 году. Последствия будут ужасными. Будет дефицит воды и одновременно затопление низменностей. "Это действительно ошеломляющие результаты", - говорит геолог Патрик Барнард из Геологической службы США, который изучает феномен оседания и не участвовал в новом исследовании. - Особенно для прибрежных мегаполисов. Но большинство мегаполисов-прибрежные. Так что это действительно проблема, не уступающая по значимости затоплению прибрежных территорий." И городское население растет. По данным ООН, к 2050 году почти 70% людей будут жить в городах. Сейчас эта цифра составляет 50%.
Человечество обычно строит свои города там, где реки впадают в моря. А в этих районах условия для проседания почвы просто идеальные. Давным-давно на дне этих рек образовались отложения с высоким содержанием глины, на которых люди потом стали строить дома. "Наиболее опасные участки расположены вблизи дельт рек при слиянии рек с морями. У побережья есть низменные плоские осадочные бассейны",-говорит геофизик Роланд Бергманн из Калифорнийского университета в Беркли, который специализируется на просадках, но не участвовал в новом исследовании. Но те же проблемы встречаются и в недрах земли, например, в Мехико, который стоит на осадочных отложениях бывшего озера и тоже страдает от проседания почвы.
Стоящие на свалках города также выпадают по мере осаждения захороненных отходов. В городской агломерации Сан-Франциско, например, некоторые районы падают на полтора сантиметра в год. Модели и прогнозы ученых из Университета Аризоны и Калифорнийского университета в Беркли предполагают, что к концу века 430 квадратных километров в районе залива могут оказаться под водой из-за оседания суши и повышения уровня моряПросадка грунта становится все более опасной, потому что ее последствия могут быть самыми разными даже в районах, которые находятся близко друг к другу. Это зависит от многих факторов, таких как состав местной глины или на какой стороне разлома район пострадал от землетрясения. Поэтому новое глобальное исследование очень важно для выявления крупномасштабных рисков, но ученым придется более тщательно изучать просадку грунта.
"Представленная здесь модель обеспечивает основу для выявления зон повышенного риска",-говорит Маночехр Ширзаи, геофизик из Аризонского университета, который изучает просадку грунта и написал обзор новой работы. — Затем мы будем использовать инструменты и методы мониторинга для проведения измерений с очень высоким разрешением." Чтобы получить такие детальные данные, привязанные к конкретной местности, ученые картографируют рельеф и ландшафт с помощью аэрофотосъемки лазерами и накладывают информацию со спутников, которые используют радар для определения скорости проседания почвы.
На самом деле есть только один способ остановить проседание грунта. Для этого мы должны отказаться от чрезмерной эксплуатации водоносных горизонтов, что нереально на нашей быстро нагревающейся планете. - Так или иначе, водоносные горизонты будут истощены, - говорит Ширзай. — Нельзя требовать, чтобы люди, нуждающиеся в пресной воде, отказывались от использования подземных вод из-за проседания почвы. Поэтому нам нужно подумать о том, какие адаптационные стратегии могут быть применены." Для этого вам придется поднимать здания на проседающей почве и в зонах затопления. Необходимо будет активно заниматься опреснением морской воды, хотя эти технологии очень энергоемки, а потому и дороги. Или города могут последовать примеру Лос-Анджелеса, где они меняют планировку улиц, чтобы собрать драгоценную дождевую воду.
В результате нисходящие города оказываются один на один с непреодолимыми физическими силами. -Геология есть геология,- говорит Снид. — Ты ничего не можешь с этим поделать"
- Мэтт Саймон*
Перевод "Нью-Йорк Таймс".
Редакция может не согласиться с мнением автора. Если вы хотите написать в раздел "Мнение", прочтите правила публикации и напишите в [email protected] .
