Planul ambitios de a opri pamantul de la scufundare

Schimbarea climei

(Credit de imagine:

Alamy

)

De Amanda Ruggeri, 1 decembrie 2017

Setea noastra de apa potabila provoaca aparitii severe in multe zone din intreaga lume, punandu-le in pericol de inundatii. Dar unele comunitati incearca sa rezolve problema.

De la Miami la Jakarta, comunitatile de coasta din intreaga lume se lupta cu efectele cresterii nivelului marii.

Dar, in unele locuri, problema este agravata de un alt fenomen: terenul este in cadere.

Capitala indoneziana, de exemplu, se scufunda pana la 17 cm (6,7 toli) pe an. „Aceasta este o problema, pentru ca sunt chiar la nivelul marii”, spune Michelle Sneed, specialist in subsidenta terenurilor la US Geological Survey (USGS). „Au aceasta presiune suplimentara de inundatii crescute si cresterea nivelului marii. Au construit diguri. Dar orasul se calmeaza atat de repede incat, la maree, apa se revarsa doar ”.

Un barbat merge pe motocicleta de-a lungul unei strazi inundate din Jakarta, un oras care se confrunta cu provocarile gemene ale cresterii nivelului marii si al cedarii (Credit: Alamy)

Partial din cauza unor exemple precum Jakarta, scaderea este adesea interpretata gresit de scepticii schimbarilor climatice, care sustin ca acest fenomen explica numai inundatiile crescute in zonele de coasta. Realitatea este mai provocatoare. Atat cresterea nivelului marii, cat si cedarea se intampla simultan. Dar, in timp ce cresterea nivelului marii este o problema globala cauzata de incalzirea oceanelor si topirea calotelor de gheata din lume, afundarea terestra este o problema locala, care afecteaza unele comunitati, dar nu si altele.

In zonele de coasta suficient de norocoase pentru a fi afectate de ambele fenomene, riscul de inundatii poate fi sever. Si, desi este putin probabil ca comunitatile interioare sa sufere mult din cauza cresterii nivelului marii, multe, inclusiv Mexico City si Valea San Joaquin din California, se confrunta cu provocarile provocate de scufundarea terenului.

S-ar putea, de asemenea, sa va placa:

• Lupta Miami impotriva cresterii marii

• Am putea apasa din aer subtire?

• Pericolul inghetat ascuns sub solul SUA

Dar exista vesti bune. In timp ce majoritatea oamenilor de stiinta sunt de acord ca cresterea nivelului marii poate fi atenuata doar prin scaderea emisiilor de carbon, ceea ce va necesita un consens la nivel mondial, comunitatile pot prelua controlul propriilor lor afundari terestre.

„Daca apa este ridicata din cauza cresterii nivelului marii, atunci trebuie sa va adresati intregii lumi”, spune Gilles Erkens, geologul si cercetatorul de subsidenta al Universitatii din Utrecht. „In anumite privinte, acest lucru face mai usoara abordarea cedarii terenurilor, deoarece trebuie doar sa te uiti la o zona locala.

Array

”

Daca apa este mare din cauza cresterii nivelului marii, atunci trebuie sa va adresati intregii lumi. In unele privinte, acest lucru face mai usoara abordarea cedarii terenurilor – Gilles Erkens

Unele orase, inclusiv Shanghai si Tokyo, au rezolvat deja problema. Alte comunitati, cum ar fi zona Hampton Roads din estul Virginiei, vin acum cu propriile lor solutii creative.

Daca sunteti surprinsi sa auziti ca afundarea este o problema localizata (sau rezolvabila), s-ar putea sa va ganditi la un fel de miscare verticala a solului: ajustarea izostatica globala (GIA). O mahmureala din ultima epoca glaciara care a avut loc in urma cu aproximativ 12.000 de ani, GIA este revenirea terenurilor din emisfera nordica dupa ce a fost eliberata de greutatea a miliarde de tone de gheata. In timp ce zonele de odinioara sub gheata acum topita cresc, cele de pe margini cad ca raspuns.

Imaginati-va ca aruncati un balon cu degetul. Ai crea o liniuta, precum si o umflatura in jurul varfului degetului. Cand eliberati degetul – la fel ca topirea ghetii – linia ricoseaza inapoi in timp ce umflatura coboara. In America de Nord, locul cu liniuta este Canada si Alaska, in timp ce umflatura este mijlocul Atlanticului.

Intindeti experimentul lung de milisecunde de-a lungul mileniilor si aveti ceva similar cu ceea ce se intampla cu Pamantul chiar acum. Dar, asa cum v-ati putea astepta, GIA este un proces relativ lent si nu trebuie confundat cu cedarea mai dramatica care afecteaza unele comunitati.

Cand cedarea este atat de dramatica, nu se datoreaza ajustarii izostatice globale (Credit: Alamy)

„Daca o zona localizata isi vede terenurile scufundandu-se semnificativ, nu se datoreaza ajustarii izostatice globale”, spune Philippe Hensel de la NOAA. „La maximum, ajustarea izostatica globala va fi destul de minora.”

Cea mai semnificativa crestere a inaltimii datorata GIA, in locuri precum Alaska si Canada, este de aproape 10 mm pe an, spune Hensel. Dar acele zone care se deplaseaza in jos din cauza GIA scad cu maximum 1 mm sau 2 mm anual.

Tobogan de apa

Prin urmare, pentru majoritatea comunitatilor din intreaga lume, motivul scaderii semnificative este ceva in intregime creat de om: extractia apei subterane.

„Tot ce extrageti din subteran are ca rezultat afundarea”, spune geologul Simone Fiaschi, care studiaza afundarea la Universitatea din Padova. „Indepartati ceva din straturile din care este format terenul, astfel incat solul incepe sa se prabuseasca”.

Asta inseamna ca alte tipuri de extractie, cum ar fi eliminarea gazului metan sau a petrolului, pot produce, de asemenea, acelasi efect. Dar apele subterane, una dintre cele mai importante surse de aprovizionare cu apa dulce din lume, sunt de obicei vinovate. In India, cel mai mare utilizator din lume de apa subterana, 85% din apa potabila provine din pamant; in Europa, 75% din populatie primeste apa potabila din apele subterane.

In multe parti ale lumii, pamantul este golit de apa mai repede decat are timp sa se reincarce – ceea ce poate determina compactarea solului

Si apoi exista toate celelalte utilizari. In SUA, de exemplu, irigatiile pentru agricultura au reprezentat retragerea a 225 de milioane de metri cubi (49,5 miliarde de galoane) de apa subterana pe zi in 2010 – 60% din totalul eliminat din pamant. Este suficienta apa pentru a umple un lac gol Tahoe, cel mai mare lac din volum din California, in mai putin de doi ani.

Se presupune ca apele subterane se completeaza in mod natural de ploaie si ninsoare care se scurg prin stanca. In multe parti ale lumii, totusi, pamantul este golit de apa mai repede decat are timp sa se reincarce. Acest lucru poate duce la epuizarea stratului freatic si la diminuarea aprovizionarii cu apa – dar, de asemenea, poate determina compactarea solului, astfel incat straturile de deasupra sa cada, uneori semnificativ.

Mexico City, de exemplu, depinde de un acvifer local pentru aproximativ jumatate din apa potabila. Datorita combinatiei dintre vasta populatie a orasului de 21 de milioane de oameni si o utilizare ineficienta a apei – 42% se pierde din cauza scurgerilor – acviferul este suprasolicitat. In acest ritm, va fi gol in decurs de 50 de ani, spune Arnoldo Matus Kramer, ofiter sef de rezilienta al orasului. Intre timp, parti ale orasului scufunda cu 30 cm pe an.

Unele cartiere din Mexico City se scufunda cu pana la 30 cm (12 inci) pe an (credit: Alamy)

Drept urmare, orasul este prins intr-un ciclu vicios in care subsidenta dauneaza infrastructurii conductelor de apa si face mai dificila intretinerea, ceea ce duce la mai multe scurgeri si la retragerea mai multa apa. Si, pe langa faptul ca a facut orasul mai vulnerabil la lipsa apei, scaderea ar fi putut, de asemenea, sa faca unele cladiri mai vulnerabile la cutremurul recent din Mexico City, spune Kramer.

Este greu de spus cat de mult din lume este afectat de cedare. „Inca incercam sa obtinem date pentru locuri din intreaga lume”, spune Erkens. „Pentru multe locuri, nu stim exact ce se intampla, ceea ce impiedica, de asemenea, optiunile noastre pentru a face fata provocarilor.”

Oprirea pomparii apelor subterane poate opri afundarea – si chiar ajuta la revenirea terenului

Totusi, din datele disponibile, oamenii de stiinta sunt de acord ca au vazut ceva promitator. Oprirea pomparii apelor subterane poate opri afundarea – si chiar ajuta la revenirea terenului.

Orasele au dovedit-o inainte. Dupa decenii de extractie a apelor subterane din Tokyo, terenul a inceput sa se scufunde din ce in ce mai mult, atingand varful in 1968 la 24 cm (9 inci) pe an. Cam in acelasi timp, pomparea apei subterane in oras a atins, de asemenea, o valoare maxima de 1,5 milioane de metri cubi (329 milioane de galoane) pe zi. Ca raspuns, guvernul Tokyo a adoptat legi care limiteaza pomparea. La inceputul anilor 2000, cedarea orasului a incetinit la 1 cm pe an.

O mare parte din agricultura din Valea San Joaquin s-a mutat catre culturi permanente intensive in apa, cum ar fi podgoriile, inrautatind cedarea sa (Credit: Alamy)

Dar oprirea pomparii necesita schimbarea sursei principale de apa a unui oras. Si pentru unele zone, acest lucru poate sa nu fie posibil. Valea San Joaquin, care se intinde pe aproximativ 25.900 km patrati (10.000 mile patrate) in centrul Californiei, se bazeaza pe apele subterane pentru principala sa industrie – agricultura. Exacerbate de seceta recenta, parti din regiune au inceput sa se scufunde cu pana la 60 cm pe an.

„Acesta este unul dintre cele mai rapide din lume”, spune Sneed, de la USGS, care are sediul in California. Inrautatirea problemei a fost o schimbare recenta catre practici care consuma mai multa apa, intrucat agricultura a trecut de la culturile de rotatie, cum ar fi rosiile si ardeii, la culturile permanente, cum ar fi livezile si podgoriile.

Desi scaderea de aici nu provoaca inundatii, aceasta inca submineaza infrastructura zonei. Un exemplu este sistemul sau masiv de canale, pe care il foloseste pentru a deplasa apa in jurul zonei. Parti ale vaii cedeaza la ritmuri diferite, provocand esecul sistemului de canale bazat pe gravitatie. Drept urmare, legiuitorii din California au semnat o lege in 2014 pentru a se asigura ca utilizarea apei subterane nu provoaca o scadere nerezonabila a terenului.

De la constructia sa, acest pod peste un canal din Valea San Joaquin s-a scufundat cu aproximativ 1 metru (4ft) pe masura ce terenul s-a calmat (Credit: Alamy)

Totusi, modul in care se va face acest lucru nu a fost inca stabilit. Potrivit lui Sneed, bazarea pe surse alternative de apa pare putin probabila, deoarece California nu are prea multe capacitati pentru rezervoare suplimentare.

„Cred ca incep sa-si dea seama ce sarcina monumentala va fi”, spune Sneed. „Localnicii vor face unele alegeri foarte grele pe care nu au trebuit sa le faca pana acum cu privire la modul in care isi folosesc pamantul.”

Pompat in sus

Un mod in care orase precum Shanghai au abordat problema este nu numai prin limitarea pomparii, ci si prin reincarcarea acviferelor. Cu toate acestea, in Virginia se dezvolta o solutie si mai creativa.

Cu aproximativ 2,8 mm pe an, cel mai mare factor care contribuie la inundatii in Hampton Roads este pomparea apelor subterane

Acolo, partea de sud a regiunii Chesapeake Bay, cunoscuta sub numele de Hampton Roads, este amenintata de trei forte diferite. Aceasta este o zona aflata la marginea ghetii topite acum – asa ca, desi GIA aici este de aproximativ 1 mm pe an, aceasta rata de scadere este inca printre cele mai rapide din lume. A doua problema este cresterea nivelului marii, contribuind cu inca 2 mm pe an.

Dar la aproximativ 2,8 mm pe an, cel mai mare factor care contribuie este pompa apelor subterane din acviferul masiv Potomac.

Intr-o zona de acest apartament, acesti milimetri se aduna. Zona sufera inundatii frecvente, precum si patrunderea apei sarate atat in acvifer, cat si in zonele umede delicate, care sunt in pericol de a fi inundate.

Ted Henifin este directorul general al districtului de salubrizare Hampton Roads. Acum cativa ani, echipa sa a inceput sa se intrebe daca exista o utilizare mai buna a apelor uzate pe care le prelucrau si le aruncau in gura Chesapeake. „Nu este ca si cum apa pe care am bagat-o inapoi pe caile navigabile este folosita de oricine altcineva sau chiar necesara”, spune el.

Deci, daca ar putea folosi apa pentru ceva de valoare? Acea linie de gandire a condus la un nou proiect inovator numit Swift. In loc sa deverseze apa, proiectul va trata apele uzate – care totalizeaza aproximativ 682.000 de metri cubi (150 de milioane de galoane) in fiecare zi – la standarde care sa indeplineasca cele ale apei potabile. De asemenea, i se va da exact acelasi profil, inclusiv salinitatea, ca si apele subterane. Odata ce a fost procesata, apa va fi pompata inapoi in acvifer.

Inundatiile se inrautatesc in zona Hampton Roads din Virginia, inclusiv in case ca aceasta (Credit: Alamy)

Proiectul inca incepe, cu scopul de a obtine autorizatii in 2019 si de a injecta 45.500-91.000 de metri cubi (10-20 milioane de galoane) pe zi pana in 2023. Dar modelele au constatat deja ca adaugarea apei poate creste presiunile in masura in care Maryland si Carolina de Nord.

„Cu compactarea totala a acviferelor care s-ar fi vazut fara proiectul nostru, daca continuam cu retragerile permise pe care le avem pana la sfarsitul unei perioade de 50 de ani, exista o compactare totala, in cele mai proaste zone, de aproximativ 2ft (61cm) ”, spune Henifin. „Daca acelasi model este rulat cu apa noastra care intra, il eliminam in totalitate.”

Daca proiectul functioneaza, planul este sa se extinda pana la capacitatea maxima, 545.000 de metri cubi (120 de milioane de galoane) pe zi, pana in 2030 – si apoi sa replice programul in statiile de epurare a apelor uzate din alte judete.

Aceasta idee poate fi singura pe care am venit-o si care poate cumpara ceva timp pentru regiunea noastra – Ted Henifin

David Nelms, un om de stiinta al USGS care a fost implicat in proiect, avertizeaza ca este posibil sa nu fie un panaceu. Ca si in alta parte, pamantul este stratificat atat cu argila, cat si cu nisip. Extractia din secolul trecut a compactat ambele straturi. Cand se injecteaza apa, totusi, va „pompa” doar nisipul. Argila ramane compactata. „Nu vei primi niciodata acest lucru inapoi”, spune Nelms. „E permanent. Dar site-urile [proiectului] sunt imprastiate, iar geologia este diferita in fiecare dintre ele, asa ca ar trebui sa va asteptati la raspunsuri diferite in diferite locuri. ”

Afundarea terenurilor poate fi o problema complicata. Dar cu proiecte precum Swift care vizeaza abordarea acestuia, ar putea exista motive pentru optimism – nu numai pentru a remedia cedarea, ci pentru a atenua provocarea sa dubla de crestere a nivelului marii. „In ceea ce priveste posibilitatea de a face ceva in ceea ce priveste nivelul marii in timpul vietii noastre, aceasta idee poate fi singura pe care am inventat-o si care poate cumpara ceva timp pentru regiunea noastra”, spune Henifin.

Alaturati-va peste 800.000 de fani viitori, placandu-ne pe Facebook sau urmariti-ne pe Twitter .

Daca ti-a placut aceasta poveste, inscrie-te la buletinul informativ saptamanal bbc.com , numit „Daca ai citit doar 6 lucruri in aceasta saptamana”. O selectie selectata de povesti de la BBC Future, Earth, Culture, Capital si Travel, livrate in casuta de e-mail in fiecare vineri.