هیولای زمین‌خوار / بدترین فرونشست‌های جهان کجا اتفاق افتاد؟
اقتصادنیوز: از زمان انقلاب صنعتی، سیاره زمین متحمل افزایش مداوم در انتشار گازهای گلخانه‌ای، و در نتیجه آن، افزایش روند دما و تغییر در الگوهای بارش شده است (IPCC,2021). این تغییرات در رفتار اقلیمی، تغییرات قابل توجهی در سیستم هیدرولوژیک داشته و باعث افزایش شدت و فراوانی سیل و خشکسالی شده است. در نتیجه کمبود آب سطحی، نرخ‌های تهاجمی استخراج آب‌های زیرزمینی موجب شده سفره‌های زیرزمینی تحت...
به گزارش اقتصادنیوز، فرونشست یک اصطلاح کلی برای حرکت عمودی رو به پایین سطح زمین است که می‌تواند هم در اثر فرآیندهای طبیعی و هم فعالیت‌های انسانی ایجاد شود.
فرآیندهایی که موجب فرونشست می‌شوند عبارت‌اند از: انحلال سنگ کربناته زیرزمینی به وسیله آب‌های زیرزمینی؛ فشرده شدن تدریجی رسوبات؛ خروج گدازه سیال از زیر پوسته جامد سنگ. فعالیت‌های معدنی؛ پمپاژ سیالات زیرسطحی، مانند آب‌های زیرزمینی یا نفت؛ یا تاب برداشتن پوسته زمین به وسیله نیروهای تکتونیکی. فرونشست‌های ناشی از تغییر شکل تکتونیکی پوسته زمین به عنوان فرونشست تکتونیکی شناخته می‌شوند و می‌توانند محل انباشته شدن رسوبات شده و در نهایت به سنگ‌های رسوبی تبدیل شوند.
فرونشست زمین یکی از نگرانی‌های جهانی برای زمین‌شناسان، مهندسان ژئوتکنیک، نقشه‌برداران، مهندسان، برنامه‌ریزان شهری، زمین‌داران و عموم مردم است. برداشت آب‌های زیرزمینی یا نفت، به فرونشست تا 9 متر در بسیاری از نقاط جهان و متحمل شدن هزینه‌هایی بالغ بر صدها میلیون دلار آمریکا منجر شده است.
در ادامه این گزارش به برخی از فرونشست‌ها در سراسر جهان اشاره خواهیم کرد.
ویرانی شهر باستانی
در شمال هند، یک تراژدی به صورت اسلوموشن در حال پخش است. جوشیمات که در ارتفاع حدود دو هزارمتری در منطقه چمولی در هیمالیا واقع شده، شهری باستانی و مقدس با جمعیتی حدود 17 هزار نفر است. این شهر که برای زائران و بازدیدکنندگانی که مایل به اسکی یا صعود از کوه‌های مجاور هستند، محبوب است، یک پناهگاه زیبا از تکاپوی دشت‌هاست.
اواخر سال 2022، فصل جدیدی در تاریخ طولانی جوشیمات آغاز شد، زیرا ترک‌ها در ساختمان‌های سراسر شهر شروع به پدیدار شدن کردند. این ترک‌ها به سرعت در یک منطقه بزرگ پخش شدند و جاده‌ها، خانه‌ها و هتل‌ها را از هم جدا کردند. این وقایع به‌طور گسترده از سوی رسانه‌های هندی گزارش شد و عموماً آنها را به «فرونشست» نسبت دادند. واقعیت چیز دیگری است: شهر بر روی آوارهای یک رانش زمین قدیمی ساخته شده و در اثر آن رانش زمین شروع به حرکت کرده است.
سن رانش نامشخص است، اما به احتمال زیاد صدها یا حتی هزاران سال قدمت دارد. باقی‌مانده آوارها با خاک و گیاهان پوشیده شده‌اند که آنها را از دید پنهان می‌کنند و به مردم محلی این تصور را می‌دهند که در زمینی محکم زندگی می‌کنند.
وجود زمین‌لغزش و خطری که ایجاد می‌کند، حدود 50 سال پیش شناسایی شد، اما اقدامات کمی برای کاهش خطر انجام شده است. تا به امروز حداقل 860 خانه غیرقابل سکونت شده است و رانش زمین همچنان به حرکت خود ادامه می‌دهد. صدها نفر در کمپ‌های موقت زندگی می‌کنند، بدون روشنی در چشم‌انداز آینده‌شان، و هزاران نفر دیگر نگران هستند که جنبش رانش زمین به شهر آنها سرایت کند.
شهرهای در حال ناپدید شدن
بر اساس گزارش تجارت فردا، جهان در حال تجربه دوره‌ای از تغییرات زیست‌محیطی بی‌سابقه است که عمدتاً ناشی از تغییرات آب‌وهوا و افزایش دمای جهانی است. سطح دریا در اثر ذوب شدن یخ‌های قطبی و انبساط حرارتی آب دریا، در حال افزایش است. شهرهای ساحلی که بخش قابل توجهی از جمعیت جهان را در خود جای داده‌اند، با اثرات نامطلوب این پدیده دست‌وپنجه نرم می‌کنند. شهرهای در حال غرق شدن مناطق شهری هستند که به دلیل ترکیبی از افزایش سطح آب دریاها و فرونشست زمین در معرض خطر ناپدید شدن هستند؛ فرآیندی که با غرق شدن تدریجی زمین مشخص می‌شود.
از نیویورک تا جاکارتا، شهرهای ساحلی در سراسر جهان در حال غرق شدن هستند. هر سال، نیویورک به‌طور متوسط یک تا دو میلی‌متر افت می‌کند و تا پایان سال 2050، یک‌سوم جاکارتا ممکن است کاملاً زیر آب باشد. مقصر کیست؟ فرونشست.
فرآیند استخراج آب‌های زیرزمینی، آب را از بین سنگ‌های زیر زمین می‌مکد و باعث می‌شود سنگ‌ها روی یکدیگر بیفتند و فشرده شوند. در برخی شهرها، وزن ساختمان‌ها با فشار آوردن به زمین به فرونشست کمک می‌کند؛ همان‌طور که در نیویورک اتفاق می‌افتد، ساختمان‌های آن در مجموع 68/1 تریلیون پوند وزن دارند.
باندهای فرودگاه سانفرانسیسکو در میان سریع‌ترین مناطق در حال غرق شدن هستند. تغییر اقلیم و کمبود بودجه زیرساختی، فرودگاه‌های ساحلی آمریکا را در معرض خطر قرار داده است.
پس از اندازه‌گیری تغییرات ارتفاعی دقیقه‌ای در باند فرودگاه‌های 15 فرودگاه ساحلی در سراسر ایالات‌متحده، پژوهشگران دریافتند که باند فرود فرودگاه سانفرانسیسکو (SFO) با تقریباً 10 میلی‌متر در سال در صدر جدول فرونشست قرار دارد؛ در حالی که فرودگاه بین‌المللی لس‌آنجلس (LAX) کندترین است.
جاده‌های در حال فروپاشی و پل‌های فروریخته آمریکا در چند سال گذشته توجه‌ها را به خود جلب کرده‌اند و باعث تصویب قانون سرمایه‌گذاری زیرساختی و مشاغل در سال 2021 شدند. با این حال، اولواسی داشو، متخصص مخاطرات زیست‌محیطی در ویرجینیاتک، گفت: «بودجه برای حفظ زیرساخت‌های فرودگاه بسیار محدود است، بنابراین بسیاری از آنها در حال ویران شدن هستند.»
بارش زحمت
تگزاس قبلاً باران دیده بود، فراوان. قبلاً بارها سیل آمده بود. اما در 25 آگوست 2017، طوفان هاروی حجمی از آب را روی این نقطه ریخت که اصلاً قابل تصور نبود. طوفان بین دو سیستم آب‌وهوایی قرار گرفته بود که یکی سعی می‌کرد به سمت شمال و دیگری به سمت جنوب حرکت کند. در هنگام فرود، قطر آن 450 کیلومتر بود و بادهایی با سرعت 209 کیلومتر در ساعت داشت. گردش آن، که به خوبی از خلیج مکزیک امتداد داشت، جریان مداوم رطوبت را به همراه داشت. زمانی که هاروی به مدت چهار روز در منطقه هیوستون - گالوِستون متوقف شد، در 24 ساعت اول در مناطق خاصی 60 سانتی‌متر باران بارید. به دلیل گستره وسیع جاده‌های غیر قابل نفوذ منطقه، پارکینگ‌ها، پیاده‌روها و پشت‌بام‌ها که همگی در یک دشت ساحلی هموار ساخته شده بودند، برای روزها آب جایی برای رفتن نداشت. در اوج طوفان، یک‌سوم هیوستون زیر آب بود و حداقل 68 نفر در تگزاس بر اثر اثرات مستقیم طوفان جان خود را از دست دادند.
یک قرن پیش از آن، در 8 سپتامبر 1900، طوفان دیگری که تنها «طوفان بزرگ» نامیده می‌شود، منطقه را درنوردید و بخش اعظم شهر جزیره‌ای گالوِستون را زیر آب گرفت. این طوفان حدود شش هزار نفر را کشت که بر اساس برخی تخمین‌ها به 12 هزار نفر می‌رسید. حدود 3600 خانه به همراه ساختمان‌های تجاری و زیرساخت‌ها ویران شدند، که همگی یک‌سوم شهر بودند. بر اساس اکثر معیارها، این بدترین فاجعه طبیعی در تاریخ ایالات‌متحده بود.
در بین طوفان بزرگ و طوفان هاروی، یک رویداد بسیار کندتر رخ داد: براون وود. براون وود یک بخش مسکونی بود که در سال 1938 در شبه‌جزیره‌ای در خلیج گالوستون، نه چندان دور از یک پالایشگاه نفت غول‌پیکر در بای‌تاون ساخته شد. این بنا که به وسیله مدیران شرکت اگزون موبیل طراحی و ساخته شده بود، با آب احاطه شده و پوشش گیاهی سرسبز و حیات وحش را در خود جای داده بود.
در سال‌های اولیه، براون وود با حدود 500 اقامتگاه، تقریباً سه متر بالاتر از سطح دریا بود. 40 سال بعد، تا حدود 5/2 متر فروکش کرده بود. اقدامات معمول انجام شد؛ جاده‌ها بلند شدند، دیوارهای دریایی ساخته شدند، کیسه‌های شن روی هم چیده شدند، خانه‌ها روی پایه‌ها قرار گرفتند، پمپ‌ها نصب شدند و از سال 1961 تا 1983، حدود دوجین تخلیه انجام شد.
اما سیل، در حالی که قطعاً تابعی از بارندگی و طوفان بوده، تا حد زیادی محصول فرونشست انسان بود. زمین‌شناسان می‌گویند: فرونشست گسترده که عمدتاً به دلیل برداشت آب‌های زیرزمینی و همچنین استخراج نفت و گاز ایجاد می‌شود، فراوانی سیل را افزایش داده است.
تلاش برای بالا ماندن
ونیز در حال غرق شدن است. روتردام، بانکوک و نیویورک نیز همین‌طور هستند. اما هیچ مکانی قابل مقایسه با جاکارتا، سریع‌ترین ابرشهر سیاره زمین در ناپدید شدن نیست. در 25 سال گذشته، مناطقی از پایتخت اندونزی که به شدت آسیب دیده‌اند، بیش از 16 فوت فروکش کرده‌اند. به گفته کارشناسان، این شهر تا سال 2030 فرصت دارد راه حلی بیابد، وگرنه برای مهار دریای جاوه خیلی دیر خواهد بود.
فرونشست زمین جاکارتا در قرن هجدهم، زمانی که هلندی‌ها جنگل‌های این منطقه را برای کشتزارها پاکسازی کردند، آغاز شد. این عجله برای پاکسازی زمین باعث تخریب خاک، ایجاد فرسایش و در نتیجه مشکلات رسوبی در رودخانه کیلیوونگ شد. با گذشت زمان، انباشته شدن این رسوب‌ها، دلتایی را تشکیل داد که شهر روی آن ساخته شده است. جمعیت رو به رشد جاکارتا و توسعه عظیم شهری، فشار بیشتری بر خاک وارد کرد که به تراکم و فرونشست زمین منجر شد.
فعالیت‌های تکتونیکی - که رایج است، زیرا اندونزی روی حلقه آتش اقیانوس آرام زلزله‌خیز قرار دارد - باعث ارتعاشات زمین می‌شود که به فشرده شدن طبیعی خاک می‌انجامد.
جاکارتا پشتیبانی هیدرولیکی خود را در خاک از دست داده است. خاک به عنوان یک موجود طبیعی دارای فازهای جامد، مایع و گاز است که همیشه در یک تعادل پویا هستند. استخراج بیش از حد آب‌های زیرزمینی، به ویژه از سفره‌های زیرزمینی عمیق (بیش از 60 متر زیر سطح)، که در جاکارتا رایج است، باعث شد این شهر با سریع‌ترین سرعت ممکن رو به ویرانی برود.
این آب زیرزمینی عمیق را نمی‌توان فوراً دوباره پر کرد و می‌تواند تا 100 سال طول بکشد. در همین حال، آب‌های زیرزمینی کم‌عمق را فقط در فصل بارندگی می‌توان دوباره پر کرد. هنگامی که منافذ خاک با فشار از بالا خالی می‌ماند، زمین فرونشست می‌کند. این پدیده فقط به جاکارتا محدود نمی‌شود. سمارانگ (اندونزی)، بانکوک (تایلند)، یوکوهاما (ژاپن) و مکزیکوسیتی همگی این مشکل را دارند. با این حال، اگر شهر در ساحل باشد، مشکل جدیدی ایجاد می‌شود. گرم شدن زمین همچنین باعث افزایش سطح آب دریاها می‌شود که به‌طور متوسط حدود پنج، شش میلی‌متر در سال است. این یک تهدید برای مناطق ساحلی جاکارتاست؛ جایی که نرخ فرونشست زمین در حدود 11، 12 سانتی‌متر در سال است.
این امر، نقش کنترل استخراج آب‌های زیرزمینی را بسیار برجسته می‌کند. ناتوانی شرکت آب شهری جاکارتا در تامین آب لوله‌کشی از آب‌های سطحی برای ساکنان، به برداشت گسترده آب‌های زیرزمینی منجر شده است. پوشش آب لوله‌کشی محدود است و تنها به 48 درصد می‌رسد. کیفیت آب لوله‌کشی در ساختمان‌های اداری ضعیف است و نسبتاً گران تلقی می‌شود که باعث می‌شود بسیاری به‌طور مخفیانه و غیرقانونی آب‌های زیرزمینی عمیق را استخراج کنند. در حال حاضر، از هر سه جاکارتایی، یک نفر به آب لوله‌کشی دسترسی ندارد و در عوض، به هزاران چاه غیرقانونی که در سطح شهر پراکنده هستند تکیه می‌کند؛ در نتیجه، سفره‌های زیرزمینی را تخلیه، زمین را ضعیف و شرایطی بی‌نظیر را برای غرق شدن بیشتر فراهم می‌کند.
مشکلات پیش‌روی پایتخت اندونزی بسیار زیاد است. آنها آنقدر مخرب هستند که دولت تصمیم گرفته مقر دولت را به شهری هدفمند در 1300کیلومتری کالیمانتان منتقل کند. در این میان، جاکارتا با تلاش برای کنترل برداشت آب‌های زیرزمینی گام‌های درستی برمی‌دارد؛ هرچند باید کارهای بیشتری برای نجات شهر از بدترین اثرات غرق شدن و بالا آمدن سطح دریا انجام شود.
سفره‌های زیرزمینی در خطر
منابع آب زیرزمینی بخش بزرگی از نیازهای آب را در سراسر جهان، به ویژه در کشورهایی مانند مکزیک که دارای مناطق خشک گسترده هستند، برطرف می‌کند. هنگامی که سفره‌های زیرزمینی بیش از حد طبیعی مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرند، ممکن است بخشی از ظرفیت ذخیره‌سازی خود را از دست بدهند و فشرده شوند و باعث فرونشست زمین شوند. تاثیرات این پدیده بر مناظر شهری، مانند ترک خوردن سطح ساختمان‌ها و شبکه‌های حمل‌ونقل، در مکزیک مرکزی، جایی که چندین سفره زیرزمینی آب با کمبود مواجه هستند، بسیار رایج است.
فرونشست یک پدیده مکزیکی نیست. در واقع جاکارتا، ونیز، بانکوک یا هیوستون به همین دلیل دارند غرق می‌شوند. اما مکزیک یک مشکل اضافه دارد: این کشور بدترین پایه‌های ممکن را دارد و فرونشست با سرعت زیادی در حال وقوع است.
مکزیکوسیتی، پایتخت مکزیک، به وسیله آزتک‌ها زمانی که پایتخت امپراتوری آزتک در وسط Texcoco ساخته شد، سیستمی از دریاچه‌ها که به وسیله کوه‌ها احاطه شده بود، تاسیس شد. مردم مکزیک نخستین کسانی بودند که محیط زیست را تغییر دادند و تحت پدیده‌ای به نام احیای زمین، جزایر مصنوعی ساختند.
هنگامی که اسپانیایی‌ها به این قاره حمله کردند، ساخت این جزایر مصنوعی را تسریع کردند، که اغلب در آنها سیل می‌آمد. در طول قرن هفدهم، آنها سیستم‌های زهکشی ایجاد کردند و دریاچه‌ها را حتی بیشتر تخلیه کردند، روندی که در طول دوره استقلال مکزیک و تا به امروز ادامه داشته است. در اواسط قرن بیستم، هنوز مناطقی تحت پوشش آب وجود داشت، اگرچه هر نمای ماهواره‌ای امروز فاجعه منطقه را نشان می‌دهد: تقریباً کل سیستم دریاچه اشغال شده است. رطوبت در اعماق به دام افتاد، اما پنج قرن استخراج سفره‌های زیرزمینی پایتخت مکزیک را به خطر انداخته است.
عوامل اصلی که پتانسیل فرونشست زمین را به دلیل استخراج آب‌های زیرزمینی در مکزیک افزایش می‌دهد، توزیع فضایی رسوبات تراکم‌پذیر و تراکم جمعیت است. در چندین منطقه از مکزیک مرکزی، آب زیرزمینی با هزینه ذخیره‌سازی غیرقابل تجدید از سیستم‌های آبخوان برداشت می‌شود، که باعث فرونشست زمین و سایر اثرات زیست‌محیطی (به عنوان مثال نفوذ آب شور، تخریب کیفیت آب و کاهش جریان رودخانه) می‌شود.
در مکزیک، 5/39 درصد از آب مصرفی از طریق حدود 35300 میلی‌مترمکعب در سال آب زیرزمینی تامین می‌شود که از حدود 300 هزار حلقه چاه استخراج شده و برای کشاورزی (71 درصد)، تامین عمومی (21 درصد)، صنعت و انرژی الکتریکی (به استثنای برق‌آبی) (هشت درصد) استفاده می‌شود. اگرچه مکزیک «فقیر از نظر آب» در نظر گرفته نمی‌شود، اما اختلافات زیادی در میزان تغذیه و مصرف و الگوها وجود دارد: تنها 20 درصد از کل بارندگی سالانه در جایی رخ می‌دهد که 76 درصد جمعیت در آنجا زندگی می‌کنند و 90 درصد زمین‌های آبی دست‌نخورده حفظ می‌شود. در سال 2020، کمیسیون ملی آب‌ها (CONAGUA)، 157 سفره زیرزمینی را در نزدیکی شهرهای پرجمعیت و زمین‌های کشاورزی بزرگ شناسایی کرد که 48 مورد در معرض خطر شور شدن و / یا نفوذ دریایی قرار گرفتند.
فرونشست زمین ناشی از بهره‌برداری بیش از حد از آب‌های زیرزمینی نیز در شهرهای بزرگ مکزیک مرکزی ثبت شده است. پایین آمدن توپوگرافی، کج شدن و تغییر شکل، بالا آمدن آشکار سازه‌های عمیق، ترک‌خوردگی سطحی و شکست زمین، اثرات بسیار رایجی هستند که فشردگی سیستم آبخوان بر روی مناظر شهری مکزیک و بسیاری از کشورهای دیگر ایجاد می‌کند.
شهرهای به گل نشسته
شانگهای، توسعه‌یافته‌ترین و ثروتمندترین شهر چین، حداقل 100 سال است که در گل فرو رفته است. این شهر، یکی از اولین شهرهای چین بود که از سال 1921 تا 2007 با میانگین 94/22 میلی‌متر در سال دچار فرونشست زمین شد.
این میزان فرونشست از سال 2010 تثبیت شده، اما افزایش سطح آب دریاها ناشی از گرم شدن کره زمین تهدیدی جدید و بسیار واقعی برای شهر 24میلیونی است. اگرچه فرونشست زمین نسبتاً پایدار تخمین زده می‌شود، اما پیش‌بینی می‌شود که نرخ افزایش سطح دریاها تحت تغییرات آب‌وهوایی در آینده تسریع شود.
شانگهای با سرعت بیشتری نسبت به بالا آمدن سطح دریا در حال غرق شدن بوده است. در طول سه دهه گذشته، سطح دریا در شانگهای 115 میلی‌متر افزایش یافته که میانگین نرخ خطی آن 8/3 میلی‌متر در سال بوده که بالاتر از میانگین جهانی است.
با این حال، مرکز شانگهای از اواخر قرن نوزدهم بیش از سه متر فروکش کرده است. بر اساس تجزیه و تحلیل‌ها، میانگین نرخ فرونشست زمین‌ساختی شانگهای تقریباً یک تا 5/1 میلی‌متر در سال برآورد شده است. غرق شدن شانگهای عمدتاً ناشی از فرونشست زمین‌ساختی و فشرده شدن رسوبات به دلیل شرایط طبیعی و فعالیت‌های انسانی بوده است. بر اساس داده‌ها، فرونشست در شانگهای را می‌توان به سه مرحله تقسیم کرد:
1- مرحله فرونشست سریع از سال 1921 تا 1965 ناشی از استخراج بیش از حد آب‌های زیرزمینی؛
2- مرحله بازیابی از سال 1965 تا 1985 با شارژ مصنوعی؛
3- مرحله فرونشست آهسته از سال 1985 تا 2007 به دلیل ساخت‌وسازهای بزرگ ساختمان‌های بلندمرتبه و پروژه‌های زیرزمینی.
برآوردهای داده‌ها نشان می‌دهد میانگین نرخ فرونشست تراکم پس از سال 2010 در رقم شش میلی‌متر در سال تثبیت شده است.
همچنین بخوانید ما را در شبکه‌های اجتماعی دنبال کنید