Międzynarodowy zespół naukowców przeanalizował dziewięć lat pomiarów satelitarnych, od 2014 do 2023 r. Badanie opublikowane w „Nature Cities” objęło 465 miast liczących ponad milion mieszkańców, położonych w 107 państwach. Najszybciej zapadają się miasta Azji Południowo-Wschodniej, zachodniej i środkowej części Azji oraz niektóre obszary Ameryki Północnej.
Dlaczego właściwie miasta toną? Jedną z najważniejszych przyczyn jest nadmierne pompowanie wód podziemnych. Kiedy z warstw wodonośnych ubywa wody, znajdujące się nad nimi osady mogą się zagęszczać. Grunt zaczyna opadać, a wraz z nim budynki, drogi i instalacje podziemne. Osiadanie może trwale uszkadzać fundamenty, wodociągi i kanalizację.
Problem jest szczególnie poważny na wybrzeżach. Według osobnego badania opublikowanego w „Nature Communications” aż 71 proc. ludności zamieszkującej wybrzeża świata żyje na terenach, które się obniżają. Tam, gdzie poziom morza rośnie, a grunt jednocześnie opada, zagrożenie powodziowe zwiększa się z dwóch stron.
Meksyk i Dżakarta. Jak szybko zapadają się miasta?
W mieście Meksyk naukowcy wykryli miejsca, w których powierzchnia obniża się o około 21,7 centymetra rocznie. Tymczasem mediana tempa osiadania dla całego miasta wynosi zaledwie 0,8 centymetra. To niemal 27-krotna różnica. Pokazuje, jak bardzo uśrednione wyniki mogą zniekształcać obraz zagrożenia.
Podobne różnice występują w Dżakarcie, stolicy Indonezji. Najnowsze pomiary z lat 2016-2024 wskazują, że w niektórych północnych dzielnicach miasta grunt obniża się nawet o 7 centymetrów rocznie. Dżakarta leży w nisko położonej delcie, przecina ją 13 rzek, a część zabudowy już znajduje się poniżej poziomu morza.
W nadmorskiej dzielnicy Muara Angke, gdzie wiele osób mieszka w nieformalnych osiedlach, zalania zdarzają się nawet co drugi dzień. Woda przedostaje się na ulice i do domów, utrudniając mieszkańcom codzienne życie. Najbardziej zagrożone są często społeczności, które mają najmniejsze możliwości zabezpieczenia swoich domów lub przeprowadzki.
Dżakarta od lat buduje wały przeciwpowodziowe, śluzy, przepompownie i systemy odwadniające. W Indonezji rozważana jest nawet budowa ogromnego wału chroniącego znaczną część północnego wybrzeża Jawy. Jednak same zabezpieczenia przed wodą nie rozwiążą problemu, jeśli grunt za nimi będzie nadal opadał.
Czy można zatrzymać zapadanie się miast?
W Dżakarcie jedną z głównych przyczyn osiadania jest pobieranie wód podziemnych. Wiele gospodarstw domowych i przedsiębiorstw korzysta z własnych studni, ponieważ miejska sieć wodociągowa nie zapewnia odpowiedniego zaopatrzenia. Im więcej wody wypompowuje się spod miasta, tym bardziej mogą zagęszczać się podziemne warstwy osadów.
Władze wprowadziły ograniczenia wydobycia wód podziemnych w 2021 r., a zaczęły je wdrażać w 2023 r. Egzekwowanie przepisów pozostaje jednak trudne. Podziemne zasoby wody są niewidoczne, a kontrolowanie wszystkich prywatnych ujęć wymaga rozbudowanego systemu nadzoru.
W niektórych miejscach udało się zahamować osiadanie dzięki uzupełnianiu podziemnych zasobów wodnych. W Las Vegas i Szanghaju stosowano wtłaczanie wody do warstw wodonośnych, aby ograniczyć obniżanie się powierzchni. W części przypadków grunt może nawet nieznacznie się podnieść, choć nie wszystkie zmiany są odwracalne.
W Dżakarcie podobna metoda byłaby znacznie trudniejsza. Za osiadanie odpowiada tam kilka nakładających się czynników, w tym utrata wody z głębokich warstw podziemnych. Dlatego badacze wskazują przede wszystkim na potrzebę rozbudowy wodociągów i ograniczenia pobierania wód gruntowych.
Satelity pokazują, które dzielnice toną najszybciej
Nowe technologie pozwalają obserwować ruchy powierzchni Ziemi z dokładnością niedostępną jeszcze kilkanaście lat temu. Naukowcy wykorzystują radarowe zdjęcia satelitarne wykonywane wielokrotnie nad tym samym obszarem. Porównując je, mogą wykrywać nawet niewielkie zmiany wysokości gruntu.
W najnowszym badaniu przygotowano mapy o rozdzielczości około 40 metrów. Dzięki temu można wskazywać konkretne części miast, w których grunt osiada najszybciej, zamiast ograniczać się do jednej wartości dla całej metropolii. Takie informacje pozwalają lepiej planować ochronę przeciwpowodziową i inwestycje infrastrukturalne.
Nie wszędzie sytuacja się pogarsza. Naukowcy zauważyli spowolnienie osiadania w wielu miastach Azji Wschodniej i Południowo-Wschodniej, choć w innych dzielnicach tego samego regionu proces przyspiesza. W Londynie, Tokio, Seulu czy Nowym Jorku średnie tempo pionowych ruchów gruntu było znacznie mniejsze.
Dla mieszkańców najbardziej zagrożonych dzielnic nawet niewielkie różnice mają jednak znaczenie. Miasto może według statystyk osiadać powoli, podczas gdy kilka jego ulic zapada się o kilkanaście centymetrów rocznie. Dlatego dane z satelitów są coraz częściej potrzebne na poziomie poszczególnych osiedli, a nie tylko całych aglomeracji.