"فرونشست زمین"؛ باری که شهرها تحمل نمی‌کنند
یک پژوهش جدید از سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده به نقش مصالح ساختمانی در "تشدید فرونشست" پرداخته است.
به گزارش خبرنگار اجتماعی خبرگزاری تسنیم، در عصری که تغییرات اقلیمی به موضوعی اصلی در تیترها تبدیل شده، یک نگرانی مهم اما کمتر مطرح‌شده، "فرونشست زمین یا نشست شهرها" است. برای مثال، شهر نیویورک در ایالات متحده در حال نشست تدریجی به دلیل وزن ساختمان‌هایش است.
بر اساس گزارش سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده، تقریباً 1.68 تریلیون پوند بتن، شیشه و فولاد روی 777 کیلومترمربع از زمین این شهر ساخته شده است. این وزن عظیم می‌تواند باعث فشردگی زمین و فرونشست آن شود. همچنین افزایش سطح آب دریاها و شدت طوفان‌ها نیز شهر را نسبت به سیل آسیب‌پذیرتر کرده و این فرایند را تشدید می‌کند.
نقش مصالح ساختمانی در تشدید فرونشست
بار و جنس مصالح ساختمانی می‌تواند به فرونشست شهرها کمک کند. در مناطق شهری، تجمع وزن عظیم سازه‌ها و زیرساخت‌ها، مانند ساختمان‌های بلندمرتبه، جاده‌ها، پل‌ها و سایر سازه‌ها، می‌تواند به مرور زمان باعث فشرده‌شدن خاک زیرین شود. این پدیده به‌ویژه در مناطقی که زمین زیرساخت‌های شهری از خاک نرم، رس یا لایه‌های قابل‌فشردگی تشکیل شده باشد، شدیدتر است.
عوامل تأثیرگذار:
نوع خاک زیرین: خاک‌های شنی و رس‌های نرم به دلیل کمبود مقاومت فشاری، در برابر وزن زیاد آسیب‌پذیرتر هستند. این نوع خاک‌ها تحت فشار سنگین زیرساخت‌ها متراکم شده و باعث فرونشست زمین می‌شوند.
وزن ساختمان‌ها و تراکم شهری: هرچه شهرها بزرگ‌تر و متراکم‌تر شوند، وزن تجمعی ناشی از مصالحی مانند بتن، فولاد و شیشه بیشتر شده و به زمین فشار وارد می‌کند. این امر به‌ویژه در شهرهایی مانند نیویورک یا توکیو که تراکم جمعیتی بالایی دارند، دیده می‌شود.
ویژگی مصالح ساختمانی: بتن و فولاد: این مواد سنگین هستند و وزن قابل‌توجهی را به خاک وارد می‌کنند.
سازه‌های بزرگ و مرتفع: برج‌ها و آسمان‌خراش‌ها به دلیل تمرکز بار روی پایه‌های کوچک‌تر، فشار بیشتری به زمین وارد می‌کنند.
آثار ترکیبی: فرونشست ناشی از وزن زیرساخت‌ها زمانی شدیدتر می‌شود که با عوامل دیگری مانند استخراج آب‌های زیرزمینی، حفاری‌های زیرزمینی (مانند مترو یا تونل‌ها)، و فرایندهای طبیعی مثل فرسایش یا حرکات تکتونیکی ترکیب شود.
نمونه‌های واقعی:
نیویورک: بر اساس گزارش‌ها، وزن عظیم ساختمان‌های این شهر یکی از دلایل فشرده‌شدن خاک و فرونشست تدریجی آن است.
مکزیکوسیتی: وزن زیرساخت‌ها در کنار استخراج بی‌رویه آب‌های زیرزمینی، باعث فرونشست تا 50 سانتی‌متر در سال در برخی نقاط این شهر شده است.
جاکارتا: علاوه بر مشکلات ناشی از وزن سازه‌ها، برداشت بیش از حد آب‌های زیرزمینی این شهر را به یکی از سریع‌ترین مناطق در حال فرونشست تبدیل کرده است.
شهرهای ساحلی؛ در معرض بیشترین خطر
شهرهای ساحلی بیشترین خطر را از فرونشست زمین دارند. با این حال، شهرهایی که در مرکز کشورها قرار دارند نیز با چالش‌های مشابهی روبه‌رو هستند. در یک مطالعه که اخیراً روی 99 شهر ساحلی انجام شد، مشخص شد که 33 شهر با سرعتی پنج برابر بیشتر از افزایش سطح دریا در حال نشست هستند.
این مسئله در بخش‌هایی از آسیا بسیار جدی‌تر است؛ به‌ویژه در شهرهایی مانند مانیل در فیلیپین، کراچی در پاکستان و تیانجین در چین که 10 تا 20 برابر سریع‌تر از افزایش سطح دریا نشست می‌کنند.
تقریباً نیمی از شهرهای بزرگ چین تحت تأثیر وزن زیرساخت‌هایشان و استخراج بی‌رویه آب‌های زیرزمینی در حال نشست هستند. تحقیقات اخیر نشان داده که 45 درصد از 82 شهر چین سالانه بیش از 3 میلی‌متر نشست می‌کنند که این امر می‌تواند 29 درصد از جمعیت شهری این کشور را تحت تأثیر قرار دهد. پیش‌بینی‌ها نشان می‌دهد که تا سال 2120، بین 22 تا 26 درصد از زمین‌های ساحلی چین ممکن است پایین‌تر از سطح دریا قرار گیرند.
پیامدهای اجتماعی و زیست‌محیطی فرونشست زمین
فرونشست زمین می‌تواند منجر به از دست دادن زمین‌های قابل سکونت، ناامنی منابع آبی، آسیب به زیرساخت‌ها و جابه‌جایی جمعیت شود. برای مثال، دولت اندونزی به‌دلیل این نگرانی‌ها پایتخت خود را از جاکارتا به جزیره بورنئو منتقل کرده است.
دلایل نشست زمین در شهرها
فرونشست زمین شهری می‌تواند سال‌ها بدون تشخیص باقی بماند. این پدیده ناشی از عوامل پیچیده و مرتبط است که شامل دلایل طبیعی و انسانی می‌شود:
استخراج بی‌رویه آب‌های زیرزمینی: یکی از عوامل اصلی فرونشست زمین، برداشت بیش از حد از آب‌های زیرزمینی است. این مسئله پیش‌بینی می‌شود تا سال 2040 حدود 19 درصد از جمعیت جهان را تحت تأثیر قرار دهد.
وزن زیرساخت‌ها: وزن ساختمان‌ها و تراکم شهری نیز می‌تواند زمین را به مرور زمان فشرده کند.
فرایندهای زمین‌شناختی طبیعی: حرکات تکتونیکی یا فعالیت‌های لرزه‌ای نیز می‌توانند به نشست زمین کمک کنند.
تغییرات اقلیمی: هرچند تغییرات اقلیمی مستقیماً باعث نشست زمین نمی‌شود، افزایش سطح دریاها و رویدادهای جوی شدید می‌توانند این پدیده را تشدید کنند.
راه‌حل‌های مقابله با فرونشست زمین
برای مقابله با این پدیده، جامعه جهانی می‌تواند از دانش و فناوری‌های موجود بهره ببرد.
راهکارها شامل موارد زیر هستند:
مشارکت جامعه: ارتباط مستقیم با جوامع آسیب‌دیده و جمع‌آوری داده‌های دقیق می‌تواند به شناسایی ابعاد مسئله و افزایش آگاهی عمومی کمک کند.
مدیریت بهتر زیرساخت‌های آبی: استفاده از فناوری برای نظارت بر سطوح آب‌های زیرزمینی، کاهش نشت آب و احیای مصنوعی منابع آبی می‌تواند مؤثر باشد.
همکاری‌های عمومی ـ خصوصی: بخش دولتی، خصوصی و دانشگاه‌ها باید برای تأمین بودجه و اجرای پروژه‌های زیرساختی بزرگ مانند بازطراحی سیستم‌های تخلیه آب و ساخت سدهای مقاوم در برابر سیل همکاری کنند.
ترویج بهترین شیوه‌ها در صنعت: استفاده از روش‌ها و موادی که تأثیر کمتری بر زمین‌های آسیب‌پذیر دارند، می‌تواند کمک‌کننده باشد.
آموزش جهانی برای حفاظت از آب: آموزش و ترویج مدیریت پایدار آب می‌تواند مصرف بی‌رویه را کاهش داده و به محافظت از شهرهای آسیب‌پذیر کمک کند.
ضرورت اقدام فوری
حل مسئله فرونشست زمین نیازمند توجه فوری و مداوم است. هرچند این مسئله پیچیده است، اما راهکارهایی عملی برای کاهش خطرات آن وجود دارد. با کاهش برداشت آب‌های زیرزمینی، بهبود زیرساخت‌های شهری و همکاری بین دولت‌ها و بخش خصوصی، می‌توان شهرها را در برابر نشست زمین مقاوم‌تر کرد و آینده‌ای پایدارتر برای شهرنشینان تضمین کرد.
نتایج این پژوهش در مجله weforum منتشر شده است.
انتهای پیام/
