Jedan od najvećih svjetskih gradova trebao je potonuti, ali nešto nevidljivo ga održava na površini

Kada tlo ispod grada počne da se urušava

Većina ljudi prvo primijeti slijeganje tla kod malih smetnji. Vrata koja se više ne zatvaraju kako treba. Pukotina koja se širi po zidu omiljenog kafića. Poplavljena ulica koja se čini malo dubljom svake kišne sezone.

U Mexico Cityju ti mali znakovi kriju mnogo veću priču. Dijelovi metropole su potonuli za više od 7,5 metara tokom posljednjeg stoljeća , a neka naselja i dalje padaju i do 40 do 50 centimetara godišnje zbog intenzivnog crpljenja podzemnih voda iz dubokih slojeva gline i pijeska. Studija objavljena u časopisu Land Subsidence and its Mitigation pokazuje da je veliki dio ovog zbijanja nepovratan, što znači da je izgubljena nadmorska visina zauvijek nestala.

To je noćna mora za svaki grad u nizini koji se suočava s jačim olujama i višim plimama. Kada se tlo previše zbije, vrlo malo toga preostaje za spasiti.

Podzemna "spužva" koja sve drži gore

Geolozi često upoređuju podzemlje sa vrlo krutim spužvom. Tekućine poput podzemne vode ili nafte ne stoje u velikim praznim pećinama. Umjesto toga, zauzimaju mikroskopske pore između zrnaca pijeska, mulja i gline.

Sve dok su te pore ispunjene i pod pritiskom, dio težine zgrada, puteva i tla nosi tečnost. Kada ispumpavamo tečnost brže nego što je priroda može ponovo napuniti, pritisak u porama pada, veći dio opterećenja se prebacuje na skelet zrna, a spužva se komprimuje. Površina se slegne.

Moderna geomehanika direktno povezuje ovaj proces s ljudskom aktivnošću. Istraživači su pokazali da promjene u pritisku fluida kontroliraju koliko tlo tone, izdiže se ili čak puca, bilo da je fluid voda u vodonosniku ili ugljikovodici u naftnom ležištu.

Ako gubitak pritiska uzrokuje tonjenje gradova, sljedeće pitanje je očigledno. Šta se dešava ako polako vraćamo pritisak?

Ubrizgavanje vode kao nevidljiva skela

Na naftnom polju Wilmington ispod Long Beacha u Kaliforniji, na to pitanje je odgovoreno na teži način. Ekstrakcija nafte sredinom 20. stoljeća uzrokovala je slijeganje lučkog područja na nekim mjestima i do devet metara, oštećujući pristaništa, cjevovode i zgrade. Suočen s rizikom gubitka svoje obale, grad je krajem 1950-ih i početkom 1960-ih pokrenuo masovni program ubrizgavanja vode.

Inženjeri su počeli ubrizgavati tretiranu morsku vodu i proizvoditi vodu iz formacija u zone iscrpljene naftom kroz stotine bušotina. Kako su se količine ubrizgavanja povećavale, područje značajnog slijeganja smanjilo se s 58 kvadratnih kilometara na samo 8, a dijelovi površine su se oporavili za otprilike 30 centimetara, dok se ukupno slijeganje usporilo do puzanja.

Nikakvo čudo. Samo pumpe, manometri i mnogo konzervativne matematike.

"Nešto nevidljivo" održava Šangaj na površini

Šangaj je slijedio drugačiji, ali sličan put, kako se navodi u studiji objavljenoj u časopisu Land Subsidence and its Mitigation. Decenije agresivnog crpljenja podzemnih voda dovele su do stope slijeganja tla od 17 centimetara godišnje krajem 1950-ih i početkom 1960-ih. Počevši od 1960-ih, gradske vlasti su postepeno smanjivale crpljenje, preusmjeravale crpljenje u dublje vodonosnike i instalirale bunare za punjenje koji ubrizgavaju prečišćenu riječnu vodu u podzemlje. Zahvaljujući ovoj kombinaciji smanjenog crpljenja i vještačkog punjenja, prosječno slijeganje tla je u posljednjim decenijama palo na otprilike jedan centimetar godišnje.

U praksi, to znači da se ulice, tuneli podzemne željeznice i odbrana od poplava uz rijeke i dalje grade, ali mnogo sporije nego prije, kako prenosi South China Daily.

Moćan alat sa stvarnim ograničenjima

Ubrizgavanje fluida može čak uzrokovati mjerljivo izdizanje u nekim projektima, ali stručnjaci paze da to ne pretjeruju. Temeljni sedimenti se često zbijaju na uglavnom trajan način. Globalna analiza slijeganja Mexico Cityja, na primjer, ne pronalazi gotovo nikakav elastični oporavak čak ni kada nivo podzemnih voda fluktuira, što implicira da je podizanje grada na njegovu prijašnju nadmorsku visinu praktično nemoguće.

Zato mnogi naučnici opisuju ubrizgavanje kao sistem kočenja, a ne kao lijek. Može smanjiti brzinu tonjenja, a ponekad i podići tlo prema gore, ali ne može u potpunosti resetovati vijek prekomjernog pumpanja.

Postoje i rizici. Ako se pritisak poveća prebrzo ili u pogrešnom sloju, ubrizgana voda može reaktivirati rasjede, izazvati male zemljotrese ili potisnuti fluide prema osjetljivim zonama. Zato se moderni programi oslanjaju na guste mreže za praćenje, uključujući GPS, satelitski radar i instrumente za bušotine, kako bi pratili sitne promjene u nivou tla i pritisku u porama u gotovo stvarnom vremenu.

Na kraju krajeva, svaka shema ubrizgavanja također se takmiči s drugim zahtjevima za vodom i energijom. Tretman i pumpanje miliona kubnih metara vode nije jeftino, a svaki kilovat potrošen pod zemljom i dalje se pojavljuje na nečijem računu za struju.

Posuđena visina u svijetu koji se zagrijava

Za obalne megagradove, nekoliko centimetara nadmorske visine može oblikovati svakodnevni život. To je razlika između olujnog udara koji ostaje na šetalištu i onog koji se izlijeva u ulaze u podzemnu željeznicu. Kao što su istakla nova istraživanja o slijeganju tla širom Kine, upravljanje načinom na koji povlačimo i ubrizgavamo tekućine pod zemlju postaje jednako važno kao i brojanje tona CO₂ kada planeri procjenjuju rizik od poplava.

Pretvaranje iscrpljenih vodonosnika i naftnih polja u hidraulične podupirače ne čini gradove besmrtnima. Ono što se može učiniti, u velikoj mjeri, jeste kupovina vremena. Vrijeme je za podizanje nasipa, redizajniranje odvodnje, premještanje kritične infrastrukture van opasnosti i preispitivanje mjesta gdje ljudi žive prije nego što more završi posao koji je slijeganje započelo.

Detaljan pregled kako ubrizgavanje vode može usporiti ili čak preokrenuti slijeganje tla na mjestima poput Long Beacha, Šangaja i Venecije predstavljen je u sveobuhvatnoj studiji o vještačkom izdizanju tla i upravljanju podzemnim vodama.

╰┈➤ Program N1 televizije možete pratiti UŽIVO na ovom linku kao i putem aplikacija za Android /iPhone/iPad