Глобальное потепление может дестабилизировать здания в больших городах – исследование

Новое исследование ученых показало, что по мере того, как городские подземные ландшафты нагреваются, разбухание и сужение, которым они подвергаются, создают нагрузку на здания на поверхности. Ученые называют эту особенность "тихой угрозой", ведь здания не были спроектированы для таких нагрузок, которые становятся все более опасными с усилением глобального потепления.

• Изменение климата может привести к голоду 80 миллионов человек – предупреждение ООН

Детали

В городах здания из бетона и стали могут направлять тепло солнца через фундамент в грунт, на котором они стоят. Совместите это с подземной парковкой и транспортом с его тоннелями и металлическими трубами, и температура под городами может быть намного выше, чем на поверхности.

Исследователи из Северо-Западного университета США обнаружили, что подземная температура в Чикагской петле (районе, полном многоэтажек и других построек) была на 10 градусов выше, чем температура под соседним парком. Более того, было обнаружено, что температура воздуха в подземных сооружениях на 25 градусов выше, чем в незастроенной земле. Эти данные были собраны из 150 датчиков температуры вокруг Чикаго в течение трех лет, а затем исследованы с помощью компьютерного моделирования для экстраполяции результатов.

Руководивший исследованием, Алессандро Ротта Лориа отмечает:

Если подумать о подвалах, гаражах, туннелях и поездах, все эти помещения постоянно излучают тепло. В общем, в городах теплее, чем в сельской местности, потому что строительные материалы периодически задерживают тепло, полученное от человеческой деятельности и солнечного излучения, а затем выделяют его в атмосферу. Этот процесс изучался десятилетиями. Сейчас мы рассматриваем его подземный аналог, в большинстве своем вызванный антропогенной деятельностью.

Все это дополнительное тепло, которое накапливается под городами, известно как подземное изменение климата и, по словам исследователей, его последствия могут оказаться серьезными.

Поскольку разные почвы по-разному реагируют на это тепло, они могут смещаться с разной скоростью, деформируя саму землю и стоящие на ней здания. Исследование ученых выявило, что изменение подземного климата может привести к вздутию почвы вверх на целых 12 мм в некоторых районах, тогда как под тяжестью тяжелых зданий оно может опускаться вниз на 8 мм. Ротта Лориа отмечает:

Чикагская глина может сжиматься при нагревании, как и многие другие мелкозернистые почвы. В результате повышения температуры под землей многие фундаменты в центре города подвергаются нежелательной осадке, медленно, но постоянно. Другими словами, вам не обязательно жить в Венеции, чтобы жить в тонущем городе – даже если причины таких явлений совсем другие.

Ротта Лориа добавляет, что последствия всей этой подвижной городской почвы не будут сразу катастрофическими, но он называет подземное изменение климата "тихой угрозой", которая медленно начнет растрескивать фундаменты и ставить здания под нагрузку, с которой они не смогут справиться. Особенно это касается старых зданий, построенных из камня и кирпича, часто встречающихся в европейских городах. Но даже относительно современные здания находятся под угрозой, поскольку они не были спроектированы с учетом происходящих под землей климатических изменений. Ротта Лориа объясняет:

Основываясь на нашем компьютерном моделировании, мы показали, что деформации земли могут быть настолько серьезными, что ведут к проблемам с работой гражданской инфраструктуры. Это не значит, что здание внезапно рухнет. Вещи тонут очень медленно. Последствия для работоспособности сооружений и инфраструктуры могут быть очень плохими, но, чтобы их увидеть, нужно много времени. По всей вероятности, подземные изменения климата уже повлекли за собой трещины и чрезмерные осадки фундамента, которые мы не связывали с этим явлением, поскольку не знали об этом.

Как одно из возможных решений по угрозе, создаваемой подземным изменением климата в городских районах, исследователи предлагают использовать все это подземное тепло для обогрева зданий на поверхности с помощью современных методов геотермального отопления. Они также говорят, что новые здания должны проектироваться с надлежащей теплозащитной изоляцией, чтобы предотвратить передачу тепла в подземную среду.

Ранее геологи обнаружили, что Нью-Йорк тонет под тяжестью своих небоскребов. Просадка почв может быть недооцененной проблемой, ведь в некоторых городах земля проседает быстрее, чем поднимается уровень моря.