Obszary Nowego Jorku toną i rosną

Naukowcy korzystający z radaru kosmicznego odkryli, że ziemia w Nowym Jorku tonie w różnym tempie z powodu czynników ludzkich i naturalnych. Niektóre punkty rosną.

Naukowcy odkryli, że części obszaru metropolitalnego Nowego Jorku toną i podnoszą się w różnym tempie z powodu różnych czynników, od praktyk użytkowania gruntów po dawno utracone lodowce. Chociaż zmiany wysokości wydają się niewielkie – ułamki cala rocznie – mogą zwiększyć lub zmniejszyć lokalne ryzyko powodziowe związane ze wzrostem poziomu morza.

Nowe badanie opublikowano 27 września Postęp nauki Przez zespół badaczy z NASAlaboratorium napędów odrzutowych (Laboratorium Napędów Odrzutowych) w Południowej Kalifornii i na Uniwersytecie Rutgers w New Jersey. Zespół przeanalizował wzloty i upadki Pionowy ruch podłoża – zwane również wzlotami i upadkami – na obszarze metropolitalnym w latach 2016–2023 przy użyciu technologii teledetekcji zwanej interferometrycznym radarem z syntetyczną aperturą (InSAR). Technika ta łączy dwie lub więcej obserwacji 3D tego samego obszaru w celu wykrycia ruchu powierzchni lub terenu.

Mapując pionowy ruch lądu na obszarze Nowego Jorku, naukowcy odkryli, że ląd opada (zaznaczony na niebiesko) średnio o około 0,06 cala (1,6 mm) rocznie. Wykryli także niewielki wzrost (zaznaczony na czerwono) w Queens i Brooklynie. Białe przerywane linie wskazują granice hrabstwa/miasta.
Źródło obrazu: NASA/JPL-Caltech/Uniwersytet Rutgers

Czynniki wpływające na ruch Ziemi

Większość zaobserwowanych przez nich ruchów miała miejsce na obszarach, gdzie wcześniejsze modyfikacje powierzchni terenu – takie jak rekultywacja terenu i budowa składowisk – spowodowały, że grunt stał się luźniejszy i bardziej ściśliwy pod późniejszymi budynkami.

Część ruchu jest również spowodowana procesami naturalnymi trwającymi tysiące lat wstecz, aż do ostatniej epoki lodowcowej. Około 24 000 lat temu ogromna pokrywa lodowa rozprzestrzeniła się na większą część Nowej Anglii, a ściana lodu wysoka na ponad milę pokryła dzisiejsze Albany w północnej części stanu Nowy Jork. Od tego czasu płaszcz Ziemi, który przypomina trochę elastyczny materac, powoli się resetuje. Miasto Nowy Jork, położone na wzniesieniu za krawędzią pokrywy lodowej, ponownie tonie.

Szczegółowe wyniki i implikacje

Naukowcy odkryli, że w obszarze metropolitalnym chudnie się średnio o około 1,6 mm (0,06 cala) rocznie, czyli tyle samo, ile paznokieć rośnie w ciągu jednego miesiąca. Wykorzystanie istniejących radarów w Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA)Europejska Agencja Kosmiczna) Satelity Sentinel-1, w połączeniu z zaawansowanymi technikami przetwarzania danych, sporządziły szczegółowe mapy ruchu i zidentyfikowały dzielnice i punkty orientacyjne – aż do pasa startowego lotniska i kortu tenisowego – które oddalają się szybciej niż przeciętnie.

Zespół zidentyfikował gorące punkty: po lewej stronie pas startowy 13/31 na lotnisku LaGuardia w Queens, cofający się w tempie około 0,15 cala (3,7 mm) rocznie; Po prawej stronie część Newtown Creek, placówki Superfund w East Williamsburg na Brooklynie, rośnie nierównomiernie w tempie około 0,06 cala (1,6 mm) rocznie.
Źródło obrazu: NASA/JPL-Caltech/Uniwersytet Rutgers

„Stworzyliśmy szczegółową mapę pionowego ruchu gruntu na obszarze Nowego Jorku, na której pojawiły się cechy, których wcześniej nie obserwowano” – powiedział główny autor Brett Buzanja, pracownik naukowy ze stopniem doktora w JPL.

Śledzenie lokalnych zmian wysokości i Względny poziom morza Mogą być ważne dla celów mapowania i planowania powodzi. Jest to szczególnie ważne, ponieważ zmieniający się klimat Ziemi powoduje podnoszenie się poziomu oceanów na całym świecie, powodując częstsze zjawiska. Irytująca powódź Niszczycielskie zdarzenia i fale sztormowe.

Ważne hotspoty

Zespół zidentyfikował dwa godne uwagi miejsca lądowania w miejscu położonym obok składowisk śmieci w Queens. Pierwszy, pas startowy 13/31 na lotnisku LaGuardia, spada w tempie około 0,15 cala (3,7 mm) rocznie. Naukowcy zauważyli, że lotnisko przechodzi renowację o wartości 8 miliardów dolarów, której celem jest częściowo złagodzenie powodzi spowodowanych rosnącym poziomem wody w Oceanie Atlantyckim. Zidentyfikowali również stadion Arthur Ashe, który tonie w tempie około 0,18 cala (4,6 mm) rocznie i wymagał zbudowania lekkiego dachu podczas renowacji, aby zmniejszyć jego ciężar i stopień osiadania.

Inne miejsca, w których dochodzi do osiadań, obejmują południową część Governors Island – zbudowaną na 38 milionach stóp kwadratowych (3,5 miliona metrów sześciennych) skał i ziemi z podziemnych wykopalisk z początku XX wieku – a także nadmorskie tereny Coney Island i Arverne na Brooklynie przez Morza W Queens, który został zbudowany na sztucznym wypełnieniu. Podobny poziom osiadania zaobserwowano poniżej tras 440 i autostrady międzystanowej 78 na przedmieściach New Jersey, które przecinają historyczne miejsca zasypania, oraz na wyspie Rikers, która powiększyła się do obecnych rozmiarów w wyniku składowania.

Naukowcy odkryli także nieokreślone wcześniej ilościowo podniesienie w East Williamsburg na Brooklynie – gdzie wzrastało o około 0,06 cala (1,6 mm) rocznie – oraz w Woodside w Queens, które rosło o 0,27 cala (6,9 mm) rocznie w latach 2016–2019, po czym ustabilizowało się . Współautor Robert Cobb z Rutgers University powiedział, że studnie pompujące i zatłaczające wodę gruntową stosowane do uzdatniania zanieczyszczonej wody mogły odegrać pewną rolę, ale potrzebne są dalsze badania. „Jestem zafascynowany możliwością wykorzystania wysokiej rozdzielczości InSAR do pomiaru tego typu stosunkowo krótkotrwałych modyfikacji środowiska związanych z wysokością” – powiedział Cobb.

Naukowcy twierdzą, że miasta takie jak Nowy Jork, które inwestują w obronę wybrzeża i infrastrukturę w obliczu podnoszenia się poziomu morza, mogłyby odnieść korzyści z szacunków ruchu gruntu w wysokiej rozdzielczości.

Monitoring i przyszłe projekty

Prowadzona przez JPL Opera (Produkty monitorujące dla użytkowników końcowych analizy teledetekcji) szczegółowo opisują przemieszczenia powierzchni w Ameryce Północnej w przyszłym produkcie danych. W tym celu wykorzysta dane InSAR z Sentinel-1 należącej do ESA oraz z przyszłych danych Nazar (NASA-ISRO Radar z syntetyczną aperturą), której wystrzelenie zaplanowano na 2024 r. Informacje uzyskane z OPERA pomogą naukowcom lepiej monitorować pionowy ruch Ziemi oraz inne zmiany związane z zagrożeniami naturalnymi.

Odniesienie: „Lokalne podniesienie poziomu morza, osiadanie na dużą skalę i konsekwencje wzrostu poziomu morza w obszarze metropolitalnym Nowego Jorku” autorstwa Bretta Buzangi, Davida B. S. Pickarta i Benjamina D. Hamlingtona i Roberta E. Cope’a, Marina Govorcina i Kennetha J. Millera, 27 września 2023 r., Postęp nauki.
doi: 10.1126/sciadv.adi8259