فرونشست زمین در شهرهای بزرگ ایالات متحده، تهدیدی جدی برای زیرساختها و امنیت ساکنان به شمار میرود. استخراج آبهای زیرزمینی، علت اصلی این پدیده است که موجب افزایش خطر سیلاب و آسیب به ساختمانها میشود. با وجود فرایندهای طبیعی، انسانها نیز نقش عمدهای در فرونشست زمینهای شهری دارند. به پیشنهاد پژوهشگران، اقداماتی مانند کاهش خطر سیلابها، بازسازی ساختمانهای آسیبپذیر و محدودیت ساختوساز در مناطق پرخطر، برای مقابله با فرونشست زمین ضروری است.
فرونشست زمین، معمولاً در مناطق ساحلی مشاهده میشود. با افزایش سطح دریا، ترکیب این پدیده میتواند شهرهایی مانند نیواورلئان و سانفرانسیسکو را در آب غرق کند. با اینحال، بر اساس مطالعه، فرونشست زمین در شهرهای ایالات متحده به سواحل محدود نمیشود و میتواند در سایر نقاط این کشور نیز مشکلآفرین شود.
پژوهشگران ۲۸ شهر پرجمعیت ایالات متحده را بررسی کردهاند که هرکدام از آنها، جمعیت بیش از ۶۰۰ هزار نفر دارند. آنها از دادههای ماهوارهای سنتینل-۱ برای تهیه نقشههای دقیق از حرکت عمودی زمین بهره بردهاند. یافتهها نشان میدهد که در تمام این ۲۸ شهر، حداقل در بخشی از هر شهر، فرونشست زمین مشاهده شده است. در ۲۵ از ۲۸ شهر، حداقل ۶۵ درصد از مساحت در حال فرونشست است. در شهرهایی مانند هیوستون، دالاس، فورتورث، شیکاگو، نیویورک و برخی دیگر، فرونشست در ۹۸ درصد از مساحت شهر مشاهده شده است.
هیوستون، دالاس و فورتورث، با بیشترین نواحی درگیر، با سرعت ۳ میلیمتر در سال دچار فرونشست میشوند. هیوستون بدترین وضعیت را دارد، بهطوریکه ۴۳ درصد از زمینهای این شهر، بیش از ۵ میلیمتر در سال فرورفته و ۱۲ درصد از شهر نیز با سرعت ۱۰ میلیمتر در سال، در زمین فرو میرود.
پدیده فرونشست زمین، با دلایل طبیعی و انسانی مختلفی توضیح داده میشود. زمین هیچگاه ثابت نیست و فرایندهای زمینشناسی، همواره آن را در حال حرکت نگه میدارند. برای مثال، در شهرهایی مانند نیویورک و نشویل، زمین در حال تطبیق با فشار یخچالهای عظیم از دوران عصر یخبندان است. این فرایند که به تنظیم ایزواستاتیک یخچالی معروف است، باعث میشود زمین به بالا و پایین حرکت کرده تا شکل اصلی خود در دوران پیش از عصر یخبندان را بازسازی کند.
با وجود فرایندهای طبیعی، انسانها نیز نقش عمدهای در فرونشست زمینهای شهری دارند. پژوهشگران میگویند ۸۰ درصد از فرونشست زمینهای شهری، به استخراج آبهای زیرزمینی مربوط میشود. پمپاژ آب از سفرههای زیرزمینی، میتواند موجب ایجاد فضاهایی در میان رسوبات شود که پس از حذف آب، در زمین فرو میروند و در نهایت، باعث فرونشست سطح زمین میشوند. در تگزاس، این مشکل با پمپاژ نفت و گاز نیز تشدید شده است.
همانطور که گفته شد، تهدید سیلابها به دلیل شرایط جوی شدید ناشی از تغییرات اقلیمی نیز ممکن است بیشتر شود. بر اساس یافتههای مطالعه، حرکت عمودی زمین میتواند به قرارگیری ۲۹ هزار ساختمان در مناطقی با خطر آسیب بالا منجر شود. به این ترتیب، گسترش شهرها و افزایش جمعیت، فشار بیشتری را بر منابع آبی و زیرساختها وارد میکند.
مطالعه در مجله نیچر سیتیز منتشر شده است.