Thành phố New York đang "chìm" vì xây nhiều cao ốc và nỗi lo cho chúng ta

Là nơi sinh sống của 8,8 triệu người vào năm 2020, Thành phố New York cho đến nay là thành phố đông dân nhất ở Mỹ. Và tổng khối lượng các tòa nhà cần thiết để cung cấp chỗ ở và chỗ làm việc cho ngần đó cư dân đó thực sự tăng lên. Nghiên cứu mới được công bố vào ngày 8.5 trên tờ Earth’s Future (Tương lai của Trái đất) cho thấy rằng trọng lượng của chính thành phố đang đè lên nền địa chất tại chỗ và góp phần làm mực nước biển dâng cao kèm nguy cơ lũ lụt.

Jacky Austermann, nhà địa vật lý của Đại học Columbia, người không tham gia vào nghiên cứu này cho biết: “Về mối lo ngại về mực nước biển dâng trên toàn cầu, hầu hết mọi người đều thường quan niệm rằng băng đang tan chảy và điều đó làm thay đổi mực nước biển. Nhưng đó chỉ là một yếu tố góp phần làm mực nước biển dâng tại bất kỳ địa điểm nào”.

Theo Austermann, sự sụt lún của nền đất, có thể xảy ra vì nhiều lý do, là một yếu tố quan trọng khác cần xem xét. Austermann ví von: “Nếu bạn đang đứng ở bờ biển, cho dù đất dưới chân bạn sụt xuống hay mực nước biển dâng lên, thì cả hai đều gây ra lũ lụt như nhau”.

Các nhà khoa học tham gia nghiên cứu mới muốn cố gắng tìm hiểu trọng lượng nội tại của một thành phố có thể góp phần làm mực nước biển dâng tại chỗ như thế nào. Thành phố New York có trọng lượng lớn đáng để nghiên cứu. Tác giả chính Tom Parsons, nhà địa vật lý tại Cơ quan Khảo sát Địa chất Mỹ cho biết: “Chúng tôi vừa nhập liệu tất cả khối lượng này. Ở phía hạ Manhattan, nó gần giống như một dãy núi mà chúng ta đã xây dựng ở đó, vì vậy tất cả trọng lượng đó cũng đang đè xuống”.

Bước đầu tiên của các nhà nghiên cứu là phân tích trọng lượng của thành phố, có nghĩa là trọng lượng của tất cả các tòa nhà trong thành phố: có tất cả 1.084.954 tòa nhà ở năm quận. Parsons và các đồng nghiệp đã lập bản đồ thành phố trên một mạng lưới và sau đó tham khảo cơ sở dữ liệu gồm diện tích và tổng chiều cao của mọi tòa nhà trong thành phố. Họ đã sử dụng kiến thức xây dựng để ước tính trọng lượng trong mỗi ô trong lưới và đưa ra con số tổng cộng là 764 tỉ kilôgam cho tất cả các tòa nhà của Thành phố New York. Parsons nói: “Đó không phải là trọng lượng hoàn toàn chính xác, nhưng con số đó cho chúng ta ý tưởng sơ bộ về mức độ tập trung của các tòa nhà. Để đơn giản, nhóm không tính đến trọng lượng của đường sá và vỉa hè.

Tiếp theo, các nhà nghiên cứu đã lập bản đồ địa chất của Thành phố New York. Ở một số vùng lân cận, chẳng hạn như khu trung tâm Manhattan, nền đá nằm sát bề mặt và có tương đối ít đất chịu nén. Điều này làm cho nó ít bị sụt lún do trọng lượng. Ở các khu vực khác, chẳng hạn như dọc theo bờ biển phía nam của Brooklyn, thành phố đã mở rộng diện tích của mình bằng cách bồi lấn. Chất liệu san lấp có thể gồm nhiều loại vật liệu, nhưng chúng đặc biệt dễ bị áp lực từ bất kỳ vật nặng nào ở trên vì không đặt vật liệu tự nhiên. Ở những nơi khác, tình trạng địa chất nằm ở khoảng giữa hai tình trạng vừa nêu.

Các nhà nghiên cứu đã đưa bản đồ phân bố tòa nhà và loại địa chất vào một tập hợp các mô phỏng được thiết kế để dự đoán cách các loại địa chất khác nhau phản ứng với áp lực. Kết quả cho phép họ phát hiện ra những khu vực mà tình trạng sụt lún do trọng lượng của chính thành phố có thể đặc biệt phổ biến.

Cuối cùng, họ xem xét dữ liệu vệ tinh để xem có bao nhiêu vụ sụt lún đã thực sự xảy ra trên toàn thành phố trong thập niên qua. Kết quả, họ nhận thấy tốc độ trung bình là một đến hai milimét mỗi năm. Việc so sánh các mô phỏng với các quan sát vệ tinh chỉ thể hiện tác động của trọng lượng thành phố với sự sụt lún này. Nhưng thực tế là sự sụt lún tổng thể gồm các yếu tố chứ không chỉ trọng lượng đô thị.

Các nhà nghiên cứu kết luận rằng ở những khu vực mà trọng lượng xây dựng tập trung trên đất tơi xốp hơn, nó có khả năng góp phần đáng kể vào việc sụt lún. Nghiên cứu này cũng giúp để hiểu các thành phố trên khắp thế giới có thể đang góp phần làm mực nước biển dâng cao đe dọa cư dân trong đó như thế nào. Austermann nhận định: “Như các tác giả công trình nghiên cứu nhấn mạnh..., việc so sánh giữa dữ liệu và các mô phỏng rất phức tạp. Có rất nhiều điều chúng ta không hiểu”, đồng thời nhà địa vật lý này cho biết thêm rằng nghiên cứu về cơ bản đưa ra ước tính sơ bộ về tình trạng sụt lún do trọng lượng đô thị chứ không phải tìm ra một phép tính chính xác.

Một hạn chế khác của nghiên cứu là các nhà khoa học không thể mô phỏng lại quá trình phát triển 400 năm của thành phố để nắm bắt và dự đoán đầy đủ các tác động từ trọng lượng của nó. Do đó, họ không thể đoán trước bất kỳ sự sụt lún nào liên quan đến trọng lượng có khả năng diễn ra trong những năm tới. Cathleen Jones, nhà vật lý tại Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực của NASA (JPL) cho biết: “Họ lập mô phỏng toàn bộ sự sụt lún từ tải trọng ban đầu của tất cả các tòa nhà như thể bằng cách nào đó chúng được xây dựng đồng thời; xuất hiện một cách thần kỳ trên nền đất hoặc đá không bị nén lại”.

Mặc dù mới chỉ xem xét thành phố New York, nhưng nghiên cứu này là một lời nhắc nhở quan trọng về các vấn đề đang diễn ra ở các thành phố ven biển trên khắp thế giới. Khoảng 40% người dân trên địa cầu đã sống trong phạm vi 100 km tính từ bờ biển và đến năm 2050, gần 70% dự kiến sẽ sống ở thành phố. Sự kết hợp đó có nghĩa là các thành phố vốn đã dễ bị tổn thương do mực nước biển dâng cũng có thể phải vật lộn dưới sức nặng của chính chúng.