Разделы
Материалы

Откуда не ждали. Ученые считают, что подземные тепловые волны могут разрушить целые города

Фото: Getty Images | Подземная жара может деформировать здания

Исследователи полагают, "подземное изменение климата" способно дестабилизировать здания, мосты и транспортные системы.

Десятилетиями ученые предупреждают, что Земля неумолимо нагревается и человечеству так или иначе придется столкнуться с последствиями своих действий. Исследования свидетельствуют, что последствия изменения климата затронут жизнь на суше и в океане, но теперь исследователи считают, что мы упускали из виду "подземное изменение климата", пишет Science Alert.

По мере того как все больше тепла рассеивается по поверхности, оно повышает температуру почвы. В результате земля под нашими крупными городами буквально нагревается и трансформируется таким образом, что это может привести к повреждению зданий и транспортных систем.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

В новом исследовании инженер-строитель из Северо-Западного университета в Иллинойсе Алессандро Ротта Лориа использовал район Чикаго Луп в качестве тематического исследования, а также данные за три года, собранные сетями беспроводных датчиков температуры. В результате ему удалось создать трехмерную компьютерную модель, которая демонстрирует влияние повышения температуры на подземную среду.

Температура грунта (а) на трех глубинах под районом Чикаго Луп. Тренды средних температур (б) для разных типов почвы
Фото: Rotta Loria/Communications Engineering, 2023

Его симуляции охватывают столетие, с 1951 по 2051 годы. По словам исследователя, результаты свидетельствуют о тихом, но потенциально опасном "влиянии подземных городских тепловых островов на производительность гражданских сооружений и инфраструктуры". Простыми словам, он обнаружил, что рассеиваемое по земле тепло, повышает температуру почвы, а это смещает почву и большинство зданий попросту не смогут этого выдержать.

Автор исследования отмечает, что ученым лишь недавно стало известно, как Нью-Йорк способен прогибаться под тяжестью своих небоскребов. Однако если добавить к этому нагрев почвы, и земля под городами может медленно сдвигаться, оседать и проседать. Роты Лориа отмечает, помимо оживленных метро, подземное тепло также исходит от подземных трубопроводов и электрических кабелей, которые пересекают наши города. Кроме того, почва усеяна фундаментами зданий и гаражей, которые также пропускают тепло.

По словам исследователя, искусственные сооружения поглощают солнечное тепло, а мелкозернистые глинистые отложения, подобные тем, что в Чикаго, особенно склонны к усадке или набуханию под действием тепла и воды. ПО словам Ротты Лориа, подземная жара вряд ли разрушит большинство зданий, но даже незначительное изменения поверхностного слоя могут привести к деформации, повреждению фундамента и эксплуатационные характеристики строительных материалов.

Изменения вертикальной деформации на земле под Чикаго на различной глубине (а) и в разное время (б)
Фото: Rotta Loria/Communications Engineering, 2023

Автор исследования обнаружил, что почва под Чикаго деформируется в результате перепадов температуры, и никакие гражданские сооружения и инфраструктура, увы, не способны этому противостоять.

Отметим, что последние несколько десятилетий ученые следили за изменениями климата под землей, фиксируя самые горячие "подземные тепловые острова" под Амстердамом, Стамбулом, Нанкином и Берлином. Теперь же исследование Ротты Лориа свидетельствует о том, что температурные колебания способны вызвать смещения под различными зданиями на 8-12 миллиметров. Несмотря на то, что несколько миллиметров могут казаться не такими уж серьезными, ученый предупреждает, что здания действительно рассчитаны на некоторую гибкость, но не такую.

Ранее Фокус писал о том, что Нью-Йорк неумолимо тонет: ученые рассказали, что небоскребы тянут город на морское дно.